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出版者:

作者:北京师范大学出版社 编

出品人:

页数:120

译者:

出版时间:2009-5

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787303102242

丛书系列:

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• 高中物理
• 同步练习
• 课时作业
• 学练测
• 物理辅导
• 教材配套
• 基础训练
• 应试准备
• 知识点总结
• 能力提升

现代物理学前沿：从量子纠缠到宇宙膨胀 本书导读： 这是一部旨在为具有一定物理学基础的读者，深入剖析当代物理学最激动人心、最具挑战性的领域。我们不再满足于经典力学的宏伟叙事，而是将目光投向了微观世界的奇异规则与宏观宇宙的深邃奥秘。全书结构严谨，内容涵盖理论的构建、实验的验证以及未来可能的方向，力求在保持科学严谨性的同时，激发读者的探索热情。 第一部分：量子世界的奇诡景观 第一章 量子力学的基石与诠释之争 本章从普朗克的能量量子化概念出发，回顾了波尔模型的发展历程，并详细阐述了薛定格方程作为描述微观粒子运动核心工具的地位。重点剖析了波函数的物理意义——概率幅，及其在测量瞬间的“坍缩”问题。 我们深入探讨了量子力学的主要诠释体系： 哥本哈根诠释（Copenhagen Interpretation）： 这一主流观点强调测量的不可逆性和波函数的主观性，详细分析了“EPR佯谬”如何暴露了其内在的非定域性。 多世界理论（Many-Worlds Interpretation, MWI）： 阐述了休·埃弗雷特提出的观点，即每一次测量都导致宇宙分裂成多个平行的现实分支，避免了波函数坍缩的概念，但引发了关于“世界”认同的哲学难题。 退相干理论（Decoherence）： 解释了宏观世界为何无法观测到纯粹的量子叠加态，这是连接微观量子世界与经典经验世界的关键桥梁。 第二章 量子信息科学的崛起 量子力学不仅改变了我们对物质的理解，也催生了革命性的信息技术。本章聚焦于如何利用量子态本身来处理信息： 量子比特（Qubit）与叠加态： 对比经典比特的确定性，深入讲解了量子比特如何通过叠加态实现指数级的存储和并行计算潜力。 量子纠缠：超越定域性的关联： 详细解释了“鬼魅般的超距作用”，分析了贝尔不等式的实验验证，并探讨了纠缠在量子隐形传态（Quantum Teleportation）中的核心作用，明确指出其不能用于超光速信息传递的物理限制。 量子计算的算法与挑战： 介绍了秀尔算法（Shor's Algorithm）对现有公钥加密体系的颠覆性威胁，以及格罗弗算法（Grover's Algorithm）在数据库搜索中的加速优势。同时，讨论了实现容错量子计算所面临的退相干、串扰等工程难题。 第三章 粒子物理学的标准模型及其局限 标准模型（Standard Model, SM）是描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的最成功的理论框架。 基本构件：夸克与轻子： 详细梳理了六种夸克（上、下、奇、粲、底、顶）和六种轻子（电子、缪子、陶子及其对应的中微子），以及它们如何通过强、弱、电磁三种基本力相互作用。 力的传递者：规范玻色子： 阐述了光子、W和Z玻色子、胶子如何通过规范场论描述力的传递，并重点解释了希格斯机制如何赋予规范玻色子和费米子质量。 超越标准模型（BSM）的猜想： 标准模型存在诸多不足，例如无法解释暗物质、暗能量、中微子质量、引力，以及代数中的三代粒子重复结构。本章将初步介绍超对称理论（Supersymmetry, SUSY）和额外维度理论（Extra Dimensions）等尝试填补这些空白的前沿探索。 第二部分：宇宙学的宏大叙事 第四章 广义相对论的几何化时空 爱因斯坦的广义相对论（General Relativity, GR）将引力解释为时空的弯曲，是理解宇宙结构的基础。 等效原理与时空弯曲： 重新审视等效原理，并引入黎曼几何的概念，说明物质和能量如何决定时空的曲率。 黑洞物理学： 深入探讨史瓦西解和克尔解，详细分析事件视界、奇点的物理特性。重点介绍事件视界望远镜（EHT）对M87和人马座A黑洞阴影的观测成果，以及霍金辐射（Hawking Radiation）的理论意义及其对黑洞信息悖论的挑战。 引力波天文学的新纪元： 分析了引力波（Gravitational Waves）产生的机制，特别是双中子星并合（GW170817）事件，如何首次将电磁波观测和引力波观测结合（多信使天文学），为检验强引力场下的物理学提供了独特窗口。 第五章 暗物质与暗能量的宇宙谜团 现代宇宙学观测（如宇宙微波背景辐射CMB、星系团动力学和Ia型超新星观测）揭示，我们所知的普通物质仅占宇宙总质能的不到5%。 暗物质的证据链： 梳理了旋转曲线异常、引力透镜效应、宇宙大尺度结构形成等多个独立观测证据，证明了暗物质存在的必要性。讨论了WIMPs（弱相互作用重粒子）和轴子等主要的候选粒子模型。 宇宙加速膨胀与暗能量： 解释了Ia型超新星红移数据如何推导出宇宙正在加速膨胀，引入了暗能量的概念。详细分析了暗能量的两种主要模型：宇宙学常数（Vacuum Energy）和第五种力（Quintessence）。 宇宙学的未来方向： 展望了下一代大型巡天项目（如欧几里得空间望远镜、薇拉·鲁宾天文台）如何通过精确测量星系演化历史和暗物质分布，来区分不同的暗能量模型。 第六章 弦理论与量子引力的探索 将量子力学与广义相对论统一，构建一个描述所有基本力的“万有理论”，是理论物理学最高的追求。 引力量子化的困境： 分析了传统微扰理论在处理引力子相互作用时，因紫外发散而失效的根本原因。 弦理论的基本思想： 介绍弦论的基本假设，即基本粒子并非点状，而是微小的一维弦的振动模式。探讨了弦的两种基本类型（开弦和闭弦）以及它们如何自然地包含引力子。 额外维度与M理论： 讨论了为了保证理论自洽性所必需的额外空间维度（通常为九个空间维度），以及这些维度如何被“紧致化”（Compactification）以解释我们宏观世界只观测到三维空间。简要介绍M理论作为五种超弦理论的统一框架。 结语：未完成的物理学版图 本书以对当前物理学前沿的梳理作为结束，强调了理论的优雅性与实验观测的联系，以及基础科学研究永无止境的探索精神。从对基本粒子更深层次的理解，到对时空本质的终极揭示，现代物理学正站在一个充满机遇与挑战的十字路口。

