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出版者:中国农业大学出版社

作者:王乐新

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2004-8

价格:15.00元

装帧:平装

isbn号码:9787810668088

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理实验
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 实验报告
• 教学参考书
• 大学生
• 实验指南

《宇宙的低语：天体物理学的奥秘与探索》 内容简介 夜空中闪烁的繁星，是否只是遥远恒星的微光？那些神秘的星云，又隐藏着怎样的宇宙诞生与毁灭的故事？行星的运行轨迹，是否遵循着某种不为人知的规律？引力波的探测，又为我们揭示了宇宙怎样的另一面？《宇宙的低语：天体物理学的奥秘与探索》将带您踏上一场穿越时空的宏伟旅程，深入宇宙最前沿的科学领域，揭示那些令无数人着迷的天体物理学奥秘。 本书并非一部枯燥的教科书，而是一次充满好奇心与探索精神的科普叙事。我们将从最基本的概念出发，逐步深入到天体物理学的各个核心领域，用清晰易懂的语言，结合最新的科学发现与引人入胜的宇宙图像，为您构建一幅壮丽的宇宙画卷。 第一部分：宇宙的基石——从望远镜到宇宙大爆炸 我们将首先回顾天文学的辉煌历史，从伽利略的望远镜开启人类观测宇宙的新篇章，到牛顿万有引力定律统一了天地之间的运动规律，再到二十世纪哈勃红移观测，为宇宙膨胀理论提供了强有力的证据。本书将详细阐述望远镜的发展历程，从地面光学望远镜到太空望远镜（如哈勃太空望远镜、詹姆斯·韦伯太空望远镜），它们如何突破大气层的限制，为我们捕捉到更遥远、更微弱的光线。 随后，我们将深入探讨宇宙起源的“大爆炸”理论。本书将细致地解释宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其意义，它是宇宙诞生初期留下的“余温”，是支持大爆炸理论的“铁证”。我们将一同探索早期宇宙的演化，从夸克时代到原子时代的形成，以及元素合成的奇迹。本书将用形象的比喻解释宇宙膨胀的动力学，并探讨暗物质和暗能量这两个神秘的组成部分，它们占据了宇宙绝大部分的质量和能量，却至今仍是科学研究的巨大谜团。 第二部分：恒星的生命周期——从诞生到终结的壮丽史诗 恒星，作为宇宙中最基本的发光天体，它们的一生充满了戏剧性的变化。本书将详细描绘恒星的诞生过程，从巨大的分子云如何坍缩形成原恒星，到核聚变的点燃标志着一颗新星的诞生。我们将深入剖析恒星内部的能量产生机制，解释恒星为何能够持续发光数百万年甚至数十亿年。 本书将以生动的笔触，讲述不同质量恒星的演化路径。小质量恒星，如我们的太阳，最终会膨胀成红巨星，然后抛出外层物质形成行星状星云，最后留下白矮星。而大质量恒星则拥有更为壮丽的生命终点：它们会在超新星爆发中将自身物质抛洒向宇宙，成为制造重元素的重要“工厂”，并可能留下中子星或黑洞。我们将详细介绍超新星爆发的惊人力量，以及它对宇宙化学演化的重要影响。 第三部分：行星的家族——从地球到系外行星的探索 我们生活的太阳系，是恒星物理研究的绝佳案例。