NELSON PHYSACS VCE 3&4 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Storen, A

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页数:0

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价格:305.00元

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isbn号码:9780170108539

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• 物理
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维多利亚州教育证书（VCE）物理学深度解析：超越标准教材的探索 一、 本书定位与核心价值 本书旨在为正在攻读维多利亚州教育证书（VCE）物理学单元三（Unit 3）和单元四（Unit 4）课程的学生提供一个全面、深入且极具实践性的学习资源。我们深知 VCE 物理学不仅仅是对既有知识的简单记忆，更是一门强调概念理解、分析推理和实验设计的高阶学科。因此，本书的设计理念在于“深度拓展与应用驱动”，致力于弥补标准教材在深度剖析和高阶解题技巧方面的不足，确保学生能够自信地迎接单元测试、模拟考试乃至最终的 VCE 考试。 本书内容严格对标 VCE 物理学 VCE Physics Study Design，但其核心价值在于提供远超学习大纲“要求”的“优秀”标准知识体系。我们拒绝提供肤浅的知识罗列，而是专注于建构严谨的物理图像，并辅以大量针对性的练习，引导学生实现从“知道”到“精通”的飞跃。 二、 单元三：物质与环境（Matter and Environment）—— 细致入微的微观世界构建 本单元聚焦于对物质的深入理解，从宏观现象回溯至微观机理，强调能量、场和粒子间的相互作用。 第一部分：电磁感应与交流电（Electromagnetism and AC Circuits） 磁场的深入解析： 本部分将详尽阐述磁场强度 ($vec{B}$) 与磁感应强度 ($vec{B}$) 的精确定义，区分其在不同介质中的行为。我们不仅会讲解洛伦兹力（Lorentz Force）在各种几何构型中的应用，更会深入探讨法拉第电磁感应定律（Faraday's Law of Induction）的积分形式和微分形式，并分析其在“理想”与“非理想”导体中的实际表现。 感应电动势与发电机原理： 对转速变化、线圈匝数变化、磁场梯度变化引起的感应电动势将进行案例分析。交流电（AC）的产生机制将从旋转线圈的瞬时电动势方程 $ varepsilon = N A B omega sin(omega t) $ 出发，深入探讨其与直流电（DC）在能量传输效率、变压器工作原理上的本质区别。 变压器与功率传输： 变压器的理想模型与实际损耗（如涡流损耗、磁滞损耗）将被详细比较。重点分析高压输电线如何通过升压和降压过程最大限度地减少电阻性损耗 ($P = I^2 R$)，这是物理学原理应用于现代工程的经典范例。 电感器的特性： 区别于电阻和电容，电感器对电流变化的“抵抗”——自感和互感现象——将被量化。对 $L$ 值（电感）的计算将涉及复杂的几何形状，并引入 RL 暂态电路的微分方程求解，为学生理解更复杂的电路分析打下基础。 第二部分：原子物理与核能（Atomic Physics and Nuclear Energy） 光电效应与光的粒子性： 本部分将彻底剖析爱因斯坦对光电效应的解释，详细推导光电子最大动能 $K_{ ext{max}} = hf - phi$。我们将提供大量关于功函数 ($phi$) 在不同金属间差异的实验数据分析，并强调其对理解光的波粒二象性的关键作用。 物质的波粒二象性： 德布罗意波长 $(lambda = h/p)$ 的引入不仅限于电子，还将探讨其在宏观物体上的应用（尽管波长极小）。通过对电子衍射实验的深入解析，巩固物质波的概念。 