图解实验观察大全：物理（修订版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:418

译者:施忆

出版时间:2009-10

价格:193.90元

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isbn号码:9787107196058

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• 高中物理
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实验探索与科学思维：基础物理与动手实践指南 本书聚焦于现代物理学的核心概念，通过一系列精心设计的、可操作的实验案例，深入剖析宏观世界到微观层面的基本物理原理。它旨在引导读者，无论具备何种背景，都能通过亲手操作、观察和数据分析，构建起坚实的物理学知识框架和严谨的科学探究能力。 --- 第一部分：经典力学基础与运动的本质 本部分深入探讨了描述物体运动和相互作用的基础理论——经典牛顿力学。我们不仅仅停留在公式的罗列，而是将重点放在如何通过实验来验证和理解这些定律在真实世界中的体现。 1. 运动学：描述与量化 本章从最基本的位移、速度和加速度概念入手，引导读者掌握描述一维和二维运动的数学工具。 匀加速直线运动的验证： 通过自制的简易计时装置（如光电门或基于视频分析的软件），精确测量小车在重力或弹簧拉动下的加速度。实验设计着重于如何消除系统误差，并利用图像法（$v-t$图和$x-t$图）来确定瞬时速度和平均加速度。 自由落体运动的精确测量： 探讨空气阻力对落体运动的影响。实验采用高精度传感器记录不同质量物体在真空模拟环境（或低气压环境）下的下落时间，以确定重力加速度 $g$ 的精确值。重点分析不同高度和介质对测量结果的系统性偏差。 相对运动与参考系： 介绍伽利略变换的基础，并通过模拟水流或平台上的运动实验，直观展示不同惯性参考系下观测到的速度差异，为理解狭义相对论奠定直觉基础。 2. 动力学：力的作用与平衡 动力学是连接运动与力的核心。本章强调力的测量与合成，以及如何将实验结果与牛顿定律进行定量比较。 牛顿第二定律的验证： 这是经典力学实验的基石。我们设计了利用气垫导轨（以最小化摩擦）进行的实验，精确测量作用力、物体质量与加速度之间的线性关系。实验数据处理部分详述了最小二乘法在拟合实验曲线中的应用，以及确定斜率（即加速度）的不确定度。 摩擦力的性质研究： 详细区分静摩擦力与动摩擦力。实验通过精确测量不同表面材料间的正压力和所需的驱动力，绘制出摩擦系数的实验图谱。同时，探讨了摩擦力与接触面积、相对速度（在高速情况下）的微小关联。 弹簧的胡克定律与简谐运动（SHM）： 测量弹簧的劲度系数 $k$，并将其应用于单摆和弹簧振子系统。实验着重于分析周期 $T$ 与振幅 $A$ 的关系（验证SHM的特点）以及与系统质量 $m$ 或长度 $L$ 的依赖性，从而精确推导出 $g$ 的值，并与直接测量法进行对比。 3. 功、能与动量守恒 本部分探讨了物理学中最重要的守恒定律，这些定律提供了分析复杂系统的强大工具。 机械能守恒定律的验证： 采用能量转换的实验装置，如“落锤实验”或“斜面滚体实验”。实验重点在于准确测量初始动能和势能，以及最终的动能，并量化由于非保守力（如机械摩擦）导致的能量损失百分比。 动量守恒与碰撞分析： 利用碰撞实验（如气垫导轨上的碰撞、或碰撞球实验）来研究动量在完全弹性、非弹性及完全非弹性碰撞中的表现。实验要求参与者不仅要测量碰撞前后的速度，还要根据碰撞类型计算恢复系数 $e$，并分析系统在碰撞过程中动能的保留情况。 转动定律初步： 引入转动惯量 $I$ 的概念。通过测量一个不规则物体的转动惯量（如使用扭摆法或通过测量其绕不同轴线的转动周期），将牛顿第二定律推广到转动领域。 --- 第二部分：热学、电磁学与波动现象的实验探索 超越了宏观运动的范畴，本部分引导读者进入微观粒子行为的宏观表现，以及场和波的性质。 4. 