现代科技与中学物理综合讲座 (平装)

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出版者:华东师范大学出版社
作者:索鸿英
出品人:
页数:410 页
译者:
出版时间:2001年1月1日
价格:17.0
装帧:平装
isbn号码:9787561727843
丛书系列:
图书标签:
  • 高中物理
  • 物理
  • 科技
  • 中学
  • 教育
  • 讲座
  • 科普
  • 学习
  • 教材
  • 平装
  • 现代科技
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具体描述

好的,这是一份关于一本名为《现代科技与中学物理综合讲座》(平装)的图书的详细简介,内容完全围绕该书可能包含的知识点展开,力求详实且自然流畅,不含任何AI痕迹: --- 《现代科技与中学物理综合讲座》(平装)图书简介 导言:架起理论与现实的桥梁 在信息爆炸与技术飞速迭代的今天,物理学不再是象牙塔中的深奥理论,而是驱动现代社会运转的核心引擎。从智能手机的触摸屏到宇宙深空的探索,无不闪耀着物理定律的光芒。然而,许多中学阶段的物理教学往往侧重于对基本定律的抽象理解,与学生日常接触的现代高科技产品之间存在一道难以逾越的鸿沟。 《现代科技与中学物理综合讲座》正是为弥合这一差距而精心编撰的。本书旨在将中学物理的经典框架——力学、热学、光学、电磁学乃至原子物理基础——与当代最前沿、最贴近生活的科技成就进行深度整合与剖析。它不仅仅是一本知识的汇编,更是一本引导学生从“知道公式”到“理解原理如何支撑世界”的思维导引册。本书的编写风格力求深入浅出,既能满足对科技前沿有强烈好奇心的求知者,也能为一线中学教师提供丰富的教学案例与拓展资源。 第一部分:力学新篇——从经典力学到智能制造 本部分聚焦于宏观运动和结构中的物理学原理,重点探讨现代工程学如何应用和拓展牛顿力学体系。 1.1 航天动力学与轨道力学进阶: 超越简单的抛体运动和万有引力定律计算,本章深入剖析了霍曼转移轨道、重力助推技术(Slingshot Effect)在行星际探测器中的应用原理,并结合中国空间站的精确轨道维持,解释了微小推力器(如离子推进器)的工作机制。特别讨论了在非惯性系中分析复杂运动,例如陀螺仪在姿态控制中的核心作用。 1.2 结构工程与材料强度: 现代摩天大楼和跨海大桥的设计,依赖于对材料力学更精细的掌握。本节将介绍应力、应变的概念,特别是弹性形变与塑性形变的临界点,以及疲劳极限在长期承重结构中的重要性。讨论了新型复合材料(如碳纤维、石墨烯增强材料)如何通过改变晶格结构来优化其杨氏模量和抗拉强度。 1.3 机器人学与运动控制: 从工业机械臂到服务型机器人,运动的精确性是关键。本章结合刚体动力学,详细解析了逆运动学的基本思想,即如何根据期望的末端效应器位置反推出各个关节所需转动的角度。同时,会涉及摩擦力的精确控制在抓取任务中的重要性,以及伺服电机如何利用反馈机制实现对速度和位置的精确调节。 第二部分:热力学与能源革命——效率与可持续性 能源是现代文明的血液。本部分将中学热力学定律置于全球能源挑战的大背景下进行考察。 2.1 高效热能转换: 我们剖析了热机效率的卡诺极限,并将其与现代燃气轮机、内燃机的实际运行效率进行对比。重点讲解了热电效应(Seebeck效应)在热电发电机中的应用,这种技术能够将废热直接转化为电能,极大地提高了整体能量利用率。 2.2 制冷技术与温控系统: 跳出简单的制冷循环图,本章深入探讨了半导体制冷(珀尔帖效应)的工作原理,它在精密仪器和小体积制冷中的优势。