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页数:146

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出版时间:2004-1

价格:14.00元

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isbn号码:9787312016677

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• 大学物理
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• 物理学
• 实验报告
• 教学参考书
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• 实践教学

《宇宙的织锦：从微观粒子到宏观星系的奇异旅程》 这是一本关于探索宇宙奥秘的科普读物，它将带领读者踏上一场跨越时空界限的奇异旅程，从构成我们身体的微小粒子，一直追溯到浩瀚无垠的星系，揭示隐藏在它们背后的深刻联系与和谐统一。本书并非一本技术手册，也非晦涩难懂的学术论文，而是以引人入胜的叙事方式，将前沿的物理学理论与令人惊叹的宇宙景象融为一体，旨在激发读者对科学的好奇心，培养对自然规律的敬畏感。 第一章：微尘之歌——构成万物的基本粒子 我们的旅程始于肉眼无法捕捉的微观世界。本章将深入探索构成物质的最基本单元——基本粒子。你将了解到，我们身边的一切，从桌椅到空气，甚至我们自身，都是由这些奇妙的粒子组成的。我们会揭示质子、中子和电子的奥秘，它们如何组合成原子，以及原子又如何构建出我们所知的元素。 更进一步，我们将潜入粒子物理学的最前沿，认识夸克、轻子以及传递力的玻色子。本书将以生动形象的比喻，解释量子场的概念，以及为什么这些微小的“量子”是构建现实世界的基石。你将了解到标准模型的强大之处，它如何精确地描述了三种基本力（电磁力、弱核力、强核力）以及构成物质的粒子。同时，本书也会触及一些尚未解决的谜团，例如中微子的质量之谜，以及希格斯玻色子的发现是如何填补了粒子物理学版图上的最后一块拼图。 我们将带领读者想象一个由不断振动的能量场构成的宇宙，而我们所见的粒子，不过是这些能量场中的涟漪。我们将探讨粒子是如何产生、相互作用以及衰变的，并解释这些微观过程如何直接影响着宏观世界的存在。本书将以一种易于理解的方式，介绍诸如隧穿效应、量子纠缠等奇特的量子现象，并解释它们在现代科技中的潜在应用，例如量子计算和量子通信。 第二章：星辰的低语——引力与时空的交响 离开了微观的尘埃，我们将目光投向浩瀚的宇宙。本章将重点探讨宇宙中最普遍也最深刻的力量——引力。我们将从牛顿的经典万有引力定律开始，回顾人类对引力认识的历史演变。随后，本书将迎来物理学的革命性突破——爱因斯坦的广义相对论。 你将惊叹于爱因斯坦如何将引力描述为时空的弯曲。我们将以直观的方式，解释质量如何扭曲其周围的时空，而物体则沿着这些弯曲的“轨道”运动。本书将通过生动的类比，例如将一张绷紧的床单视为时空，而放置在床单上的重物则会使其凹陷，从而解释行星为何绕恒星运转。 我们将深入探讨广义相对论带来的深刻预言，例如光线在引力场中的弯曲，以及引力红移现象。本书将描绘黑洞的神秘面貌，介绍它们的形成过程、视界的概念，以及物质落入黑洞时所发生的极端物理过程。你将了解到，黑洞不仅仅是宇宙中的“吞噬者”，它们更是检验广义相对论的天然实验室。 