极客物理 在科学实验中探索物理之美 卷1 薛加民 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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薛加民 著

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店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115464323

商品编码：29354238012

包装：平装-胶订

出版时间：2017-08-01

基本信息

书名：极客物理 在科学实验中探索物理之美 卷1

定价：59.00元

作者：薛加民

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2017-08-01

ISBN：9787115464323

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装-胶订

开本：24开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1.当选2013年中国科协科普部推荐的50种科普图书，2013年中国科技部全国优-秀科普作品。2.参选2013年度吴大猷科普图书奖3.美国知名大学物理学博士亲笔撰写、亲手实验，原创内容，真正深入浅出，含金量高，绝非攒出来的科普书；4.中国工程院资-深院士钱皋韵推荐；5.中科院国家天文台宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷作序推荐；6.作者拟邀请美国科学院院士写序。

内容提要

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全息成像、激光传声、磁悬浮……本书让你通过身边的有趣实验完成前沿科技的奇妙体验。这是一本关于物理学的原创科普图书，作者用独特的视角与方式，深入浅出地为你揭秘光、电、磁等物理学领域的专业知识；这是一本面向喜欢动手的科学爱好者的指导手册，让你在轻松完成有趣物理实验与制作项目的同时，探究出“高科技”的奥秘。全书共2卷，此为卷1。如果你是科学爱好者，不要错过这本书，它让你眼界大开；如果你是学生，无论是在读中学，还是大学，不要错过这本书，它告诉你“动手学科学”的方法与思路；如果你是科学工作者或科学老师，不要错过这本书，它专业的解读和翔实的介绍，会为你提供不一样的科学视角。

目录

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目录



1透过太阳眼镜，看到半个世界 11

几个关于光的偏振性的实验，所需材料非常简单，有一副偏振片太阳镜就行了。

2揭秘神奇的光：激光 27

动手拆开一台氦氖激光器和一只激光笔，我们能够看到神奇的激光是怎样产生的。

3沿弧线传播的光 49

把糖溶解在水中能制造出一种“神奇”的溶液，一束激光通过它时不再沿直线传播，而是划出一道美丽的弧线。

4探测微波炉泄漏及测量光速 65

自制简单的天线装置和检测电路，来检测微波炉的电磁波泄漏。（如果身边没有微波炉，也可以用它来检测手机的电磁波。）

5说磁 83

探索磁性这一神奇的自然现象，验证铝是被磁铁吸引的、铜是被磁铁排斥的、胡萝卜也具有磁性等有趣而且违背常识的现象。

6电机总动员 99

几种有趣的直流电动机，通过亲手制作，了解人类的好帮手——电动机的基本原理，让第二次工业革命的浪潮涛声依旧。

7逆磁悬浮 115

什么是磁悬浮？什么是逆磁性材料？你将了解如何用简单的逆磁材料以及强磁铁来实现磁悬浮。

8永远悬浮的陀螺 133

本章开始于一个非常好玩而且物美价廉的玩具：磁悬浮陀螺。我们将会解密陀螺稳定悬浮的真正原因。

9自制发光二极管 151

本章中，我们将利用廉价而易得的碳化硅矿石来产生幽幽的蓝光，从而亲身体验发光二极管诞生之初的激动。我们还将介绍发光二极管的原理及其实验的验证，透过美丽的现象看到更深的本质。

作者介绍

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薛加民 2002—2006年在中国科学技术大学近代物理系学习，2006年赴美国亚利桑那大学物理系从事低温凝聚态物理研究。期间，关于新材料石墨烯的研究成果在国际顶-尖学术杂志Nature Materials, Nature Physics, Physical Review Letters等发表，得到同行的广泛关注和引用。2012年获得亚利桑那大学物理学博士学位，目前受聘于上海科技大学，任助理教授，博士生导师。 从事专业研究的同时，作者积极参与美国大学的各种科普活动，是亚利桑那大学物理系年度“Physics Phun Nite”活动的参与者。 在美国，大多数大学都有所谓“ outreach”的科普推广项目，大学的实验室每年都会有一次向公众开放的机会，大家可以到高科技的实验室里参观，感受科技前沿。“Physics Phun Nite”活动是“ outreach”科普推广项目的一种，由亚利桑那大学物理系每年临近圣诞时举办的，活动在在一个大教室里举行，由系里的教授和学生向大众表演他们zui喜欢的物理演示实验，活动有趣，深受欢迎。