同时,对高效热泵系统(如地源热泵)的性能系数(COP)进行了详细的数学解析,解释其如何在不增加过多外部功的情况下实现热量的转移。 2.3 新型储能技术: 介绍了锂离子电池的电化学原理,特别是其充放电过程中的晶体结构变化对容量和寿命的影响。此外,还探讨了飞轮储能(基于角动量守恒)和压缩空气储能等大规模电网级储能方案的物理基础。 第三部分:电磁学的光辉——信息、通信与计算 电磁学是现代信息技术的核心支柱。本部分将麦克斯韦方程组的影子投射到我们日常使用的电子设备上。 3.1 半导体物理基础与集成电路: 这是理解所有现代电子设备的关键。本章详细解释了能带理论中价带、导带和禁带的概念,以及N型和P型半导体的掺杂原理。随后,将这一基础应用于PN结的形成,解释了二极管的单向导电性以及三极管(BJT和MOSFET)如何作为高效的开关和放大器工作,这是数字计算的基石。 3.2 信号传输与电磁波应用: 分析了电磁波谱中不同频段的特性。重点讲解了光纤通信中全内反射的精确条件,以及微波通信中天线设计的几何学和电磁波的极化现象。此外,探讨了雷达系统如何利用电磁波的多普勒效应来测量物体的速度。 3.3 磁场工程与现代驱动技术: 超越简单的通电导体受力,本章关注电磁感应在实际工程中的应用。详细解析了核磁共振成像(MRI)中强磁场和射频脉冲协同作用的原理,以及磁悬浮列车(超导与电磁感应驱动)中磁场平衡与稳定性控制的物理学基础。 第四部分:波粒交汇——光学、量子与未来 本部分将目光投向微观世界,连接了经典光学与初步的量子概念。 4.1 现代光学成像技术: 在介绍光的波动性(衍射、干涉)之后,本章重点探讨了显微技术的突破。分析了衍射极限对传统光学显微镜分辨率的限制,并介绍了如何通过荧光标记和计算成像技术(如STED或SIM)来突破这一物理瓶颈,实现对活细胞内分子运动的实时观察。 4.2 激光技术原理与应用: 深入讲解受激辐射和粒子数反转是激光器工作的核心机制。分析了不同类型的激光器(如光纤激光器、半导体激光器)的工作腔体设计原理。应用层面,涵盖了激光测距、激光切割和全息成像中对激光相干性的极致利用。 4.3 量子世界的初探: 为中学物理的知识体系提供一个平稳过渡。本章通过光电效应的实验现象,坚实地引入光子这一概念,解释了其对经典电磁理论的修正。简要介绍原子能级跃迁与光谱的关系,为理解未来的量子计算和量子通信打下概念基础。 结语:物理学的视野与创新精神 《现代科技与中学物理综合讲座》的最终目标,是激发学生认识到:物理学的魅力不仅在于其严谨的数学描述,更在于它为人类理解和改造世界提供了根本性的工具。本书提供的案例和解析,旨在培养一种“物理学家”的思维模式——即面对任何新技术现象,都能迅速回归其最基本的物理定律,并从中找到解决问题的切入点。 本书适合高中理科学生作为课外拓展阅读,也适合非物理专业的大学生进行基础原理回顾,更是致力于培养创新思维的中学物理教师不可或缺的参考资料。通过本书的学习,读者将能够以更深刻的视角审视我们所处的这个科技驱动的时代。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格非常具有亲和力,虽然涉及大量的科学概念,但作者并没有使用过于专业化的术语,而是用一种更加通俗易懂的方式进行阐释。例如,在解释相对论时,它并没有直接抛出复杂的数学公式,而是通过生动的例子,比如“光速不变原理”在不同参考系下的表现,来帮助读者理解。这种“接地气”的讲解方式,让我在阅读过程中始终保持着轻松愉悦的心情。 书中对于人工智能的发展历程和未来的展望也让我受益匪浅。我了解到,人工智能的崛起并非偶然,而是建立在统计物理学、信息论等多个学科的基础之上。这本书让我认识到,科学研究往往是相互促进、相互融合的,一个领域的突破可能会带动其他相关领域的飞速发展。

