化学(上册)

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出版者:人民教育出版社
作者:本社化学室编
出品人:
页数:191
译者:
出版时间:1999-4
价格:12.8
装帧:平装
isbn号码:9787107127472
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《宇宙奥秘:从量子纠缠到星系演化》 图书简介 本书旨在带领读者进行一场跨越时空、深入物质与能量本质的宏伟探索之旅。我们并非聚焦于实验室内的精确配比或元素周期表的结构,而是将视角提升至宇宙尺度的宏大叙事与微观粒子深层的奇异现象。 第一部分:时空与物质的基石——超越经典视界 本部分将彻底摒弃牛顿力学的稳固框架,转而拥抱二十世纪物理学的革命性洞察。我们将深入探讨爱因斯坦的广义相对论,理解引力如何扭曲了我们赖以生存的时空结构。重点内容包括:黑洞的形成机制、事件视界的物理意义,以及引力波作为时空涟漪的探测原理与意义。我们不仅会介绍这些理论的数学美感,更会着重阐述它们如何重塑了我们对宇宙终极命运的认知。 紧接着,我们将进入一个充满不确定性的微观领域——量子力学。本章将详细剖析波粒二象性、概率波函数(薛定谔方程的物理诠释)以及观测行为对粒子状态的决定性影响。我们将花费大量篇幅来阐述量子纠缠这一“鬼魅般的超距作用”,探讨贝尔不等式及其实验验证,揭示信息传递在量子层面的全新可能性,以及它在未来量子计算中的潜在应用前景。我们还将讨论不确定性原理对“精确测量”这一概念的根本性颠覆。 第二部分:恒星的生与死——宇宙中的炼金术 离开了基础物理学的抽象,我们将把目光投向宇宙中最壮观的化学反应——恒星的生命周期。恒星的诞生并非简单的气体云塌缩,而是复杂的多阶段过程。我们将详细描绘主序星阶段的能量来源:质子-质子链反应和CNO 循环,解析其中涉及的核聚变反应截面和能量释放机制。 当燃料耗尽,恒星的命运便急转直下。对于低质量恒星,我们将剖析红巨星阶段的氦闪现象,以及最终形成白矮星时,电子简并压在维持结构稳定中的关键作用。对于大质量恒星,故事则更为戏剧化:超新星爆发。我们将深入研究不同类型的超新星(Ia 型与 II 型)的物理成因,它们如何将宇宙中比铁更重的元素(如金、铀)播撒到星际空间,从而为下一代恒星、行星乃至生命体的出现奠定物质基础。 本部分还将专门探讨中子星和脉冲星的极端物理状态。在这些密度超越原子核极限的天体中,物质的形态已经完全超越了我们日常经验的范畴,电子和原子核被挤压成单一的中子海洋,其内部结构至今仍是天体物理学界研究的热点。 第三部分:结构的形成与演化——从混沌到秩序 宇宙的演化并非均匀进行,而是充满了结构化的过程。本章将聚焦于星系的形成与分类。我们将从暗物质晕的引力种子开始,探讨气体如何聚集、恒星如何形成星团,并最终演化成螺旋星系、椭圆星系和不规则星系。对星系碰撞与合并的模拟结果也将被详细介绍,揭示星系形态演变的历史驱动力。 同时,我们将深入探讨活动星系核(AGN)与超大质量黑洞之间的反馈机制。现代宇宙学观测表明,几乎所有大质量星系的中心都潜藏着一个超大质量黑洞,它们通过喷流和辐射深刻地影响着宿主星系恒星的形成速率。理解这种相互作用,是构建完整宇宙演化模型不可或缺的一环。 第四部分:宇宙的背景与未来 为了完整描绘宇宙的图景,我们必须回溯到大爆炸的余晖。本章将详述宇宙微波背景辐射(CMB)的发现历程、物理起源及其温度的微小各向异性。这些微小的温度波动,正是宇宙结构形成的初始“种子”,它们为我们提供了关于早期宇宙物质密度、几何形状以及膨胀率的直接观测证据。 最后,我们将探讨驱动宇宙加速膨胀的神秘力量——暗能量。我们将比较当前主流模型(如宇宙学常数)与替代理论,并讨论未来如詹姆斯·韦伯空间望远镜等尖端设备将如何帮助我们更精确地测量暗能量的性质,从而最终揭示宇宙的终极命运:是永恒的膨胀(大冻结),还是不可避免的坍缩(大挤压),抑或是更具灾难性的结局? 总结: 本书旨在提供一个连贯、深入且充满思辨性的知识体系,它搭建在核物理、天体物理、宇宙学和量子理论的交叉地带。阅读完本书,读者将对我们所处的宇宙拥有一个更加精细、宏大且充满未解之谜的全面认知。我们探索的不是已知元素的稳定组合,而是驱动整个物质世界运作的根本法则。

