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出版者:Pearson Prentice Hall

作者:Padilla, Michael J./ Miaoulis, Ioannis/ Cyr, Martha

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:220.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780132011587

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 电磁学
• 科学
• 教科书
• 教育
• 中学
• 高中
• 实验
• 电学
• 磁学

宇宙的织锦：电与磁的深层探索 我们生活的世界，从星辰的运转到细胞的律动，都离不开电和磁的无形力量。它们是宇宙最基本的组成部分，编织着万物的生命线，驱动着文明的进步。《宇宙的织锦：电与磁的深层探索》并非一本简单的教科书，而是一次对电磁现象背后深刻哲学与精妙机制的追溯之旅。我们将一同揭开电荷的神秘面纱，感受磁场的无形引力，理解它们如何在微观与宏观世界中交织互动，塑造我们所感知的一切。 第一章：电的起源与本质 我们的探索始于对“电”最根本的理解。我们将穿越历史的长河，回顾那些伟大的先驱者，如泰勒斯、富兰克林、库仑等人，是如何通过敏锐的观察和严谨的实验，一步步揭示电荷的属性。从琥珀摩擦生电的古老传说，到电荷守恒定律的建立，我们将深入探讨电荷是物质内禀的属性，它是如何以正负电荷的形式存在，以及它们之间如何通过静电力相互作用。 我们将详细解析电荷的传递方式，从早期对“电流”的模糊认识，到欧姆定律的精确描述，理解电流是电荷的定向移动。我们会深入到原子内部，探寻电子与质子在电荷产生中的核心作用。电为何会流动？这背后隐藏着怎样的能量转换机制？我们将用清晰的语言和生动的比喻，解释电势差（电压）作为驱动电荷运动的“动力”，以及电阻作为阻碍电荷流动的“摩擦力”。 本章还将触及静电学的重要概念。我们将探讨电场线如何可视化电荷周围的空间影响，以及高斯定律如何简洁地描述电场与电荷分布的关系。电容器作为储存电能的装置，其充放电过程将为我们展示电荷积累与释放的动态美。 第二章：磁的奥秘与相互作用 从指南针的指向性，到地磁场的宏伟存在，磁的魅力同样令人着迷。我们将从磁体最基本的性质——磁极（南极与北极）开始，理解它们之间的吸引与排斥。但磁的奇特之处在于，磁极总是成对出现，不存在孤立的磁单极子。我们将探索磁场的形成，理解它为何与运动的电荷息息相关。 法拉第的划时代发现——电磁感应，将是我们探讨的重点。当磁场发生变化时，如何在导线中激发电势差（电动势）？这一原理不仅解释了发电机的工作原理，更是现代电力工业的基石。我们将详细解析电磁感应的定律，理解感应电动势的大小与方向如何由磁通量的变化率和变化方式决定。 本章还将深入探讨磁场与电流的相互作用。安培定律将为我们揭示电流在周围空间产生的磁场，以及磁场对载流导体的作用力。我们将分析直线电流、环形电流和螺线管产生的磁场，理解其方向和强度的分布规律。磁场作为一种矢量场，它如何影响周围的物质，以及不同介质（如铁磁性材料）对磁场的增强作用，也将得到细致的阐述。 第三章：电磁波的诞生与传播 当电与磁的相互作用达到极致，便诞生了宇宙中最奇妙的信使——电磁波。麦克斯韦方程组，这一被誉为物理学中最优美的方程组之一，将是本章的灵魂。我们将解构麦克斯韦如何将电场、磁场、电流和位移电流巧妙地统一起来，预言了电磁波的存在。 我们将详细分析电磁波的产生机制：变化的电场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场，如此循环往复，便形成了能够自我维持并独立传播的电磁波。我们将深入理解电磁波的性质：它们是横波，振动方向垂直于传播方向；它们在真空中以光速传播，这揭示了光本身就是一种电磁波。 从无线电波到伽马射线，电磁波谱的广阔天地将展现在我们面前。我们将探讨不同波段电磁波的应用，从通信、广播，到医疗成像、天文观测，电磁波已经渗透到我们生活的方方面面。我们将理解它们如何携带信息，如何与物质发生相互作用（吸收、反射、折射），以及我们在利用这些现象时所面临的挑战与机遇。 第四章：电磁学的哲学意蕴与未来展望 电与磁不仅仅是物理学的概念，它们更蕴含着深刻的哲学思考。电荷的守恒，反映了宇宙物质能量的一种基本不变性；电磁场的统一，揭示了自然界事物之间普遍联系的规律。我们将从更宏观的视角审视电磁学的意义，它如何改变了我们对世界的认知，如何推动了科学技术的革命性发展。 展望未来，电磁学仍然是未竟的探索领域。量子电动力学（QED）将我们带入微观世界，揭示电磁相互作用的量子本质，以及光子的粒子性。更前沿的研究，如超导材料中的电磁行为，新能源领域的电磁应用，以及信息技术中对电磁波的更高效利用，都预示着电磁学在未来科技发展中的关键作用。 《宇宙的织锦：电与磁的深层探索》致力于将抽象的物理概念转化为引人入胜的故事和深刻的洞见。它不是让你记住几个公式，而是希望你能够通过这本书，真正理解电与磁为何如此重要，它们如何构成了我们生活的根基，以及对它们的深入探索将带领我们走向怎样令人激动的新纪元。这趟旅程，将让你重新审视这个充满能量与魅力的宇宙。