本书将带领读者探索太阳系各大行星的奥秘，从炽热的水星，到拥有壮观光环的土星，再到神秘的冰巨星海王星。我们将解析行星形成的“星云假说”，并介绍构成行星的物质成分和内部结构。 更令人兴奋的是，近年来人类在系外行星的探索上取得了突破性进展。本书将介绍探测系外行星的主要方法，如凌日法和视向速度法，并展示如何通过分析系外行星的光谱，来推测其大气成分、表面温度甚至是否存在液态水。我们将探讨“宜居带”的概念，以及搜寻“第二地球”的意义，展望未来太空探索可能带来的惊喜。 第四部分：宇宙的极端现象——黑洞、中子星与引力波 宇宙中存在着一些令人难以置信的极端天体，它们挑战着我们对物理定律的理解。本书将深入探讨黑洞的形成与性质，解释爱因斯坦的广义相对论如何预言了这些“时空的吞噬者”。我们将介绍黑洞的事件视界、奇点等概念，并通过观测到的黑洞周围的现象（如吸积盘和相对论性喷流），来理解它们的真实存在。 中子星，则是大质量恒星超新星爆发后留下的密度极高的残骸。本书将解释中子星的形成机制，以及它们的奇特性质，如快速自转和强大的磁场，以及脉冲星的形成。 近年来，引力波的直接探测更是开启了天体物理学研究的全新窗口。本书将详细介绍引力波的理论基础，以及 LIGO、Virgo 等引力波探测器的原理与成就。我们将一同回顾引力波探测器如何捕捉到来自双黑洞合并、双中子星合并等宇宙大事件发出的“涟漪”，以及引力波天文学如何为我们提供了解宇宙的新途径，例如通过引力波信号估算宇宙膨胀速率。 第五部分：星系的结构与演化——宇宙的宏伟尺度 我们的太阳系只是银河系中无数恒星中的一个。本书将介绍星系的分类，从形状各异的旋涡星系、椭圆星系，到不规则星系。我们将深入了解星系的组成，包括恒星、气体、尘埃以及至关重要的暗物质。 本书将探讨星系的形成与演化。宇宙中的星系并非孤立存在，它们会通过引力相互作用、碰撞和合并，不断演变。我们将介绍星系碰撞的壮观景象，以及它如何影响星系的结构和恒星形成速率。同时，我们将探讨位于星系中心的超大质量黑洞，以及它们与宿主星系演化之间的密切关系。 第六部分：宇宙的未来——膨胀、热寂与文明的遐想 最后，本书将带领读者展望宇宙的未来。基于当前的观测数据，宇宙正在加速膨胀，而暗能量是驱动这一现象的主要因素。我们将探讨宇宙最终可能的命运，是“大撕裂”（Big Rip）、“大挤压”（Big Crunch）还是“热寂”（Heat Death）。 《宇宙的低语》不仅呈现了天体物理学的科学知识，更蕴含着对人类探索未知的好奇心和对宇宙深邃奥秘的敬畏之情。本书旨在激发读者对宇宙的兴趣，鼓励大家用科学的眼光去观察和思考我们所处的浩瀚宇宙。希望通过阅读本书，您能感受到宇宙的宏伟壮丽，以及人类在其中渺小而又独特的地位。 本书特色： 前沿性： 涵盖了天体物理学的最新研究进展，包括引力波天文学、系外行星探索等。 通俗性： 用形象的比喻和生动的语言解释复杂的科学概念，适合广大天文爱好者阅读。 系统性： 从基础概念到前沿领域，构建了完整的知识体系。 启发性： 引导读者思考宇宙的本质、生命的意义以及人类在宇宙中的位置。 无论您是否具备深厚的物理学背景，只要您对浩瀚的星空充满好奇，《宇宙的低语：天体物理学的奥秘与探索》都将是您开启宇宙探索之旅的理想伙伴。让我们一同倾听宇宙的低语，揭开它层层神秘的面纱。