热力学基础与物质的微观模型 本章将宏观的热现象与微观的分子运动论联系起来。 比热容的精确测量： 采用量热法，精确测量不同材料（固体、液体）的比热容。实验设计注重热量传递的封闭性，并讨论了热量计本身的热容量对测量结果的影响，引入了冷却校正。 气体实验定律的验证： 实验性地验证理想气体状态方程 $PV=nRT$。通过恒温或恒容条件下的压力和体积测量，确定了气体常数 $R$ 的值。此外，探讨了波义耳定律和查理定律在非理想气体条件下的微小偏离。 相变与潜热： 通过精确测量水或低熔点金属的熔化和凝固过程中的温度曲线，确定其潜热。重点在于理解潜热与分子间作用力的关系。 5. 静电学与直流电路的实验剖析 电磁学的学习始于静电场的测量和基本电路的构建。 库仑定律的定性与半定量验证： 使用扭秤装置（或简化装置）来感受和测量电荷间的相互作用力。实验侧重于电荷量对作用力的依赖关系。 电势与电场的测量： 利用导电纸和电压传感器绘制等势线图。通过测量不同形状导体周围的电势分布，推导出电场线的方向和密度，直观理解电场强度与电势梯度的关系。 欧姆定律与电路分析： 构建复杂的串联和并联电路，使用高精度万用表测量电压、电流和电阻。实验挑战在于如何使用电桥（如惠斯通电桥）来精确测量未知电阻，并分析导线电阻在低电阻电路中的影响。 RC 和 RL 电路的暂态响应： 观察电容器充放电和电感器电流建立/衰减过程中的指数规律。通过采集和拟合电压随时间变化的曲线，精确确定时间常数 $ au$，从而理解电路中能量存储和耗散的动态过程。 6. 磁场与电磁感应 本部分侧重于磁场的产生、测量以及时变场产生的电磁感应现象。 毕奥-萨伐尔定律的初步应用： 测量通电长直导线或圆形线圈周围磁场的强度。实验要求精确控制电流，并系统性地改变测量点到导线的距离，以验证磁场强度与距离的反比关系。 电磁感应定律（法拉第定律）： 通过改变磁通量（移动磁铁或改变线圈面积），测量感应电动势。重点分析感应电动势的大小与磁通量变化率之间的正比关系，并定性解释楞次定律（能量守恒在电磁感应中的体现）。 RLC 串联电路的交流电分析： 分析在不同频率交流电源驱动下，RLC 电路中的电压和电流关系。实验重点是观察电路的谐振现象（阻抗最小或电抗为零的点），并通过改变频率来确定电感 $L$ 和电容 $C$ 的参数。 --- 第三部分：光学基础与现代物理的门槛 本书的最后一部分将目光投向光的本质及其在进入微观世界时的奇特性质。 7. 几何光学与波动光学基础 光的折射与全反射： 使用精密光学仪（如折射仪）测量不同介质（水、玻璃、有机液体）的折射率 $n$。实验设计强调对入射角和折射角的精确读数，并探讨温度对液体折射率的影响。 光的干涉现象： 利用杨氏双缝干涉实验，测量特定波长光的波长 $lambda$。实验需要稳定光源和精确的屏幕距离，着重分析条纹间距与光源波长和双缝间距的关系。 光的衍射与分辨率： 观察单缝衍射图样，并利用夫琅禾费衍射公式计算缝宽。同时，探讨衍射极限对望远镜和显微镜分辨率的制约，为理解光学仪器的性能提供物理基础。 8. 探索量子世界的开端 本章引入了早期量子理论的实验证据，为读者过渡到更高级的现代物理打下基础。 黑体辐射的定性观察： 尽管精确测量普朗克公式需要复杂设备，本章通过观察不同温度下白炽灯丝和加热金属块的颜色变化，定性理解温度升高导致辐射峰值向短波方向移动的现象（维恩位移定律的直观体现）。 光电效应的验证： 这是光子论的关键实验。通过改变入射光的频率和强度，测量光电子的最大初动能。实验将引导读者绘制截止电压与入射光频率的关系曲线，从而确定普朗克常数 $h$ 和功函数 $Phi$。 原子光谱的初步观察： 使用光谱仪观察氢灯、氦灯等气体放电管发出的特征谱线。通过识别和测量特定谱线的位置，将这些离散的能量跃迁与玻尔原子模型的能级概念联系起来。 本书的结构设计强调实验操作与理论理解的同步发展。每章都附带了详细的实验步骤、所需材料清单、数据采集指南以及误差分析的通用方法，旨在培养读者独立设计、执行和评估物理实验的能力，使科学知识不再是书本上的抽象符号，而是可被亲手验证的自然规律。