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自从我开始关注气候变化和可持续能源的议题后，我一直在寻找一本能够深入浅出地解释现代电力系统的基础原理的书籍。这本读物无疑超出了我的预期。它不仅仅停留在介绍基础的电路和磁场概念上，更是巧妙地将这些微观的物理现象与我们日常生活中的宏观应用紧密联系起来。比如，书中有一章专门详细剖析了高压输电损耗的物理机制，那种对能量如何在长距离传输中被“浪费”的分析，让我对现有的电网架构有了全新的认识。更让我印象深刻的是，作者对“黑板物理”到实际工程应用的跨越过程的描绘，他没有回避那些复杂的数学模型，但处理得非常高明，总是在关键的数学推导之后，立刻补充一段清晰的白话解释，说明这个公式在现实中意味着什么。我试着将书中的一些电磁波传播的理论应用到我正在研究的无线通信优化方案上，发现其提供的基础视角非常扎实。这本书的严谨性是毋庸置疑的，每一个论点都有坚实的实验或理论支撑，读完后，我感觉自己对“电”这种无处不在的能量形式，有了一种敬畏之心。

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购买这本书完全是个意外，我原本以为它会是一本侧重于电学在现代工业中应用的工具书，结果却发现它更像是一部关于“看不见的相互作用”的哲学随笔。我欣赏作者那种将宏大理论与微小粒子行为联系起来的叙事手法。比如，书中对量子电动力学（QED）中虚粒子交换的描述，虽然没有深入到量子场论的细节，但通过生动且富有想象力的比喻，构建了一种直观的理解框架，让我这个非专业人士也能初步感知到电磁力在基本层面是如何运作的。这种对理论深层含义的挖掘，而非仅仅停留在公式的层面，极大地拓宽了我的思维边界。此外，书中穿插的一些小插图和图表设计得非常巧妙，它们不是那种标准化的教科书插图，而是更具启发性的示意图，往往只用最简单的线条，就能点破一个复杂的物理概念。这本书的阅读节奏掌握得非常好，它没有催促你快进，而是鼓励你在每一个关键的转折点停下来，去思考，去回味，去尝试用自己的语言复述一遍刚刚学到的知识。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，配上简洁的白色字体，立刻就能感受到一种严谨而又充满探索精神的氛围。我记得我是在一个阳光明媚的下午，在一家老旧的书店里偶然翻到它的。当时我正在寻找一些关于宇宙起源的通俗读物，结果却被它封面上那张抽象的电磁场模拟图所吸引。它不像那些教科书那样枯燥乏味，反而透露出一种艺术感。初读时，我原本还担心内容会过于艰深晦涩，毕竟“电磁学”这几个字本身就带着一股理科生的严肃气息。然而，作者的叙事方式却出乎意料地流畅自然，仿佛在讲述一个跌宕起伏的冒险故事，而不是冰冷的物理定律。特别是他对法拉第发现电磁感应的描述，简直是充满了戏剧张力，将科学发现的偶然性与必然性完美地融合在一起。我尤其欣赏作者在阐述麦克斯韦方程组时所采用的比喻，那些关于“看不见的力量如何编织我们所感知的世界”的论述，极大地降低了理解的门槛，让即便是对物理知识只有皮毛了解的普通读者，也能窥见电磁世界运行的宏大图景。这本书的排版也十分考究，章节之间的过渡衔接得天衣无缝，阅读体验非常愉悦，让人忍不住一口气读完。

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我向来对那些试图将复杂科学概念“大众化”的书籍持保留态度，因为很多时候，为了追求通俗易懂，往往牺牲了科学的精确性，读起来像是掺了太多水分的故事会。但这本书的处理方式堪称教科书级别的平衡艺术。它成功地避免了过度简化，也没有陷入冗长枯燥的数学推导泥潭。我特别喜欢作者在解释某些历史上的科学争论时的立场——他非常公正地呈现了当时科学界的不同观点和实验证据，让我们仿佛置身于那个思想碰撞的时代。读到关于光速不变性被提出和接受的过程时，我几乎可以想象出爱因斯坦坐在那里，面对一个看似简单却蕴含巨大颠覆性的问题时的那种思维的火花。这本书的语言风格有一种老派学者的风范，措辞精确，逻辑链条清晰到令人叹服，但又不失人文关怀。它不只是在教你知识，更是在教你如何像一个物理学家那样去观察世界、去质疑既有的认知。对于那些希望在享受阅读乐趣的同时，又能扎实地巩固物理基础的读者来说，这本书绝对是宝藏级别的存在。

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这本关于电磁学的著作，其最大的魅力或许在于它深厚的历史底蕴和对科学方法论的强调。它不像很多现代科普读物那样，急于展示最前沿的发现，而是耐心地回溯到电学和磁学最初被分离出来、又最终被统一起来的漫长而曲折的道路。作者在叙述过程中，总是会适当地穿插科学家的个人轶事和他们所处的社会背景，这使得那些抽象的物理定律仿佛有了“人味”。我特别喜欢书中关于“场的概念”是如何一步步被接受和完善的讨论，这不仅仅是科学史的记录，更是对人类认识世界范式转变的深刻反思。读到伽利略、牛顿、法拉第、麦克斯韦这些巨匠们如何通过观察、假设、实验来构建他们的理论体系，对我自己的工作（虽然与物理无关）也产生了积极的影响——它提醒我要保持批判性思维，警惕经验主义的陷阱。这本书的语言是那种沉稳、有力量的，它不哗众取宠，而是依靠其内容的深度和逻辑的严密性来吸引读者，读完后有一种被知识充盈的充实感。

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