文摘

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序言

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《星海奇航：宇宙探索的物理原理》 内容简介 在浩瀚无垠的宇宙面前，人类总是怀揣着探索未知的无限渴望。从古至今，我们仰望星空，试图解读那闪烁的星光背后蕴藏的奥秘。本书——《星海奇航：宇宙探索的物理原理》，便是一次深入浅出的旅程，带领读者穿越时空的界限，用物理学的语言，理解宇宙的形成、演化，以及其中蕴藏的令人惊叹的规律。 本书并非一本枯燥的物理教科书，而是一次充满奇思妙想的探索。我们将从最基本的光学原理出发，理解望远镜如何捕捉遥远星系的微弱信号，揭示宇宙的广阔图景。然后，我们将步入引力学的殿堂，牛顿的万有引力定律是如何解释行星围绕恒星的运转，爱因斯坦的广义相对论又如何描绘出引力扭曲时空的神奇景象，以及黑洞、引力波这些宇宙中最神秘的现象是如何产生的。 接着，我们将目光投向构成宇宙万物的基本粒子。从原子模型的发展，到夸克、轻子的发现，再到标准模型对基本粒子及其相互作用的统一描述，我们将一步步揭开物质世界的终极密码。本书将用通俗易懂的语言，结合丰富的历史故事和前沿的科学发现，阐述这些抽象的物理概念。 在探索宇宙的宏伟画卷中，热力学扮演着不可或缺的角色。恒星的诞生与死亡，星系的聚集与分离，都离不开能量的转化和守恒。我们将探讨热力学的基本定律如何支配着宇宙的能量流动，以及熵增定律如何预示着宇宙的终极命运。 本书还将深入到量子力学的奇妙世界。量子纠缠、量子隧穿等匪夷所思的现象，虽然在宏观世界难以想象，却在微观层面支配着粒子行为，并对宇宙的早期演化产生着至关重要的影响。我们将探讨量子力学如何挑战我们的直觉，以及它如何成为理解宇宙最深层奥秘的关键。 更令人兴奋的是，本书将带领读者踏上对宇宙特殊现象的探索之旅。我们将解析超新星爆发的巨大能量是如何释放的，脉冲星为何能够如此精确地计时，以及类星体这些遥远而明亮的宇宙信标到底是什么。我们将从物理学的角度，剖析这些宇宙奇观背后的驱动力。 本书的另一大亮点在于，我们将探讨现代宇宙学中的前沿课题。暗物质和暗能量，这两种占据宇宙绝大部分却至今成谜的神秘物质，它们的存在如何影响着宇宙的膨胀速度和结构形成？本书将介绍科学家们为寻找暗物质和暗能量所做的种种努力，以及我们对宇宙演化模型的不断修正。 我们还将深入了解宇宙大爆炸理论。从宇宙的奇点开始，到暴胀时期，再到核合成，以及宇宙微波背景辐射的发现，我们将一步步还原宇宙从无到有、从混沌到有序的壮丽过程。本书将用生动的比喻和清晰的逻辑，将这些复杂的宇宙学理论呈现在读者面前。 本书并非仅仅是理论的堆砌，它还将穿插介绍历史上那些伟大的物理学家和天文学家的故事，是他们凭借着非凡的智慧和不懈的探索，一步步推动了我们对宇宙的认识。从亚里士多德的宇宙观，到哥白尼的日心说，再到哈勃的宇宙膨胀发现，这些人物的故事本身就是一部精彩的科学史诗。 同时，本书也关注着我们当下正在进行的宇宙探索。从空间望远镜如哈勃、詹姆斯·韦伯的观测数据，到地面射电望远镜阵列的建设，再到粒子加速器对基本粒子的探测，我们将了解现代科技如何助力我们更深入地窥探宇宙的真相。 此外，本书还将引导读者思考一些更深层次的哲学问题。宇宙的起源和终结，生命的意义，以及我们在浩瀚宇宙中的位置，这些问题常常是物理学探索的副产品，也是激发人类求知欲的永恒动力。 