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出版者:

作者:Napier, James/ Laverty, Theo

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页数:0

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价格:464.00 元

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isbn号码:9780340926000

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探索宇宙的奥秘：一本面向未来的物理学导论 本书旨在为对宇宙运行法则充满好奇的读者提供一个全面且深入的物理学初探。我们不局限于单一课程体系的框架，而是力求构建一个广阔的知识图景，涵盖从微观粒子到宏大星系的经典与现代物理学的核心概念。 第一部分：运动与力的基础 本部分将带您进入牛顿力学的殿堂，理解物体如何运动以及驱动这些运动的力量。 第一章：描述运动 我们将从最基本的概念入手：位移、速度与加速度。通过详尽的图表和生活中的实例，解释瞬时速度与平均速度的区别，以及匀加速直线运动的数学模型。着重探讨矢量在描述运动中的重要性，例如速度和位移的方向性。随后，我们将引入相对运动的概念，理解观察者的参考系如何影响我们对速度的测量。本章将详细解析如何利用时间-距离图和速度-时间图来直观地分析物体的运动轨迹，并计算关键的物理量。 第二章：牛顿运动定律 物理学的基石——牛顿三大定律将被系统地阐述。第一定律（惯性定律）强调了物体抵抗状态改变的内在属性。第二定律 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 不仅仅是一个公式，更是理解力与加速度之间定量关系的钥匙。我们将通过大量的示例，包括斜面上的物体、连接体系统（如阿特伍德机），来训练读者运用此定律解决复杂问题。第三定律（作用与反作用）将引导我们理解力是如何在相互作用的物体之间传递的。本章的重点还将扩展到摩擦力（静摩擦与动摩擦）的性质及其在实际工程中的应用。 第三章：功、能与功率 能量是驱动宇宙万物的基本驱动力。本章深入探讨功的定义，强调力与位移的夹角是决定功是否做的关键因素。接着，我们将引入两种最核心的能量形式：动能和重力势能。机械能守恒定律将在保守力场中得到验证，并用于分析单摆运动和自由落体运动。非保守力（如摩擦力）如何改变系统的总机械能也将被详细分析。最后，功率的概念被引入，衡量做功的速率，这对于理解发动机性能至关重要。 第四章：动量与碰撞 动量，作为质量与速度的乘积，是理解物体相互作用的另一个强大工具。动量守恒定律在没有外力作用的封闭系统中被严格证明，并应用于爆炸、火箭推进等过程。碰撞是动量交换的典型场景，我们将区分完全弹性碰撞和非弹性碰撞，并学习如何运用能量和动量方程组来求解碰撞后的速度。 第二部分：物质的特性与热力学 在宏观层面，物质的集体行为由热力学规律所支配。 第五章：流体静力学 本章关注静止流体的特性。密度和压强是核心概念，理解大气压的来源和测量方法。帕斯卡原理及其在液压系统（如千斤顶和刹车系统）中的应用将被详细解析。至关重要地，阿基米德原理——浮力定律，将被应用于分析物体的沉浮现象，并计算复杂物体的密度。 第六章：热力学基础 我们将从温度的本质开始，介绍不同的温标（摄氏、开尔文）。随后深入到热量的传递方式：传导、对流与辐射。比热容的概念将用于计算物质吸收或释放热量所需的能量。 第七章：气体定律与分子动理论 本章连接了宏观的热现象与微观的分子运动。从玻意耳定律、查理定律到盖-吕萨克定律，我们逐步构建出理想气体状态方程 ($PV = nRT$)。随后，分子动理论将从统计学的角度解释气体的压强和温度的微观意义，并推导出气体分子的方均根速率。 第三部分：波、光与电磁现象 本部分转向描述能量传播的波动过程，特别是光——一种特殊的电磁波。 第八章：机械波与声波 我们将系统性地研究波的特性：波长、频率、周期和波速。纵波与横波的区别，以及波的叠加原理，特别是干涉和驻波的形成。声波作为一种纵波，其在不同介质中的传播特性将被讨论。多普勒效应——波源与观察者相对运动时频率的变化——将通过实例（如雷达测速和天文观测）来阐明。 第九章：光的几何光学 光被视为射线进行研究的领域。本章重点解析光的反射（平面镜与球面镜成像规律）和折射（斯涅尔定律）。全反射现象是光纤通信技术的基础，将被详细分析。我们将使用透镜成像公式来构造和分析凸透镜和凹透镜的成像过程，并讨论常见的光学仪器（如显微镜和望远镜）的工作原理。 第十章：光的波动光学 为解释干涉和衍射现象，我们将转向光的波动性。惠更斯原理为理解光的衍射提供了几何基础。杨氏双缝干涉实验将被作为核心案例，精确计算干涉条纹的间距，确立光的干涉性质。衍射现象，特别是单缝衍射，将展示光的波动性在实际中如何限制光学仪器的分辨本领。 第十一章：电与磁的基础 本部分是电磁学的起点。首先介绍电荷的性质和库仑定律。随后过渡到电场的概念，理解电场线和电势差。接着探讨电流、电阻以及欧姆定律。磁场部分，我们将学习磁感应强度，以及磁场对运动电荷（洛伦兹力）和载流导线（安培力）的作用。最后，我们将概述法拉第电磁感应定律，为理解发电和变压器奠定基础。 第四部分：现代物理的曙光 本部分将简要介绍进入20世纪后，物理学在微观和高速领域取得的突破。 第十二章：能量的量子化 我们将探讨经典物理在解释黑体辐射和光电效应时的失败。普朗克常数和光子的概念被引入，解释光子能量与频率的关系。光电效应的实验数据将有力地支持光的粒子性，并引出爱因斯坦的光电方程。 第十三章：原子结构与光谱 从卢瑟福的原子模型到玻尔模型，我们将理解原子内部的能级结构。原子吸收和发射特定波长光线的现象（光谱）被完美解释为电子在能级间的跃迁。波粒二象性的概念将通过德布罗意波的提出被引入，预示着对物质本质的更深理解。 本书力求通过严谨的逻辑推导和丰富的应用实例，为读者建立一个坚实的物理学基础，激发他们进一步探索自然科学奥秘的兴趣。所有概念的阐述都力求清晰、准确，并与实际生活和前沿科技建立联系。