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坦白说，我购买这本书的初衷，是想找一本能够帮助我理解物理实验的图解类书籍，但当我真正翻阅之后，我才发现，它的价值远不止于此。这本书就像一位睿智的长者，用充满耐心和智慧的方式，引领我一步步走进奇妙的物理世界。我最欣赏的是它“图解”部分的精妙之处。那些插图，不仅仅是为了美观，更是为了精准地传达信息。它能够将那些原本抽象、难以想象的物理过程，用最生动、最直观的方式展现出来。例如，在讲解“量子力学”的入门概念时，书中用一系列巧妙的图形，将波粒二象性、叠加态等概念描绘得淋漓尽致，这让我对这些曾经令我望而却步的概念有了豁然开朗的感觉。同时，它的“实验观察”部分也做得非常出色。它不仅仅是列举了大量的实验，更重要的是，它教会了我如何去观察，如何去思考。书中会引导我去关注实验的每一个细节，去分析每一个现象，然后给出深刻的解释。这一点对于培养我的科学思维能力非常有帮助。修订版的内容更新，也让我感到非常惊喜。我注意到它增加了不少关于天体物理和宇宙学方面的实验观察，这让我能够将自己所学的物理知识应用到更广阔的宇宙尺度上来思考问题，这真是太令人兴奋了！书中对黑洞、引力波等概念的图解，都非常形象生动，让我对这些宏大的物理现象有了更直观的认识。总而言之，这本书是一本集科学性、趣味性和启发性于一体的优秀著作，它能够帮助我们更好地理解物理世界，培养我们对科学的探索精神。

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这本书简直就是物理爱好者的福音！我一直以来都对物理世界充满了好奇，但总是苦于找不到一本能够真正引导我深入理解的书。这本《图解实验观察大全：物理（修订版）》恰好满足了我的这个需求。首先，它的“图解”部分绝对是点睛之笔。那些精心绘制的插图，不仅仅是装饰，更是将抽象的物理概念具象化的绝佳工具。例如，在解释“惯性定律”时，书中用一系列动态的示意图，形象地展示了物体在不受外力作用时的运动状态，让我对“惯性”这个概念有了更深刻的理解。再者，它的“实验观察”部分更是让物理学习变得生动有趣。它不仅仅是罗列实验步骤，更重要的是引导读者去观察现象，去分析原因，去总结规律。书中提出的许多思考题，都非常有启发性，能够激发我的求知欲。我特别喜欢书中对一些生活中的物理现象的解释，例如，雨滴为什么会呈水滴状？为什么热水比冷水更容易结冰（姆潘巴现象）？这些问题都得到了非常科学且直观的解答，让我觉得物理学离我们并不遥远。修订版在内容上的更新也非常及时，我注意到它增加了不少关于材料物理和能源物理的实验观察，这让我能够了解到物理学在现代科技发展中的重要作用。书中对一些前沿物理概念的图解，也让我对未来的科技发展有了更多的想象。总而言之，这是一本集科学性、趣味性和实用性于一体的优秀读物，它能够帮助我们更好地理解物理世界，培养我们对科学的探索精神。