《星海奇航：宇宙探索的物理原理》旨在激发读者对物理学和天文学的兴趣，培养科学的思维方式，并鼓励大家以更广阔的视野去审视我们所处的宇宙。无论您是物理学的爱好者，还是对宇宙充满好奇的探索者，本书都将为您提供一次难忘的智慧之旅，让您在理解宇宙的宏伟与精妙中，感受到科学的无穷魅力。 本书的语言力求平实而富有感染力，避免使用过于晦涩的专业术语，即使是没有物理学基础的读者，也能轻松阅读。书中穿插的生动故事、精彩比喻和图文并茂的讲解，将帮助读者构建起清晰的物理学知识框架，并深刻理解其中蕴含的科学原理。 让我们一同启程，在这场“星海奇航”中，用物理学的眼睛，去发现宇宙的壮丽，去感受科学的伟大。本书将是您探索宇宙奥秘的理想伙伴，它将点燃您心中对未知的好奇，拓展您对宇宙的认知边界，让您在惊叹于宇宙的无限可能之时，也更加深刻地理解我们自身存在的意义。 本书的结构安排循序渐进，从基础的观测工具到复杂的理论模型，从微观的基本粒子到宏观的宇宙结构，层层递进，环环相扣。每章都以一个引人入胜的问题或现象开篇，然后逐步引入相关的物理学原理，并结合最新的科学发现进行阐述。读者将跟随作者的笔触，仿佛置身于一个巨大的物理实验室，亲自参与到对宇宙的探索与解谜之中。 本书的意义在于，它不仅传授知识，更重要的是启发思维。它将教会读者如何运用物理学的逻辑去分析和理解自然现象，如何从纷繁复杂的现象中提炼出基本的规律，以及如何保持对科学的敬畏之心和探索精神。在科学日新月异的今天，《星海奇航：宇宙探索的物理原理》将为您提供一个坚实的知识基础和开阔的视野，帮助您更好地理解这个瞬息万变的科学世界。 本书的目标读者广泛，包括对物理学和天文学感兴趣的普通读者，在校的学生，以及希望拓展科学视野的各界人士。无论您是初次接触宇宙学的爱好者，还是希望深入了解其中细节的科学迷，本书都将是您不可多得的读物。 阅读本书，您将不仅能了解到宇宙是如何运转的，还能感受到人类智慧的伟大，以及科学探索的无限魅力。您将明白，我们头顶的星空，并非遥不可及的神秘存在，而是可以通过物理学的语言去理解和解读的奇妙世界。 《星海奇航：宇宙探索的物理原理》，诚邀您一同开启这场关于宇宙的非凡旅程，去发现隐藏在星辰大海中的物理之美，去感受科学探索带来的无限乐趣与智慧启迪。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大惊喜在于，它将抽象的物理概念与我们日常生活中的现象巧妙地联系起来。我曾经对“惯性”这个词感到有些模糊，知道它描述的是物体保持原有运动状态的性质，但总觉得不够具象。直到读到书中关于“惯性定律在交通安全中的应用”的那一章，我才恍然大悟。作者用了一个非常生动的例子：为什么汽车急刹车时，乘客会向前倾？书中解释说，这是因为人体本身具有惯性，会倾向于继续向前运动。这一点看似简单，但作者进一步阐述了安全带、安全气囊等车载安全设备的设计原理，都是基于惯性定律来保障乘客安全的。 这让我对每一次出行都充满了新的思考。我开始留意身边的各种运动状态，无论是行走中的人，还是行驶中的车辆，都能从中看到惯性作用的痕迹。书中甚至提到了一个有趣的实验，可以用硬币和纸片来演示惯性。虽然我还没有亲手去尝试，但仅仅是文字描述，就已经在我脑海中构建出了一个清晰的画面。这不再是冰冷的公式，而是活生生的物理规律，影响着我们的生活，守护着我们的安全。这种将理论与实践相结合的讲解方式，让我觉得物理学并非高不可攀，而是与我们息息相关。