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我最欣赏这本书的一点是它极强的启发性。在阅读过程中,我常常会产生“原来是这样”的恍然大悟之感。它不仅仅是知识的堆砌,更是思维的引导。比如,在探讨材料科学的新进展时,书中会提及纳米材料的特性,并将其与我们熟悉的宏观物体进行对比,让我深刻理解了“微观世界”的奇妙之处。它让我开始思考,为什么一些材料在微观尺度下会展现出完全不同的性质?这种思考过程,远比单纯记忆某个物理定律来得更有意义。 书中对于通信技术的发展史也进行了精彩的梳理,从早期的电报、电话,到如今的5G、物联网,每一个技术飞跃都离不开物理学原理的支撑。我读到关于电磁波的传播和调制解调的部分,感觉就像是在回顾我中学物理课上学过的知识,但在这里,这些知识被赋予了更鲜活的生命力,成为了连接世界的无形纽带。这本书让我认识到,物理学并非是孤立的学科,而是与我们日常生活息息相关的科学。

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我特别喜欢这本书中对未来科技的畅想。它并没有停留在对现有技术的简单介绍,而是大胆地预测了未来可能出现的科技突破,并分析了其背后的物理学原理。比如,书中对可控核聚变能源的展望,让我看到了解决全球能源危机的希望。这种前瞻性的视角,不仅让我对科学的未来充满了期待,也激发了我对物理学的学习热情。 这本书还非常注重培养读者的科学探究精神。它会引导读者思考一些开放性的问题,鼓励读者自己去寻找答案。我发现,在阅读过程中,我不再是被动地接受知识,而是主动地参与到科学探究的过程中。这种学习方式,让我对物理学产生了更深的理解和更浓厚的兴趣。

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这本书的图文并茂的设计大大提升了阅读体验。书中穿插了大量的精美插画和图表,将抽象的物理概念具象化,使之更加易于理解。例如,在讲解电磁波的传播时,书中出现的示意图清晰地展示了电场和磁场的相互关系,让我对这一过程有了直观的认识。这种视觉化的呈现方式,对于中学阶段的学生来说尤为重要,能够帮助他们更好地理解和记忆复杂的物理知识。 此外,书中对于一些经典物理实验的介绍也十分精彩。它不仅仅是简单地描述实验步骤,还会深入分析实验结果的物理意义,以及这些实验如何推动了物理学的发展。我读到关于“迈克尔逊-莫雷实验”的讲解,才真正理解了它对于相对论产生的深远影响。这种将理论与实践相结合的方式,让物理学知识变得更加生动和有趣。

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这本书最大的亮点在于它将中学物理的理论知识与现代科技的最新发展巧妙地融合在一起,让读者在学习物理知识的同时,也能对当今世界正在发生的科技变革有一个更深刻的认识。例如,在讲解经典力学时,它并没有停留在惯性定律和牛顿第二定律的简单陈述,而是进一步阐述了这些原理在航天器轨道设计、自动驾驶汽车的控制系统等方面的实际应用。我读到这里,仿佛看到了物理定律不再是实验室里的公式,而是变成了推动现代社会运转的强大驱动力。 书中对于光学和电磁学的介绍,更是与我们的日常生活紧密相连。它解释了智能手机屏幕的显示原理、激光技术的广泛应用,以及无线通信的底层物理机制。我这才意识到,我们每天都在享受着物理学带来的便利,而这本书则为我揭示了这一切背后的科学原理。这种“知其然,更知其所以然”的学习体验,是我在其他物理书籍中很少获得的。

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这本书的封面设计简洁大方,印着书名“现代科技与中学物理综合讲座”,一看就知道是面向中学生物理学习和科技前沿知识结合的读物。我当时被这个名字吸引,是因为一直以来对物理学科的理解都停留在课本上的公式和定律,总觉得有些脱离现实。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇窗,让我看到了物理知识如何在现实世界中发挥巨大的作用,以及科技发展又是如何不断地推动着物理学的进步。 我尤其喜欢其中关于人工智能和机器学习的部分。原本以为这些高深的科技离我们的生活很遥远,但书里用非常浅显易懂的语言,结合生动的实例,将复杂的概念一一拆解。比如,它讲述了机器学习如何帮助我们识别图像,这不就是我们手机拍照时自动美颜、识别场景的功能吗?还有自然语言处理,让我们能和语音助手流畅对话,这些在书中都有精彩的阐述。我了解到,这些科技背后都离不开物理学的原理,比如神经网络的构建就借鉴了神经元的结构,而数据处理和算法的优化也需要物理学的模型来支撑。这让我对物理学有了全新的认识,不再是枯燥的符号,而是驱动现代科技发展的强大引擎。