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这本书真的让我大开眼界！我一直以为物理学是门很高深的学科，离我的生活很远，但读了这本书之后，我彻底改变了看法。它以非常接地气的方式，将各种物理现象和实验展现在我面前，让我惊叹于物理学在我们生活中的无处不在。最令我赞叹的是它的“图解”部分，每一个插图都像是一部微型电影，将抽象的物理过程生动地演绎出来。例如，书中对“光的折射”的讲解，通过多张精美的插图，清晰地展示了光线在不同介质中传播时发生的偏折，甚至还模拟了彩虹形成的原理，这让我对光学有了全新的认识。而且，这本书的“实验观察”部分更是让我受益匪浅，它不仅仅是教你如何做实验，更是引导你去思考实验背后的原理。书中会提出一些非常有趣的问题，然后一步一步地引导你去发现答案，这让我感觉自己就像在进行一次科学探险。修订版在内容的丰富度上更是让我惊喜，我注意到它增加了不少关于生物物理和环境物理的实验观察，这让我能够将物理学应用到更广泛的领域来理解问题。比如，书中对植物向光性原理的解释，就让我学到了很多关于光合作用和植物生长激素的知识。这本书的叙述方式非常流畅自然，即使是复杂的物理概念，也能被解释得通俗易懂，这让我感到非常轻松愉快。总而言之，这是一本能够让你爱上物理的书，它让我看到了物理学的美丽和力量。

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这本书的设计简直太棒了！作为一名一直对物理科学充满好奇但又觉得难以入门的读者，我一直渴望找到一本能够既有趣又有深度，并且能够提供直观理解的书籍。这本书正是我的理想之选。首先，它的“图解”功能给我留下了极其深刻的印象。书中大量的插图，都不是简单的配图，而是经过精心设计，能够将复杂的物理概念和实验过程以最直观、最易懂的方式呈现出来。例如，在讲解“流体力学”时，书中用一系列动画式的图解，生动地描绘了流体的运动状态，包括层流和湍流的区别，以及伯努利原理的应用，让我一下子就理解了那些抽象的物理方程背后的实际意义。再者，它的“实验观察”部分更是让我爱不释手。它不仅仅是列举了许多经典的物理实验，更重要的是，它详细地描述了实验的步骤、装置，以及最可能出现的现象，并且对这些现象进行了深入的科学解释。这一点对于我这样的自学者来说，简直是无价的。书中还会引导读者进行思考，提出一些开放性的问题，鼓励我们去探索和发现。修订版在内容上更是做了不少补充和更新，我特别喜欢它新增的关于声学和振动理论的实验观察，这让我能够更深入地理解声音的产生和传播，以及各种振动现象。书中对这些内容的讲解，都配有非常精美的图示，让我能够轻松掌握。总的来说，这本书是一本能够让你爱上物理学的绝佳读物，它用最生动、最形象的方式，为你打开了物理世界的大门。

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我必须说，这本书是我近年来读过的最棒的物理科普读物之一！它完美地结合了“图解”的直观性和“实验观察”的实践性，让物理不再是枯燥的公式和理论，而是变得鲜活有趣。我是一名对物理充满好奇的业余爱好者，平时喜欢自己动手做一些小实验，但总觉得对一些现象的解释不够深入。这本书恰好填补了我的这个空白。它的插图质量非常高，而且逻辑性极强，能够清晰地展示实验的原理和过程。比如，在讲解“欧姆定律”时，书中通过一个生动的电路图，将电流、电压和电阻的关系形象地呈现出来，甚至用“水流”的比喻来解释电流，让我一下子就明白了其中的奥秘。而且，它不仅仅是展示一个静态的图，很多图都是动态的示意图，能够模拟实验过程中的变化，这真是太棒了！修订版在内容上也做了不少升级，我特别喜欢它新增的关于材料科学的实验观察部分，这些实验都非常有趣，而且能够让我们了解到生活中常见的材料背后蕴含的物理学原理。例如，书中演示了如何利用简单的材料来制作一个简易的指南针，这让我对磁场的认识有了更深刻的理解。这本书的语言风格也很幽默风趣，读起来一点也不费劲，即使是对于没有多少物理基础的读者，也能轻松地欣赏其中的精彩内容。总而言之，这是一本能够点燃你对物理热情的神奇之书，它让你看到物理学的无尽魅力。

