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出版者:

作者:刘小廷

出品人:

页数:349

译者:

出版时间:2009-1

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787030231277

丛书系列:

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• 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

《时空织锦：穿越古今的物理奇遇》 本书并非一本枯燥的理论教科书，而是一场引人入胜的物理学探索之旅。它将带领读者穿梭于时间的长河，从古希腊哲人的思辨，到近现代科学巨匠的革新，去发现物理学的脉络与精髓。我们不是在进行一次枯燥的实验操作，而是在体验一场思想的盛宴，一次智力的冒险。 第一篇：黎明前的微光——古典世界的物理萌芽 想象一下，在没有精密仪器的时代，人类是如何观察世界，试图理解其中奥秘的？我们会回到那个古老而充满智慧的时代，探索亚里士多德关于运动和力的朴素认知，感受古希腊几何学与天文学如何为物理学奠定初步的基石。我们会讨论那些伟大的思想家，如阿基米德，他如何在杠杆原理和浮力定律的发现中展现出惊人的洞察力，这些洞察至今仍影响着我们的日常生活。这不是关于如何搭建一个杠杆模型，而是关于理解“支点”与“力臂”之间那股看不见的、却能撬动世界的智慧力量。我们也将审视托勒密的宇宙模型，虽然在今天看来谬误百出，但它却是人类早期试图将宇宙秩序化的重要尝试，展现了人类永不停止的探索精神。 第二篇：理性之光——经典力学与热学的宏伟殿堂 当我们步入中世纪末期和文艺复兴时期，科学的火种被重新点燃。我们将聚焦于那些敢于挑战传统、勇于质疑的先驱者。伽利略，这位“现代科学之父”，他并非只是讲述自由落体，而是通过思想实验和初步的定量观测，揭示了惯性定律的端倪，打破了亚里士多德关于物体运动必须有外力作用的观念。我们会深入理解他的斜面实验所蕴含的精妙之处，那是第一次将数学语言精确地应用于描述自然现象。 接着，我们将迎来力学时代的巨匠——艾萨克·牛顿。他的万有引力定律，如同一把钥匙，打开了宇宙运行的宏大图景。本书不会让你去计算抛物线的轨迹，而是让你去体会，为什么苹果会落下，为什么月球会围绕地球旋转，这背后是同一个普适的规律在驱动。我们会探讨牛顿运动三大定律的深远意义，它们如何构成了宏观经典力学的基石，解释了从行星运动到日常物体运动的一切。 同时，我们也将在这一篇章中触及热学的发展。我们不会让你去测量物体的温度变化，而是去理解热量为何会流动，什么是内能，以及热力学第一定律和第二定律所揭示的能量守恒与熵增的普遍趋势。我们会思考，为什么热量总是从高温物体流向低温物体，这背后隐藏着怎样的宇宙的“方向性”。 第三篇：电磁的交响——看不见的能量之舞 随着科学的深入，人类的目光转向了更微观、更奇妙的现象——电与磁。我们将不再拘泥于简单的电路连接，而是去感受电荷为何会相互吸引或排斥，磁场又是如何产生的。我们会欣赏奥斯特意外发现电流产生磁场时的惊喜，法拉第通过感应现象揭示电磁之间的深刻联系，以及麦克斯韦方程组如何将电、磁、光统一起来，奏响了宏伟的电磁交响曲。 本书会带你领略，为什么闪电会划破天际，为什么指南针能够指向北方，为什么无线电波能够穿越时空传递信息。我们会思考，电场和磁场这些看不见的“实体”，是如何在空间中传播能量，又是如何深刻地改变了人类文明的进程，从电灯的发明到现代通信技术，无不依赖于对电磁学的深刻理解。 第四篇：光明的奥秘与物质的灵魂——相对论与量子力学的革命 当我们以为经典物理学已经囊括一切时，新的革命悄然来临。我们将不再被动地学习爱因斯坦的质能方程E=mc²，而是去探寻它背后颠覆性的时空观。狭义相对论如何挑战了牛顿的绝对时空，揭示了时间与空间并非独立存在，而是相互关联的织锦；广义相对论又如何将引力描述为时空的弯曲，让我们看到宇宙的宏大尺度下的奇妙景象。我们将思考，在接近光速旅行时，时间会发生怎样的变化，质量与能量之间又存在怎样的深刻联系。 紧接着，量子世界的神秘面纱将被轻轻揭开。我们会不再局限于宏观物体的运动，而是去领略微观粒子行为的奇异。普朗克引入的能量量子概念，玻尔原子模型的量子化轨道，以及薛定谔方程所描述的波函数，都将带领我们进入一个充满概率与不确定性的全新领域。我们会思考，为什么电子会表现出波粒二象性，为什么我们无法同时精确知道一个粒子的位置和动量。这不是关于如何测量量子态，而是关于理解微观世界的“不可预测性”与“量子叠加”等反直觉的现象，以及它们如何构成了现代科技的基石，从激光到半导体，无处不在。 第五篇：宇宙的宏图与生命的低语——现代物理学的边界 我们将继续将目光投向更广阔的宇宙。从宇宙大爆炸的黎明，到黑洞的深邃，再到暗物质与暗能量的神秘存在，我们将触摸到现代宇宙学研究的最前沿。我们不会去计算宇宙膨胀的速率，而是去感受人类对宇宙起源和演化的不懈追问。我们会探讨引力波的探测如何为我们打开了观测宇宙的新窗口，以及弦理论等前沿假说试图统一物理学基本力的宏大愿景。 同时，我们也会悄悄瞥一眼物理学与生命科学的交叉领域。核物理如何应用于医学诊断与治疗，生物物理如何解释生命活动的微观机制，都将为我们展现物理学的力量如何渗透到生命科学的每一个角落。 《时空织锦：穿越古今的物理奇遇》并非一本填鸭式的知识手册，而是一场激发好奇心、启迪思考的智慧探险。它旨在让每一位读者，无论其是否具备深厚的数理基础，都能在其中感受到物理学的魅力，领略人类智慧探索自然规律的伟大历程，并从中获得对世界更深层次的理解。这是一种思想上的升华，是对宇宙与生命更深刻的敬畏。