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这本书的封面设计得非常醒目，色彩搭配既专业又不失活力，让人一眼就能感受到它蕴含的科学严谨性。从拿到书的那一刻起，我就被它清晰的排版和直观的图示所吸引。那些复杂的化学结构和物理定律，在作者巧妙的编排下，仿佛都变得触手可及。特别是关于电学的那几个章节，作者没有采用那种晦涩难懂的教科书式语言，而是通过一系列生活化的例子和精美的插图来解释，这对于我这样基础稍微薄弱的学习者来说，无疑是一剂强心针。阅读过程就像是跟随一位经验丰富、耐心十足的老师在进行一对一的辅导，每一个概念的引入都循序渐进，没有丝毫的跳跃感，确保读者能够扎实地跟上进度。即便是那些初看起来有些令人望而生畏的生物学概念，也被细致地分解成易于消化的模块，配合着色彩分明的流程图，极大地减轻了记忆的负担。总而言之，这本书在视觉呈现和内容组织上的用心程度，远远超出了我对一本考试复习资料的预期，它真正做到了让学习科学不再是枯燥的苦役。

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我最欣赏这本书的一点是它对不同学习风格的兼顾。我的学习习惯比较偏向于通过大量的练习来巩固知识，而这本书在这方面做得尤为出色。它的习题设计极具层次感，从最基础的定义回顾到需要深度分析和综合运用知识的难题，难度梯度设置得极其合理。更重要的是，它提供的不仅仅是答案，还有详尽的解题步骤和思维导图式的解析。我记得有一次我在一道关于能量守恒的计算题上卡住了很久，翻看书后的解析时，作者不仅指出了我计算过程中的错误，还深入剖析了为什么必须选择这种特定的模型来解决问题，这种“授人以渔”的教学方式，比单纯的“给出正确答案”要有效得多。此外，书中穿插的一些“陷阱警示”小贴士，更是充满了实战经验，它们精准地抓住了学生在考试中最容易犯的认知偏差，让我能够提前规避这些雷区，这种细致入微的关怀，体现了编者对CCEA考试体系的深刻理解。

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坦率地说，这本书在将理论知识与现实世界联系起来方面，做得比我以前接触的任何教材都要出色。它不仅仅停留在“是什么”和“怎么算”的层面，更深入地探讨了“为什么会这样”以及“它在现实中有什么用处”。比如，在介绍有机化学的同分异构体时，书中配有相关塑料材料的结构图解，清晰地展示了分子排列方式的微小差异如何导致了材料性能的巨大变化，这让我对抽象的化学结构有了直观的感性认识。对于科学学习者而言，建立这种联系感是激发长期兴趣的关键。它成功地打破了“科学知识是孤立的”这种错觉，让我体会到科学各个分支之间紧密的内在逻辑。每一次翻阅，都不只是在记忆知识点，更像是在拼凑一幅关于我们周围世界运作方式的宏大图景，这让我对科学本身产生了更深层次的尊重和热爱。

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这本书的语言风格实在是太对我的胃口了，它有一种令人放松的、略带英式幽默的亲切感，完全没有传统教材那种板着脸孔的说教腔调。当我面对那些冗长复杂的物理定律推导时，作者偶尔会冒出一些俏皮的注释，瞬间打破了沉闷的气氛，让我紧绷的神经得以舒缓。例如，在讲解牛顿运动定律时，作者用了一种近乎讲故事的方式来描述质量和力的关系，而不是一开始就抛出公式，这使得抽象的概念变得具体可感。这种叙事性的讲解方式，极大地增强了阅读的连贯性，让我几乎可以一口气读完一个章节而不会感到疲惫。对于那些需要长时间专注学习的科目来说，这种能够调动读者情绪和注意力的文笔是至关重要的，它将“学习”这个行为本身，从一种负担转化成了一种有趣的探索过程。我甚至觉得，这本书可以被当作一本优秀的科普读物来消遣，而不仅仅是应试工具。

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从结构布局的角度来看，这本教材展现了极高的专业水准。它显然是经过精心规划，而非简单素材的堆砌。每个单元的开头都设置了清晰的学习目标清单（Learning Objectives），这让我总能在开始阅读前就明确“我需要掌握什么”，极大地提高了学习的针对性。更妙的是，在每章的末尾，它会设置一个“知识回顾速查表”，用表格或思维导图的形式，将本章的核心要点进行提炼和对比，这对于考前冲刺阶段的快速复习简直是神器。我发现自己可以跳过那些已经非常熟悉的段落，直接锁定那些回顾表中的薄弱点进行强化训练。此外，本书的索引做得非常详尽，无论是专业术语还是特定公式，都能迅速定位，这在处理跨章节联系的综合题时，节省了我大量翻找资料的时间。这种对信息检索效率的优化，无疑是为我们这些时间紧张的考生考虑周全的表现。

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