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读后感

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用户评价

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我对化学中的“能量”这个概念一直感到困惑,尤其是在学习热力学的时候。但《化学(上册)》用非常清晰易懂的方式,让我理解了能量在化学过程中的重要作用。书中关于化学热力学的内容,从焓、熵、吉布斯自由能这些基本概念入手,逐步深入到化学反应的自发性和方向性。作者通过大量的实例,比如燃烧反应释放能量,冰融化吸收能量,让我能够直观地理解能量的转化和守恒。我特别欣赏它关于熵增原理的讲解,以及它如何解释为什么有些过程是不可逆的,这让我对“无序”和“混乱”的理解有了更深的化学层面的认识。这本书让我明白,任何化学反应的发生,都离不开能量的驱动和影响,而能量的转化规律,正是化学变化背后的根本动力。

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我对化学在日常生活中的应用一直很感兴趣,尤其是清洁、消毒、食品加工等方面。《化学(上册)》在这方面的内容让我大开眼界。书中关于表面化学和胶体化学的章节,让我理解了洗涤剂是如何工作的,为什么肥皂可以去除油污,以及乳液、悬浊液这些胶体分散体系的稳定性是如何维持的。它还深入浅出地解释了物质的溶解过程,比如为什么有些物质易溶于水,有些易溶于有机溶剂,这让我对“相似相溶”的原理有了更深刻的理解。此外,书中还涉及了关于材料化学的一些基本概念,比如高分子材料的结构和性能,以及它们在日常生活中的广泛应用,像塑料、橡胶等等,都让我认识到化学在现代工业和材料科学中的核心地位。这本书让我看到了化学知识是如何实实在在地改善我们的生活,解决我们面临的各种实际问题。

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这本书真是太出乎我意料了!我之前对化学的印象还停留在中学时代那些枯燥的公式和反应式,以为这会是一本沉闷的教材。但《化学(上册)》完全颠覆了我的认知。从翻开第一页开始,我就被它流畅的叙事和引人入胜的语言吸引住了。作者并没有直接灌输概念,而是从生活中的点滴现象入手,比如厨房里的烹饪、大自然中的雨水形成、甚至是空气的组成,这些看似平常的场景,在作者的笔下都变成了探索化学奥秘的绝佳切入点。我特别喜欢它对原子和分子结构的讲解,不是简单地给出模型,而是通过生动的比喻和形象的描绘,让我能够直观地理解这些微观世界的粒子是如何构成我们周围的一切的。比如,当作者将电子比作围绕原子核飞舞的行星时,我脑海中立刻浮现出清晰的画面,整个抽象的概念变得触手可及。而且,这本书的排版设计也非常人性化,大量的插图、图表和流程图,不仅让内容更加易于理解,也让阅读过程不再单调。那些精美的化学结构式和反应方程式,在清晰的标注和解释下,不再是冰冷的符号,而是蕴含着物质变化规律的诗歌。我常常会因为一个精妙的比喻或者一个巧妙的解释而停下来,反复回味,甚至会因为书中描绘的化学之美而感到由衷的赞叹。这已经不仅仅是一本教科书,更像是一次穿越微观世界的奇妙旅程,让我重新认识了我们所处的世界。