评分☆☆☆☆☆

这次偶然间翻到这本《极客物理 在科学实验中探索物理之美 卷1 薛加民》，简直是打开了一个新世界的大门。我一直觉得自己对物理学的理解停留在高中课本的层面，那些公式和定律总是显得有些枯燥乏味，仿佛与生活隔着一层看不见的墙。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。它不是那种枯燥的教科书，也不是一本充斥着深奥理论的学术著作，而更像是一位经验丰富的老师，循循善诱地带领我走进一个充满奇妙现象的物理世界。 书中关于“光的折射与全反射”的实验讲解，让我印象尤为深刻。我至今还记得小时候在夏日午后，看着水杯里的吸管似乎断成了两截，当时觉得那是多么不可思议的景象，却又找不到任何合理的解释。这本书通过简单易懂的语言和清晰的实验步骤，揭示了其中的奥秘。它不仅仅解释了为什么会发生这种现象，更重要的是，它鼓励我去动手尝试，去亲身体验。书中的建议，例如使用不同介质（比如空气、水、玻璃）来观察光线的偏折，甚至是用激光笔在不同角度照射水面，都让我跃跃欲试。我甚至找来家里的棱镜，尝试重现彩虹的出现，那一刻，当一道道绚烂的色彩呈现在眼前时，我感觉自己仿佛掌握了某种宇宙的秘密，那种成就感是任何书本知识都无法给予的。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感触之一，便是它将物理学从“冷冰冰的科学”转变为“充满生命力的艺术”。我一直觉得物理学是属于实验室里的严谨科学，是计算和公式的堆砌。然而，《极客物理》通过其独特的视角，展现了物理学在自然界中的无处不在的美。 在阅读关于“光学”那一章时，我被深深地吸引住了。书中不仅仅讲解了光的直线传播、反射、折射这些基础知识，更进一步探讨了光的衍射、干涉等更深层次的现象。它用生动的语言，将我们习以为常的现象，比如肥皂泡上的彩色斑纹，CD盘片上闪烁的彩虹，解释得淋漓尽致。我甚至开始用家里的台灯，配合一些简单的工具（比如小孔、细缝），去尝试重现一些光学现象。虽然效果可能不如专业仪器，但那种亲身感受光线弯曲、分裂的奇妙过程，让我觉得物理学真的像一门艺术，用光的语言描绘着世界的色彩。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于我这个“科学小白”来说，简直是及时雨。我曾经对物理学有过很多误解，觉得它离我的生活很遥远，只是一些书本上的概念。但《极客物理》这本书，彻底改变了我的看法。它以一种非常接地气的方式，将复杂的物理概念变得通俗易懂。 其中关于“力与运动”的章节，让我印象深刻。我一直觉得“力”是一个很笼统的概念，直到这本书通过大量的实验示例，让我明白了力的概念是如此具体而丰富。比如，它通过演示推箱子、拉绳子等实验，讲解了力的方向、大小和作用点的重要性。更让我感到新奇的是，书中还提到了“摩擦力”这个概念，以及它在我们生活中的重要作用。我开始意识到，没有摩擦力，我们就无法行走，车辆也无法启动和停止。这种将日常现象与科学原理紧密结合的讲解方式，让我觉得物理学充满了智慧和趣味。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一个对数学公式有些畏惧的人，每次看到复杂的数学推导都会感到头疼。所以，当我拿起《极客物理》这本书时，我其实并没有抱太大的期望，担心它会和那些枯燥的教科书一样。然而，这本书的出现，彻底颠覆了我的刻板印象。作者在讲解物理原理时，巧妙地将数学公式融入到了实验情境之中，而且讲解得非常耐心和细致。 书中关于“声波的产生与传播”那一章节，给我留下了深刻的印象。它没有一开始就抛出复杂的声波方程，而是从我们最熟悉的声音入手，比如弹奏乐器发出的声音，人说话的声音，甚至是风吹过的呼啸声。然后，它通过一系列简单的实验，比如用橡皮筋发出不同的声音，用音叉在水中激起涟漪，来展示声波是如何产生的，以及它是如何以波的形式传播的。更让我惊喜的是，书中还提到了如何利用声波来测量距离（比如超声波测距），以及声波在不同介质中的传播速度差异。这些都让我觉得，原来物理学并不是脱离现实的，而是深深地植根于我们生活中的方方面面。

评分☆☆☆☆☆

阅读《极客物理》这本书，给我最大的感受就是它的“实用性”。它不仅仅停留在理论层面，而是着重于如何将物理学的原理应用到实际生活中，解决实际问题。书中关于“简谐运动”的讲解，就是一个很好的例子。 我曾经对“简谐运动”感到非常困惑，觉得它只是一些抽象的数学模型。但是，这本书通过对弹簧振子、单摆等简单系统的分析，让我对简谐运动有了更直观的认识。更重要的是，书中还提到了如何利用简谐运动的原理来设计和制造一些简单的设备，比如钟摆的计时原理。我甚至开始思考，我们的手表、手机上的计时器，是不是也蕴含着简谐运动的影子。这种将科学知识转化为实际应用的能力，让我觉得物理学非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