原子能级与光谱： 对玻尔原子模型的局限性进行批判性讨论，重点讲解氢原子能级计算及其光谱线的物理意义。书中将专门辟出一节，探讨激发态的寿命和自发辐射/受激辐射的概率，这是激光技术的基础。 核物理： 从原子核的结构（质子、中子、核力）开始，深入探讨核稳定性曲线。质能方程 ($E=mc^2$) 的推导将结合质量亏损进行细致讲解。对于核裂变与核聚变，本书将提供详细的能量释放计算模型，并分析反应堆控制棒的作用原理，以及等离子体约束技术在聚变研究中的挑战。 三、 单元四：运动、波动与光学（Motion, Waves, and Optics）—— 动态系统的定量描述 本单元侧重于对宏观世界中物体运动、能量传递以及信息载体的描述。 第一部分：引力与卫星运动（Gravity and Orbital Mechanics） 牛顿万有引力定律的向量形式： 不仅计算引力大小，更强调引力作为一种场力的性质。 开普勒定律的物理基础： 通过分析卫星在椭圆轨道上的运动，推导开普勒第二定律（等面积定律）的本质——角动量守恒。本书将提供详细的微积分推导，展示如何从万有引力定律精确地导出开普勒定律。 轨道能量： 详细阐述轨道运动中的机械能守恒。计算逃逸速度（Escape Velocity）的原理，并解释为什么地球同步轨道卫星的高度是固定的。 潮汐现象的进阶分析： 除了基础的月球引力影响，本书将探讨地球不同部位所受的引力差（潮汐力）是如何形成的，提供更精细的物理模型。 第二部分：狭义相对论的初步探索（Introduction to Special Relativity） 洛仑兹变换的必要性： 阐述伽利略变换在处理接近光速运动时的失败之处，引出狭义相对论的两个基本假设。 时间膨胀与长度收缩： 本部分将使用几何代数的思想（非严格要求，但提供概念支撑）来辅助理解洛仑兹因子 $gamma$ 的物理含义。提供大量基于速度的数值计算，让学生直观感受时间流逝和空间尺度的相对性。 相对论动量与质能关系： 讲解相对论动量 $p = gamma mv$ 对经典动量概念的修正，并推导出质量与能量的等价性 $E^2 = (pc)^2 + (m_0 c^2)^2$ 的完整形式，而非仅仅是 $E=mc^2$。 第四部分：波动、声音与光学（Waves, Sound, and Optics） 横波与纵波的详细对比： 深入分析机械波的传播特性，包括相速度、群速度（如果适用）的概念区分。 多普勒效应的定量分析： 不仅限于声波，本书将详细推导光源和观察者相对运动情况下的多普勒频移公式，并将其应用于雷达测速和天文红移现象的解释。 几何光学与波动光学的结合： 几何光学部分会提供精确的成像公式推导，特别是当物体位于焦点、曲率中心附近时的特殊情况处理。波动光学部分，将聚焦于干涉与衍射现象的定量分析。详细讲解杨氏双缝干涉条纹的间距公式，并分析光栅衍射中高阶次光谱的叠加问题。 薄膜干涉与色散： 解释肥皂泡和油膜上出现的彩色现象，推导薄膜厚度与相位差的关系。对光的色散现象，则会从不同频率光在介质中折射率不同的角度进行深入阐述。 四、 学习方法与应试策略 本书的每一章都包含以下特色模块： 1. 核心概念解构 (Concept Deconstruction)： 针对 VCE 考纲中易被误解或混淆的知识点进行精确界定和对比。 2. 高阶模型构建 (Advanced Modeling)： 提供标准教材不包含的、用于解决复杂问题的建模思路和微分方程初步介绍（仅限概念引入）。 3. VCE 难题演练集 (VCE Challenging Practice)： 包含大量多步骤、跨章节的综合应用题，这些题目模拟了考试中要求深度整合知识点的难题部分。 4. 实验设计与误差分析 (Experiment Design & Error Analysis)： 针对单元三和单元四的关键实验（如测定电子电荷比、测量光速、验证开普勒定律等），提供详细的假设检验、变量控制、系统误差与随机误差的区分以及数据不确定度传播的专业处理方法。 本书旨在成为学生手中的“武器库”，使其不仅能应对标准问题，更能以物理学家的严谨态度，攻克任何形式的挑战。

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