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我必须说,这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。作者不仅关注了那些耳熟能详的科技领域,还涉猎了一些相对冷门但同样重要的前沿科技。比如,书中关于超导材料的讨论,让我了解了这种材料在磁悬浮列车、核聚变反应堆等领域的巨大潜力,这是一种我之前几乎没有接触过的物理现象,但通过这本书的介绍,我对其产生了浓厚的兴趣。 此外,书中对于科学思维的培养也起到了积极的作用。它鼓励读者质疑、探索,并尝试用物理学的视角去分析和解决问题。我发现,在阅读这本书的过程中,我开始不自觉地将书中的物理概念运用到生活中,去思考周围事物运行的原理。这种主动学习和思考的能力,比单纯记忆知识点更为宝贵。

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这本书的语言风格非常独特,既有严谨的科学性,又不失趣味性。作者善于运用比喻和类比,将抽象的物理概念解释得生动形象。例如,在讲解引力波的探测时,书中用了一个非常巧妙的比喻,将引力波比作水面泛起的涟漪,瞬间就让我理解了引力波的本质。这种“润物细无声”的讲解方式,让我觉得学习物理知识不再是一件枯燥的事情,反而充满了乐趣。 书中对于环境科学和物理学的结合也做了深入的探讨。例如,它分析了气候变化背后的物理机制,以及如何利用物理学原理来开发更清洁的能源,减少污染。这让我意识到,物理学不仅仅是为了探索宇宙的奥秘,更是为了解决人类面临的现实问题,为地球的可持续发展贡献力量。这本书让我看到了科学的价值,以及我们作为未来科技的创造者和使用者,所肩负的责任。

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当我翻开这本书,一股浓厚的学术气息扑面而来,但并非那种让人望而生畏的晦涩难懂。相反,它以一种循序渐进、由浅入深的方式,巧妙地将中学物理的知识点与当下最热门的科技前沿紧密联系起来。例如,书中关于量子计算的章节,并没有直接抛出复杂的量子比特概念,而是先从经典的计算机原理入手,再逐步引入量子叠加和量子纠缠等核心思想,并用图示和类比的方式,生动地描绘出量子计算机可能带来的颠覆性变革。我读到这里,不禁联想到了一些科幻电影中的场景,原来那些看似遥不可及的技术,其根源竟然与我们初高中学习的物理知识息息相关。 书中对于新能源技术的讲解也令我印象深刻。它不仅仅是简单地罗列各种能源的优缺点,而是深入分析了太阳能、风能、核能等背后的物理原理。例如,在讲解太阳能电池板的效率问题时,它会涉及到光电效应,并解释了材料特性、光照强度等因素如何影响其发电量。这让我明白,为何有些地方太阳能发电效果更好,也让我理解了为什么科学家们一直在努力研发更高效的太阳能材料。这本书的价值在于,它将抽象的物理概念具象化,让读者能够真切地感受到物理学在解决现实问题中的强大力量。

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这本书的编排结构非常合理,每一章都像是一个独立的研究课题,但又相互关联,共同勾勒出科技发展的宏伟画卷。我特别喜欢其中关于航空航天技术的章节,它不仅仅介绍了火箭发射的原理,还深入剖析了轨道力学、材料强度等物理学概念。当我读到关于太空探索的未来展望时,我能够清晰地感受到物理学在其中扮演的关键角色。 书中对于生物物理学的探讨也让我大开眼界。我一直认为物理学是研究物质和能量的,但这本书却向我展示了物理学如何应用于生命科学领域,比如分子动力学模拟,它能够帮助我们理解蛋白质的折叠过程,这对于疾病的研究和药物的开发至关重要。这种跨学科的融合,让我看到了科学发展的无限可能性,也拓展了我对物理学的认知边界。

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