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说实话，我一开始对这类同步练习册抱持着一种将信将疑的态度，总觉得它们不过是把课本内容重新包装一遍，缺乏真正能触及灵魂的深度。然而，这本书完全颠覆了我的看法。它的题库设置简直是教科书级别的精妙，覆盖面广得令人发指，从基础的知识点巩固到那些让人绞尽脑汁的竞赛级压轴题，应有尽有。更绝的是，它对不同难度梯度的题目进行了非常细致的划分，让你能根据自己的掌握程度进行“对症下药”。我以前在处理某些复杂动力学问题时总是感到力不从心，但通过这本书中针对性的“思维训练营”模块，我发现自己对力的合成与分解、能量守恒等核心概念的理解深度有了质的飞跃。它不像有些资料那样只是机械地重复计算，而是着重引导你去思考“为什么”和“如何变通”，这种对物理思想方法的培养，远比单纯刷题来得宝贵和长远。每一次完成一个专题的练习，都像是完成了一场酣畅淋漓的思维马拉松，成就感满满。

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这本教材的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了一种沉稳又不失活泼的深蓝色调，搭配着清晰的白色和少许亮黄色的标题字体，整体感觉既专业又亲切。纸张的质感也相当不错，摸起来厚实光滑，那种翻阅时的沙沙声，总能给人一种认真学习的仪式感。内页的排版布局尤其值得称赞，它没有采取那种密密麻麻塞满文字的传统方式，而是留出了大量的空白区域用于笔记和批注，这对于我们这些习惯在书本上“动手动脚”的学生来说简直是福音。章节之间的过渡非常自然，图文并茂的插图和示意图清晰易懂，即便是那些概念抽象的物理现象，也能通过这些精美的插图得到直观的理解。我特别喜欢它在例题解析部分采用的模块化展示，每一步的逻辑推导都清晰可见，仿佛有一位耐心的老师在旁边手把手地指导你。这本书的细节处理到位，体现了出版方对读者的尊重和对知识传递的严谨态度，让人在使用的过程中心情非常愉悦，这绝不仅仅是一本工具书，更像是一位陪伴成长的良师益友。

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从备考效率的角度来看，这套资料的实用性简直是无可匹敌。我们的学习进度是紧跟着学校的教学安排来的，时间管理是重中之重。这本书的编排结构简直是为这种同步学习量身定做的。每一课时对应的练习和测试，都与我们老师讲解的内容完美契合，几乎不用我费心去筛选哪些内容是重点、哪些可以暂时搁置。它就像一个精准的GPS，帮我定位了每个知识点的学习饱和度。每周的“单元检测卷”更像是模拟真实的阶段考试，其难度分布和考察重点都高度仿真，让我能提前适应考试的节奏和压力。通过定期的自我检验，我能够迅速发现自己知识体系中的薄弱环节，并立即回到相应的章节进行强化训练，形成了一个高效的“查漏补缺”闭环。这种紧密的衔接性，极大地节省了我的复习时间，让我能把精力集中在更具挑战性的综合应用题上。

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与其他教材相比，这本书在激发学生学习主动性方面做得尤为出色，它不是那种冷冰冰的知识搬运工。我个人特别欣赏它在章节开头设置的“物理世界漫游”小板块，它会用非常生动的故事或者最新的科技前沿案例来引入抽象的物理概念，比如用粒子加速器的原理来解释电磁场，瞬间就让人对接下来的学习充满了好奇心和代入感。这种“情境导入”的方式，让原本枯燥的公式和定律变得鲜活起来，不再是空中楼阁。此外，书中的“实验探究思维导图”也十分精彩，它不仅罗列了操作步骤，更深入剖析了实验设计的核心思想、误差分析的技巧，以及如何将理论知识与实际操作联系起来。这套书真正做到了寓教于乐，它在严肃的学术氛围中注入了一股活泼的探索精神，让我对物理这门学科的热爱，从“不得不学”转变成了“主动探索”，这对于高中阶段的长期学习动力维持至关重要。

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我不得不提一下这本书在解析部分的独到之处。通常市面上的教辅资料，解析部分要么过于简略，要么就是一大段文字堆砌，让人看得云里雾里。这本书在这方面简直是做了“反向操作”，它采用了“多路径解析法”。对于同一个难题，它会给出不止一种解题思路，比如，一个力学题，它会分别展示牛顿定律法、能量守恒法和动量定理法的应用，并简要分析哪种方法更简洁高效。这种对比式的学习体验，极大地拓展了我的解题视野。而且，它的解析文字用词非常精准且富含启发性，它不会直接给你最终答案，而是通过一系列的引导性提问，让你自己一步步推理得出结论，真正做到了“授人以渔”。对于那些我反复出错的题型，书后还贴心地附带了“易错点辨析”专栏，专门剖析了新手最容易犯的逻辑陷阱，避免了重复犯错的窘境。

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