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我对这本书的评价只能用“惊为天人”来形容！作为一个在物理领域摸爬滚打多年的“老油条”，我以为自己对各种物理现象已经了如指掌，但这本书却一次又一次地给我带来惊喜。它的“实验观察”部分，简直就是一本活的物理教材。它不仅仅是列举了各种著名的物理实验，更重要的是，它将实验过程中的每一个细节都描述得非常到位，并且对实验结果进行了深刻的分析。我特别喜欢书中对一些经典实验的“再现”，比如，通过极其详尽的图示和文字描述，我仿佛亲身参与了伽利略比萨斜塔的自由落体实验，让我深刻体会到了质量对自由落体运动影响的微小。同时，它还对这些经典实验进行了现代化的解读，将最新的研究成果和发展趋势融入其中，这让我能够站在巨人的肩膀上，看得更远。修订版的内容确实更上一层楼，我注意到它增加了很多关于天体物理和宇宙学的实验观察，这让我能够将自己所学的物理知识应用到更广阔的宇宙尺度上来思考问题，这真是太令人兴奋了！书中对宇宙大爆炸、黑洞形成等概念的图解，都非常形象生动，让我对这些宏大的物理现象有了更直观的认识。此外，这本书的逻辑结构也非常清晰，章节之间的过渡自然流畅，让我能够在一个系统化的框架下学习和理解物理知识。它不仅仅是一本实验观察的指南，更是一本引导读者深入思考物理世界的哲学著作。我从中获得的不仅仅是知识，更是一种思维方式的启迪。

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我真的非常非常喜欢这本书，它的内容之丰富，细节之详尽，简直超出了我的想象。我是一名正在准备物理竞赛的学生，平时就喜欢钻研各种物理问题，但总感觉很多理论知识的学习过程有些枯燥乏味，而且在解决一些实际问题时，总会遇到一些瓶颈，缺乏灵感。这本书的出现，就像在我迷茫的时候点亮了一盏明灯。它不仅仅是简单的理论堆砌，而是将各种物理现象与实际生活紧密联系起来，让我看到了物理学的魅力所在。最让我印象深刻的是关于电磁学部分，书中对各种电磁现象的解释，都配有大量的高质量插图，这些插图不仅仅是为了美观，更是为了更好地传达信息。比如，书中对法拉第电磁感应定律的讲解，就用了大量的动态示意图，清晰地展示了磁场变化如何引起感应电动势，以及感应电流的方向是如何判断的。这种可视化讲解方式，让我立刻就理解了那些原本对我来说有些晦涩难懂的概念。而且，它还针对一些常见的实验误区和难点进行了重点讲解，这对于我们这些准备竞赛的学生来说，简直是无价之宝。我曾经在做一些关于电路分析的题目时，经常会因为一些细节的处理不当而失分，这本书就针对这些细节进行了非常详细的解释和说明，让我能够更准确地把握问题的核心。修订版的内容更新更是让我惊喜，它增加了很多关于现代物理学的内容，比如量子力学的基本概念和一些有趣的量子现象的演示，这让我能够接触到更广阔的物理世界，激发了我对未知领域的探索欲望。总而言之，这本书是我目前为止看到过的最优秀的物理实验观察类书籍，它集科学性、趣味性和实用性于一体，是我学习物理道路上的得力助手，我强烈推荐给所有热爱物理的朋友。

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这本书的价值，远远超出了我对一本“图解实验观察”类书籍的预期。我是一名物理学专业的学生，平时接触到的书籍大多是理论性很强的教材，虽然严谨，但有时确实显得有些冰冷。而这本书，就像一股清流，它用生动形象的方式，将那些抽象的物理概念具象化，让我重新找回了学习物理的初心。我尤其欣赏它在“图解”方面的用心，每一幅插图都经过精心设计，不仅仅是为了美观，更是为了清晰地传达信息。例如，书中对光学衍射现象的解释，用一系列动态的衍射图样，清晰地展示了光波的干涉和衍射过程，这比仅仅看文字描述要容易理解得多。而且，它不仅仅是展示一个实验，更重要的是引导你去思考“为什么”。它会提出一系列问题，引导你去观察实验的细微之处，然后给出深入浅出的解释。这一点对于培养学生的科学思维能力非常有帮助。修订版在内容上的补充和完善，也让我感到非常满意。我注意到它增加了更多关于近代物理和前沿物理的实验内容，例如量子纠缠的实验演示，这让我能够了解到物理学的最新进展。书中对实验结果的分析也更加深入，不仅仅是给出结论，更是探讨了实验的局限性和未来发展的方向，这对于有志于从事科研的学生来说，非常有启发意义。总的来说，这本书是一本集理论性、实践性和启发性于一体的优秀著作，它能够帮助我们更好地理解物理世界，培养我们对科学的探索精神。