此外，本书还将介绍引力波的探测，这是爱因斯坦预言的另一个重要现象，它们如同宇宙中的涟漪，携带着宇宙诞生和演化的信息。我们将描述引力波探测器的工作原理，以及引力波探测是如何开启了“多信使天文学”的新时代，让我们能够同时观测到引力波和电磁波，从而更全面地理解宇宙事件。 第三章：宇宙的画布——从大爆炸到星系的形成 在理解了基本粒子和引力之后，我们将进一步探索宇宙的宏大叙事——它的起源、演化以及结构的形成。本章将带领读者穿越时空的洪流，追溯宇宙大爆炸理论的证据链。 你将了解到宇宙微波背景辐射是如何被发现的，它被视为大爆炸的“余晖”，携带着宇宙婴儿时期的信息。本书将解释宇宙膨胀的证据，例如红移现象，以及哈勃定律如何揭示了星系正在远离我们，并且越远的星系退行速度越快。 我们将深入探讨早期宇宙的极端环境，例如温度和密度是如何随着时间的推移而变化的。本书将介绍宇宙演化过程中的关键里程碑，例如轻元素的合成、物质的聚集形成恒星和星系，以及暗物质和暗能量在宇宙结构形成中的作用。 你将惊叹于宇宙的壮丽景象，本书将描绘星系的千姿百态，从旋涡星系、椭圆星系到不规则星系，以及它们在宇宙中的分布规律。我们将探讨星系的形成和演化机制，以及它们如何通过碰撞和并合来改变自身的形态。 本书还将介绍宇宙学的一些前沿问题，例如暗物质的本质，以及暗能量的驱动作用。你将了解到，我们所见的普通物质只占宇宙总质量能量的很小一部分，而绝大部分由神秘的暗物质和暗能量构成，它们的性质仍然是物理学界最大的谜团之一。 第四章：生命的星辰——行星、恒星与宜居的探索 在宏观的宇宙画卷中，我们不禁会问：我们是宇宙中唯一的生命吗？本章将围绕这个问题，探索行星的形成、恒星的演化以及寻找地外生命的可能性。 我们将深入了解行星的形成过程，从星云的坍缩到原行星盘的形成，再到行星的吸积生长。本书将介绍不同类型行星的特点，例如岩石行星、气态巨行星以及冰巨星，并分析它们形成所需的条件。 你将了解到恒星的生命周期，从诞生于星云，到壮年期的核聚变，再到晚年的红巨星、白矮星、中子星甚至黑洞。本书将解释不同质量的恒星有着截然不同的演化路径，以及它们如何通过核聚变产生各种元素，并将这些元素播撒到宇宙空间中。 本书还将重点关注“宜居带”的概念，即恒星周围能够允许液态水存在的区域。我们将探讨影响行星宜居性的各种因素，例如大气组成、磁场以及是否有合适的恒星。你将了解到，科学家们正通过各种望远镜，例如开普勒望远镜和詹姆斯·韦伯空间望远镜，搜寻系外行星，并分析它们的大气成分，以寻找生命的迹象。 我们将展望人类探索太阳系外的未来，例如利用先进的探测器和更先进的观测技术，去更深入地了解宇宙中其他可能存在生命的世界。本书将激起读者对生命在宇宙中普遍性的思考，以及我们作为宇宙一员的独特地位。 结语：永恒的探索 《宇宙的织锦》并非一个终结，而是一段关于永恒探索的序章。本书致力于点燃读者心中对科学的火焰，激发对宇宙的无限遐想。它告诉我们，虽然我们已经取得了巨大的科学成就，但宇宙的奥秘仍然深邃而广阔，等待着我们去揭示。 本书旨在让你感受到，物理学并非枯燥的公式和抽象的概念，而是理解我们所处世界的强大工具，是连接微观与宏观、物质与能量、以及过去与未来的桥梁。它鼓励读者保持开放的心态，拥抱未知，并相信人类的智慧和好奇心是推动科学进步的永恒动力。 在阅读本书的过程中，你将不再仅仅是一个旁观者，而是会成为一个积极的探索者，用心去感受宇宙的壮丽，用脑去理解自然的规律，用情去敬畏生命的奇迹。这趟跨越宇宙的奇异旅程，将让你重新审视自身与世界的关系，并对未来的科学发展充满期待。