《极客物理》这本书，真的像一个充满魔力的引路人，让我看到了物理学背后令人惊叹的“美”。我一直以为物理学就是一堆枯燥的公式和定理，是少数“聪明人”才能理解的学科。然而，这本书完全打破了我的这种偏见。书中关于“万有引力”的讲解，让我重新审视了我们头顶那片星空。我曾经只知道牛顿被苹果砸到，然后就发现了万有引力，这个故事我听过很多遍，但始终觉得有些模糊，不够深入。 但这本书，它没有止步于此，而是通过一系列精心设计的实验来阐释这个伟大的定律。比如，它提到如何通过观察不同质量的物体自由落体时的加速度差异，来初步理解引力的作用；更进一步，它还引导读者思考，为何月球会围绕地球运转，行星会围绕太阳运转。书中不仅仅给出了答案，更重要的是，它鼓励读者去思考“为什么”。它引导我去想象，去推测，去验证。读到这一章的时候，我甚至找来一些家里的不同重量的球，尝试从同一高度释放，虽然很难做到精确测量，但那种亲身探索的乐趣，让我对“引力”有了更深刻的感悟。它不再是一个遥远的概念，而是连接着天上星辰与我们脚下土地的无形纽带。

评分☆☆☆☆☆

《极客物理》这本书，最让我感到赞叹的是它对于“探究精神”的培养。它不仅仅是告诉你“是什么”，更重要的是引导你去思考“为什么”和“怎么去验证”。我是一个比较喜欢动手实践的人，所以当我看到书中关于“热力学第一定律”的实验讲解时，我真的迫不及待地想要去尝试。 书中提到，可以通过测量不同物体的温度变化，以及它们吸收或放出的热量，来验证能量守恒的原理。比如，它建议用量筒测量水的体积，用温度计测量水的温度，然后通过加热或冷却来观察温度的变化。虽然书中的实验设计可能需要一些基本的实验器材，但作者非常贴心地给出了一些家庭中可以找到的替代品，或者非常简化的操作步骤。我尝试用一个电热水壶和几个不同大小的玻璃杯，来验证加热相同体积的水，不同初始温度的水，加热相同时间后，温度升高的差异。虽然测量结果可能不够精确，但整个过程充满了探索的乐趣，让我对“热量”这个概念有了更直观的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格，我个人觉得非常吸引人。它不像很多科学普及读物那样，为了追求通俗易懂而牺牲了严谨性，也不像学术著作那样，语言晦涩难懂。这本书恰到好处地找到了一个平衡点，既能让普通读者轻松理解，又能保证科学的准确性。特别是书中关于“电磁感应”的讲解，让我受益匪浅。 我一直觉得电磁学是一个非常神秘的领域，尤其是法拉第发现的电磁感应现象，听起来就充满了科幻色彩。这本书通过一个又一个充满趣味的实验，将这个抽象的概念变得触手可及。它鼓励读者动手制作简单的线圈和磁铁，来观察感应电流的产生。书中甚至介绍了如何利用发电机来发电的基本原理，虽然只是理论上的阐述，但已经足以让我对那些发电厂、风力发电机等庞大的设备产生浓厚的兴趣。我开始思考，原来我们日常生活中使用的电力，竟然是建立在如此精妙的物理原理之上的。这种求知欲的激发，是我在其他地方很少获得的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我称赞的一点，就是它所营造的“探索氛围”。它不是直接给出答案，而是鼓励读者去思考，去质疑，去亲自动手验证。我一直觉得，真正的学习，不在于记住多少知识，而在于培养多少探究的能力。 书中关于“电路与电流”的章节，给我留下了深刻的印象。它没有一上来就讲欧姆定律，而是从最简单的电路模型开始，比如用电池、灯泡和导线连接成一个回路。然后，它鼓励读者去尝试串联和并联不同的灯泡，观察亮度的变化，去理解电流和电压的关系。这种循序渐进的学习方式，让我觉得非常受用。我甚至找来一些废旧的电子元件，尝试搭建一些简单的电路，虽然过程可能有些磕磕绊绊，但那种亲手创造的乐趣，是任何书本都无法给予的。