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说实话，一开始我买这本书主要是看中了它的“图解”二字，想着也许能让那些枯燥的物理公式变得生动一些。但当我翻开它之后，我才发现，我低估了它的价值。这本书的图解设计得非常巧妙，一点也不夸张，恰到好处地用图像语言解决了文字难以表达的复杂问题。例如，在讲到热力学时，书中通过一系列生动的插画，将分子热运动的微观景象展现得淋漓尽致，让我一下子就理解了温度、压强和体积之间的关系。我曾经对热力学的许多概念都感到困惑，总是无法建立起直观的认识，但这本书的图解帮助我突破了这一障碍。更值得称赞的是，它不仅仅是停留在图解层面，而是将实验观察与理论分析紧密结合。它会引导你去观察具体的实验现象，然后通过图解的方式来解释这些现象背后的物理原理。这一点对于我这样动手能力不强，但又想深入理解物理的人来说，简直太友好了。这本书就像一位循循善诱的老师，一步一步地带着我走进物理的世界。修订版的内容更新非常及时，我特别喜欢它增加的关于光学和声学的实验部分，这些实验都非常有趣，而且贴近生活，让我能够更容易地感受到物理就在我们身边。比如，书中演示了如何利用简单的材料制作彩虹，以及如何通过改变声源的振动频率来改变声音的高低，这些都让我学到了很多课本上没有提及的知识。这本书的语言风格也很亲切，没有过多的专业术语，即使是我这样的初学者也能轻松理解。总之，这是一本真正用心制作的书，它让我对物理产生了浓厚的兴趣，也让我对未来的学习充满了信心。

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这套书真的是我寻找了很久的宝藏！作为一个物理爱好者，我一直觉得理论知识学起来很有趣，但总觉得少了一些直观的感受，尤其是在做实验的时候，很多现象的背后原理，如果能有形象的比喻和直观的图解，理解起来会事半功倍。这本书完全满足了我的这个需求。首先，它的“图解”二字绝非虚名，里面的插图非常精美，而且逻辑清晰，把一些复杂的实验装置和物理过程都描绘得淋漓尽致，就像我亲手操作一样，让我对抽象的物理概念有了更深刻的认识。比如，我一直对牛顿的万有引力定律很感兴趣，但总是难以想象引力场到底是怎么一回事，这本书里用非常巧妙的图形语言，将引力场的分布和效果形象地展现出来，我甚至能感受到质量是如何“扭曲”时空，产生引力的。再者，它的“实验观察”部分更是点睛之笔，不仅仅是列出实验步骤，更重要的是对实验过程中可能出现的现象进行了细致的描述，并给出了科学的解释。这一点对于初学者来说尤为重要，因为很多时候，我们在做实验时遇到的“奇怪”现象，如果不能得到及时有效的解释，很容易产生挫败感，甚至对物理产生畏惧。这本书在这方面做得非常出色，它仿佛一位经验丰富的老师，耐心地引导读者去观察、去思考、去发现。修订版在内容上更是做了大量的更新和补充，我注意到它增加了一些前沿的物理实验，这些实验在以前的教材中很少涉及，但却能让我们窥见物理学的最新发展，这对于我这样渴望了解物理学前沿动态的读者来说，无疑是一大福音。整体来说，这本书的内容覆盖面广，讲解深入浅出，图文并茂，无论是作为物理学习的辅助读物，还是作为激发对物理兴趣的科普读物，都堪称一流。它不仅仅是一本书，更像是我探索物理世界的伙伴，让我能够更轻松、更愉快地遨游在物理学的海洋中。

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