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这本书在讲解化学结构和性质之间的关系时,给我带来了极大的启发。我一直认为物质的性能是固定的,但《化学(上册)》让我认识到,正是分子内部的原子排列方式、化学键的类型以及分子间的相互作用力,决定了物质的宏观性质。例如,关于共价键、离子键和金属键的讲解,以及范德华力和氢键的作用,都通过具体的例子,让我能够理解为什么金刚石如此坚硬,而石墨却可以作为润滑剂;为什么水有较高的沸点,而甲烷却很容易变成气体。书中对有机化学的基本概念,如碳链的形成、官能团的作用,也有着非常生动的介绍,让我理解了生命体中各种复杂分子的结构基础。我对书中关于同分异构体的讲解印象特别深刻,同一个化学式可以有不同的结构,而这种结构上的差异却会导致性质上的巨大不同,这种“形似神不似”的化学魅力让我着迷。这本书让我看到了物质世界丰富的多样性,以及隐藏在微观结构背后的宏大规律。

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我一直对化学与环境之间的关系感到好奇,尤其是在可持续发展日益重要的今天。《化学(上册)》在这方面的内容给我带来了很多思考。书中关于环境化学的一些基础知识,让我了解了空气污染、水污染、土壤污染的化学机理,以及各种污染物是如何在环境中进行迁移和转化的。它还介绍了一些重要的环境化学概念,比如温室效应、酸雨的形成,以及臭氧层的破坏等,这些都让我深刻认识到人类活动对环境造成的化学影响。同时,书中还探讨了绿色化学的理念,介绍了如何通过改变化学反应的路径、使用更环保的溶剂和催化剂来减少污染,实现可持续发展。这让我看到了化学作为一门科学,不仅能够解释我们周围的现象,更能够为解决全球性环境问题提供科学的解决方案。这本书让我对化学的理解,不再局限于实验室的反应,而是扩展到了我们赖以生存的整个地球环境。

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我一直对化学与生物的交叉领域充满兴趣,比如生命体内的化学过程。而《化学(上册)》为我打开了一个全新的视野。《化学(上册)》在讲解一些基础化学概念的同时,巧妙地融入了许多与生物学相关的知识。例如,在介绍水和溶液时,它详细阐述了水作为生命溶剂的重要性,以及其独特的物理化学性质如何支持生命活动。书中对pH值和缓冲体系的讲解,不仅仅是酸碱理论,更是将其与血液酸碱度的维持、细胞内环境的稳定等生物学现象联系起来,让我深刻理解了化学平衡在维持生命生理功能中的关键作用。此外,关于蛋白质、核酸等生物大分子的基本化学结构,虽然只是浅尝辄止,但已经足够让我看到构成生命的分子是如何通过特定的化学键和空间结构来发挥其功能的。这种跨学科的视角,让我不再将化学视为一个孤立的学科,而是认识到它与生物学、物理学甚至环境科学等学科的紧密联系。它让我看到了化学作为一门基础科学,其影响是如此深远和广泛,不仅仅存在于实验室,更渗透到我们生命活动的每一个细胞之中。