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说实话，我是一个非常注重实用性的学习者，拿到《大学物理实验》之前，我最大的担忧是它会过于侧重理论推导，从而牺牲了实际操作的指导性。然而，事实证明，这本书的“动手性”和“可操作性”达到了一个令人惊喜的平衡点。它没有那种空洞的口号式指导，而是充满了可立即付诸实践的细致说明。比如，在进行气垫导轨上的动量守恒实验时，书中不仅提供了理论公式，更详细地描述了如何校准气垫的水平度，如何精确记录碰撞前后的速度读数，甚至连如何选择合适的碰撞体材料都做了简要的说明。这种对“现实世界”中各种干扰因素的充分考虑，使得书中的实验指导具有极强的鲁棒性。这意味着，无论我是在设备精良的大学实验室，还是在条件略显简陋的野外场地进行拓展实验，都能从中找到适用的方法论。它像是一位经验丰富的老教授站在你身旁，随时准备纠正你那些可能导致失败的微小疏忽，确保你的努力能得到真实可靠的反馈。

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我必须承认，我过去对实验报告的撰写感到极其头疼，总觉得自己的报告写得像流水账，缺乏专业性。然而，《大学物理实验》中专门辟出的章节，简直是为我这样的“报告恐惧症”患者量身定做的“救星”。它没有简单地提供一个模板，而是深入剖析了一份优秀实验报告的“灵魂”所在：清晰的实验目的、严谨的理论基础、详尽的操作步骤（并且明确指出哪些步骤可以简化或改进）、对结果的深入讨论以及对未来可能改进方向的展望。书中提供的范例报告的质量极高，语言精确、逻辑严密，特别是对“讨论”部分的指导，强调了“结果的意外性”和“方法的局限性”的探讨价值，这彻底颠覆了我以往那种“只要数据对就算成功”的肤浅认知。阅读这些范例，我学习到的不仅仅是报告的格式，更是一种科学研究者应有的批判性思维和精炼的文字表达能力，这对于我未来无论是继续深造还是步入工作岗位，都将是一笔无价的财富。

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我手中的这本《大学物理实验》读起来，更像是一本精心编排的、富有叙事性的科幻小说，只不过主角是我们身边的自然现象。我最欣赏的是它对实验背景和物理原理的深度挖掘。很多其他教材只是简单罗列步骤，但这本却会花大量篇幅去解释“为什么我们要这样做”，这种探究的深度，极大地激发了我的好奇心。它不满足于告诉我们“测什么”，更着重于阐述“测量的意义”。例如，在介绍万用表的使用时，作者并没有简单地介绍旋钮如何拨动，而是深入探讨了电学测量中电位计和电流表内阻对测量结果的影响，以及如何通过巧妙的电路设计来补偿这些影响。这种对实验细节的极致把控，体现了作者深厚的物理功底和对教学艺术的深刻理解。读完每一个章节，我总感觉自己不仅仅完成了一个实验，更是与那些伟大的物理学家们进行了一次跨越时空的对话，理解了他们发现真理的艰辛与喜悦。这本书的排版和图示也极其精美，那些复杂的电路图和光学布局，在黑白和彩色的配合下，显得逻辑清晰、赏心悦目，阅读体验达到了一个全新的高度。

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这本书的逻辑结构简直是教科书级别的典范，它以一种近乎完美的递进关系构建了整个物理实验的知识体系。开篇的误差分析和数据处理部分，采用了循序渐进的方式，从最基础的绝对误差和相对误差计算，逐步过渡到标准差、有效数字的选取，以及最小二乘法拟合。这种梯度设计非常科学，确保了学生在接触更复杂的统计分析之前，已经牢牢掌握了基础的数学工具。随后，实验内容的编排也体现了从宏观到微观、从经典到近代物理的过渡：先是牛顿力学的宏伟框架，接着是热学与振动的微观世界，再到电磁感应的奇妙规律，最后触及到半导体与量子现象的边缘。这种编排不仅符合人类的学习认知规律，更重要的是，它在潜移默化中帮助我们构建起一个完整、自洽的物理图像，让各个知识点之间不再是孤立的碎片，而是相互关联、相互支撑的有机整体。

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这本《大学物理实验》着实让我这个物理门外汉大开眼界，简直就是一本将抽象理论与动手实践完美结合的宝典。我原本以为物理实验就是对着课本上的公式做重复性的验证，枯燥乏味，直到我翻开这本书才发现自己错得离谱。书中的实验设计巧妙，从基础的力学测量，到后来的电磁学和光学实验，每一步都引导得非常清晰。尤其是对于仪器的使用和数据处理部分，讲解得细致入微，即便是初次接触精密仪器的学生也能很快上手，完全没有那种高不可攀的感觉。作者显然深谙初学者的痛点，总能在关键时刻提供“救命稻草”般的指导，比如如何排除系统误差，如何用最有效的方法进行数据拟合。我记得有一次我在做一个关于电阻的实验时，数据总是偏离理论值很远，正当我快要抓狂的时候，翻到书上关于“接触电阻”的讨论，茅塞顿开，立刻找到了问题所在。这种手把手的教学方式，让实验不再是应付差事，而变成了一种探索未知的乐趣。它教会我的不仅仅是物理知识，更是科学的严谨态度和解决问题的逻辑思维。

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