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这本书，拿到手里的时候，就感觉沉甸甸的，封面设计得很有现代感，线条简洁，用色也比较沉稳，不是那种花里胡哨的教科书风格。内页的纸张质量摸起来很舒服，油墨印刷清晰，字迹工整，这一点对于长时间阅读来说非常重要，眼睛不容易累。我特地翻阅了其中的几个基础实验章节，比如力学部分，它的理论回顾部分处理得相当到位，既不像有些教材那样过于晦涩难懂，把公式推导得云里雾里，又不像某些科普读物那样过于口语化而缺乏严谨性。作者显然是花了很多心思在平衡“易读性”和“科学性”上。特别是对实验误差分析的部分，我印象非常深刻，它不仅仅是机械地介绍标准差、不确定度这些概念，而是结合了实际操作中的具体例子，比如如何判断系统误差和随机误差的来源，这对于我们初次接触精密测量的学生来说，简直就是一座及时的灯塔。我记得我过去做某些实验时，光是误差分析就能卡壳半天，现在看来，这本书提供了一种系统性的解决思路，让人感觉做实验不再是碰运气，而是可以遵循一套科学的流程。另外，章节之间的逻辑衔接也非常顺畅，从最简单的测量原理，过渡到复杂的数据处理，每一步的铺垫都做得非常自然。

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从装帧和细节来看，这本书的设计师显然也深谙目标读者的需求。它的开本适中，便于携带，可以随身带到实验室里随时翻阅，这一点深得我心。我发现它的参考文献部分做得非常专业和详尽，列举的都是一些经典的物理学期刊和标准手册，这为那些希望进行更高阶研究或对某个实验原理进行深挖的同学提供了清晰的指引方向。更值得称赞的是，书中对一些历史上的经典实验，比如经典的迈克尔逊-莫雷实验或卢瑟福的α粒子散射实验，提供了简短但精炼的背景介绍。这不仅仅是增加页码，而是让冰冷的实验步骤与物理学的发展历程联系起来，增加了学习的趣味性和历史厚重感，让人体会到科学发现的艰辛与伟大。我个人觉得，这种对历史脉络的梳理，能有效提升学习者的科学素养，让他们明白自己所做的实验，都是建立在前人无数次失败和成功的基础之上的。

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这本书最让我感到惊喜的是它对“数据可视化”的重视程度，虽然它是一本偏基础的实验指导书，但其中关于如何选择合适的坐标轴、如何用图表来直观地揭示数据中的趋势和异常值，给出了非常详尽的建议和对比案例。我过去做的图表往往只是把点描出来，然后连一条拟合线，但这本书会教你如何通过残差图来判断你的模型是否合适，如何通过对数坐标轴来区分指数衰减和线性关系。这种对数据呈现艺术的强调，对于我们未来撰写研究论文或者做项目总结报告时，具有立竿见影的效果。它教会的不是如何使用某一个软件的绘图功能，而是如何用图形的“语言”去和读者进行有效沟通。每当我们完成一个实验，结果往往是一堆数字，这本书的价值就在于，它指导我们如何把这些数字，转化为有说服力的物理图像，这一点是很多纯理论书籍或操作手册所欠缺的宝贵能力。

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说实话，我更倾向于用“工具书”而不是“教材”来定义它，至少在我需要查阅特定实验步骤或数据处理技巧的时候，它展现出了极高的实用价值。我前段时间为了准备一个电磁学实验的预实验报告，需要快速回顾一下有效数字的取舍原则，翻阅了很多资料，最终还是发现这本书里关于“有效数字在多次测量取平均值和计算过程中如何体现”的表格和示例是最直观、最快速能找到答案的。它的排版结构非常适合“快速定位”，不像有些厚重的参考书，需要逐页搜索。而且，这本书中关于实验仪器的介绍，不仅仅是列出名称和规格，还配有一些结构简图，虽然不是高清彩图，但足以让人在脑海中建立起仪器的物理模型，这在实际操作中，比如仪器接线或故障排除时，能节省大量时间。我尤其欣赏作者在“安全须知”和“注意事项”部分所花费的笔墨，那些细节处理得非常到位，比如通风橱的使用规范、高压电器的防护措施，这些内容往往在其他教材中被一笔带过，但对于保证实验安全至关重要。这体现了作者深厚的教学经验和对学生负责的态度。

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这本书的语言风格有一种独特的、沉稳的“前辈指导感”，它不像那种试图用幽默来吸引读者的书，而是像一位经验丰富的导师，平静而精确地告诉你“事情应该怎么做”。初读时可能会觉得节奏略慢，因为它倾向于在引入一个新概念时，先做一番背景铺垫，这对于急于上手操作的同学来说，可能略显啰嗦。但是，当你深入到后面的综合性实验时，你会发现这种前期积累的深度理解有多么宝贵。例如，在处理振动和波动的实验时，它没有直接跳到傅里叶分析，而是先用了一章的篇幅来讨论周期性信号的数学描述与物理意义的对应关系，这使得后面理解快速傅里叶变换（FFT）时，感觉基础非常牢固，不只是会套用软件指令。这本书的难点和深度是存在的，它要求读者必须投入时间和精力去消化那些看似简单的基础概念，但一旦消化了，获得的知识体系的弹性会比那些只教“步骤”的书要强得多，让人真正理解“为什么”要这么做，而不是“照着做”。

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