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从排版和易用性的角度来看，这本书的设计简直是为我们这些“数字原住民”量身定制的。它大量使用了高分辨率的彩色插图，对比度极佳，即便是复杂的电学连接，也能通过颜色编码清晰地区分开来。更贴心的是，它似乎预见到了我们在实验室里可能会遇到的所有小麻烦。在涉及数据采集的部分，它专门提供了一个章节来讲解如何有效地使用通用的数据处理软件，甚至列出了一些常用的VBA宏脚本或Python代码片段，这极大地提高了我们后期数据分析的效率，将原本耗时耗力的手工计算工作，转化为了更具创造性的数据解读过程。总而言之，这本教材不仅仅是一份操作手册，它更像是一个全方位的实验伙伴，它在你需要时提供清晰的指引，在你迷茫时给出理论的支撑，在你完成任务后鼓励你进行更深层次的思考，是一本真正服务于“学习”而非仅仅“完成任务”的优秀著作。

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这本书的“善后工作”做得尤为出色，很多实验指导书只教你如何得到一个数字，却不教你如何与这个数字“对话”。《大学物理实验》在这方面展现了其作为优秀教材的价值。它在每个实验的最后都设置了“深化与拓展”的部分，引导我们思考“如果参数改变会怎样？”或者“这个测量极限是否可以被突破？”。我特别喜欢它对“有效数字”和“不确定度传播”的讲解，不像其他书那样只是简单套用公式，而是用大量的实例，配以清晰的流程图，教会我们如何诚实地报告我们的测量结果，如何在不确定的世界中找到可靠的结论。这培养了一种严谨的科学态度，让我们明白物理实验的价值不仅在于得出一个“正确答案”，更在于完整、透明地展示我们从何处来，到何处去。对于想要继续深造或从事科研的同学来说，这种思维模式的训练是无价的。

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阅读这本书，我感受到的不是枯燥的步骤罗列，而是一种对科学探究精神的熏陶。它的章节结构设计非常巧妙，每一组实验的引言部分都像是一篇微型的科普短文，简练而有力地介绍了该实验在现代物理学中的地位和意义。例如，在介绍万有引力实验时，它没有满足于重复牛顿的发现，而是探讨了卡文迪许实验的近代意义，以及如何将其应用于验证更深层次的引力理论。这极大地提升了我们对实验的兴趣度，让我们明白我们手中的示波器或精密天平，并非只是完成作业的工具，而是连接宏大物理世界的桥梁。书中对实验器材的选择也体现了极高的专业水准，它会比较不同类型传感器（如霍尔传感器与磁阻传感器）的优劣，并引导读者思考在特定测量环境下，选择哪种方案的“成本效益”最高。这种宏观视野的引导，让我对“科学方法论”有了更深刻的理解。

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说实话，我对实验课一直抱着一种敬而远之的态度，总觉得理论公式在黑板上漂漂亮亮，一到实验室里就充满了不可控的变数。然而，这本《大学物理实验》的出现，彻底颠覆了我的这种看法。它的语言风格极其贴近实际操作的语境，仿佛一位经验丰富的老教师在你耳边轻声指导。比如，在介绍光学实验中透镜的调节时，书中用了大量的篇幅去描述不同光照条件下，人眼对焦点的“视觉错觉”问题，并提供了几种避免系统性偏差的“野路子”技巧，这些技巧是教科书上绝对看不到的。更令人印象深刻的是，它对实验仪器的“脾气秉性”有非常细致的描述。它会明确指出：“本型号的直流电源在长时间大电流输出后，电压表读数会有轻微滞后现象，建议预热五分钟。” 这种细致到近乎“八卦”的描述，极大地减少了我们在实际操作中因设备特性不了解而造成的挫败感，让我们能够更快地进入到对物理现象的探索中，而不是被冰冷的仪器性能所困扰。

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这本《大学物理实验》的教材，从我一个初次接触实验物理的新手的角度来看，简直是一场知识与实践的“探险”。书里的排版和图示设计得非常直观，即便是一些复杂的电路图和光路图，也能让人迅速抓住核心要点。尤其值得称赞的是，它不仅仅停留在“操作指南”的层面，更是深入浅出地讲解了每个实验背后的物理原理。比如，在讲到电磁感应定律的实验部分，作者不仅给出了详细的步骤，还用好几页篇幅清晰地阐述了法拉第笼的构造原理以及如何从实验数据中推导出磁通量的变化率与感应电动势的关系，这对于我们这些想“知其然更知其所以然”的学生来说，无疑是极大的帮助。我记得有一次我在做测定电子荷质比的实验时遇到了数据漂移的问题，翻阅这本书的“误差分析与数据处理”章节，里面关于系统误差和随机误差的区分，以及如何使用最小二乘法拟合数据曲线的详尽指导，让我茅塞顿开，最终顺利完成了报告。这本书的深度和广度，完全超出了我对一本普通实验指导书的预期，它更像是一本把理论和实践完美结合的“工具书”。

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