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我一直对色彩的形成原理充满好奇,尤其是在艺术和设计领域,颜料的混合、光线的折射等等都涉及到复杂的化学过程。而《化学(上册)》恰恰满足了我这个愿望,并且远远超出了我的期待。书中关于元素周期表的介绍,不仅仅是罗列元素及其性质,而是深入浅出地讲解了每个元素在自然界中的分布、在人类文明发展中的作用,以及它们之间相互关联的内在逻辑。我尤其对过渡金属元素的特性以及它们在催化、合金等方面的应用印象深刻,作者通过大量的实例,如钢铁的炼制、催化剂在工业生产中的关键作用,让我看到了化学知识是如何与我们的生活和工业息息相关的。更让我惊喜的是,书中还涉及了对物质状态变化的解释,比如固态、液态、气态之间的转换,以及等离子体这种奇特的物质形态。那些关于相变动力学和相图的讲解,虽然涉及一些数学模型,但作者通过图示和类比,将其复杂性大大降低,让我能够理解为什么水会结冰、蒸发,以及某些物质在特定条件下会发生奇特的相变。读完这部分,我对“物质”这个概念有了更深层次的理解,不再是简单的“看得见摸得着”的实体,而是由原子、分子以各种方式组合而成的复杂系统。这本书确实让我对身边的一切物质构成都有了全新的视角,也激发了我对更多化学现象的探究欲望。

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在阅读《化学(上册)》之前,我对物质的“量”和“数”之间的关系一直有些模糊。这本书对化学计量学的讲解,可以说是我学习化学以来最清晰、最直观的一次。作者并没有上来就给出复杂的计算公式,而是从“数数”这个最基本的生活经验出发,引申到原子、分子这些微观粒子的“数”。通过引入摩尔这个概念,并用大量的实例,比如计算化学反应中物质的质量关系、溶液的浓度等,让我能够真正理解化学计量学在定量分析中的重要性。我特别欣赏书中关于“阿伏伽德罗常数”的讲解,它就像一座连接微观粒子和宏观世界的桥梁,让我们能够通过可测量的质量和体积来推算微观粒子的数量。这种从具体到抽象,再从抽象回到具体的讲解方式,让我对化学计算不再感到畏惧,反而充满了趣味。这本书让我认识到,化学不仅仅是定性的描述,更是可以精确计算的科学,每一个化学反应的背后,都有着严谨的数字逻辑。

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《化学(上册)》在介绍元素周期表的时候,不仅仅停留在元素本身的性质,更深入地探讨了元素的“家族”特征和“周期”规律。我一直觉得元素周期表是一堆杂乱的数字和符号,但通过这本书,我才真正理解了它背后蕴含的科学逻辑。作者通过分析同族元素(如碱金属、卤素)和同周期元素(如惰性气体)的性质递变规律,让我看到了原子结构和电子排布如何决定元素的化学性质。特别是关于元素电负性、电离能、原子半径这些概念的讲解,配合大量的图表和实例,让我能够直观地理解这些性质的来源和变化趋势。我特别喜欢它对不同元素在自然界中存在的形式以及它们在地球化学循环中的角色的介绍,这让我看到了化学如何与地质学、天文学等学科相互关联,构建了一个宏大的物质世界图景。这本书让我对“周期性”这个概念有了全新的认识,它不仅存在于自然界,更深刻地揭示了物质世界的内在秩序。

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化学反应的速度和能量变化一直是我比较难以理解的部分。在学校里,我们只是被告知反应速率的定义和影响因素,但缺乏对其中微观机制的深入探讨。而《化学(上册)》在这方面做得非常出色。书中关于反应动力学和热力学的章节,以一种非常易于理解的方式,解释了化学反应是如何发生的,以及能量如何在反应过程中传递和转化。作者运用了大量的动画模拟图和能量变化曲线,清晰地展示了活化能的概念、碰撞理论以及催化剂如何降低活化能从而加速反应。我特别喜欢关于化学平衡的讲解,它不仅仅是讲解平衡常数的计算,更是深入分析了平衡移动的原理,比如勒夏特列原理在实际中的应用,像工业上合成氨的过程,是如何通过控制温度、压力和浓度来优化产量的。此外,对氧化还原反应的深入剖析,也让我理解了电化学的基本原理,比如电池的工作机制,以及金属的腐蚀和防腐蚀技术,这些都是与我们日常生活息息相关的化学现象。这本书让我明白,化学反应并非随机发生,而是遵循着精确的能量守恒和物质守恒定律,其背后的规律是如此的严谨和优美。

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