极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2) 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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• 趣味物理

店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115464316

商品编码：29863421751

包装：平装-胶订

出版时间：2017-08-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2)
作者	薛加民
定价	59.00元
ISBN号	9787115464316
出版社	人民邮电出版社
出版日期	2017-08-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装-胶订	开本：24开	重量：0.4
版次：1	字数：	页码：

插图

目录

内容提要

全息成像、激光传声、磁悬浮……本书让您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，让你在轻松完成简单物理实验与制作项目的同时，探究出“高科技”的奥秘。 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，无论是小学、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；如果你是科技工作者或科技老师，不要错过这本书，它专业的解读和详实的介绍，会为你的工作添翼。

编辑推荐

1.当选2013年中科协科普部推荐的50种科普图书，2013年中科技部全优-秀科普作品。2.参选2013年度吴大猷科普图书奖3.美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.中工程院资-深院士钱皋韵推荐；5.中科院天文台宇宙暗物质暗能量组席研究员陈学雷作序推荐；6.作者拟邀请美科学院院士写序。

作者介绍

薛加民 2002—2006年在中科学技术大学近代物理系学习，2006年赴美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，目前在德克萨斯大学奥斯丁分校从事博士后研究工作。 从事专业研究的同时，作者积极参与美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，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。

序言

宇宙的低语：现代物理学前沿探索 这是一部带领读者深入现代物理学最激动人心的前沿领域的著作。 它摒弃了枯燥的公式堆砌，转而以清晰、富有洞察力的叙述，揭示了支配我们宇宙的基本规律是如何在人类认知不断拓展中被重新定义的。全书旨在激发读者对未知的好奇心，并理解物理学家们如何运用大胆的假设和精妙的实验设计，试图拼凑出宏大宇宙的完整图景。 本书的结构围绕几个关键的、正在塑造未来科学面貌的核心主题展开。 第一部分：时空的结构与引力的奥秘 本部分聚焦于爱因斯坦的广义相对论在极端条件下的表现，以及我们对引力本质的最新理解。 1. 虫洞、奇点与时空几何的边界： 我们将探讨黑洞内部奇异点的数学描述，以及广义相对论对这些“时空陷阱”的预测。更进一步，我们将深入研究理论物理学家们关于虫洞（Wormholes）存在的可能性及其在理论上穿越时空的潜力。这里不仅仅是数学推导，更是对物理学想象力极限的描绘，探讨信息是否真的可以逃逸黑洞，以及信息悖论对量子引力理论提出的严峻挑战。 2. 引力波天文学的黎明： 继LIGO和Virgo的革命性发现之后，引力波已成为我们探索宇宙的全新感官。本章详细解析了引力波的产生机制——从双中子星并合到超大质量黑洞的碰撞——以及这些“时空涟漪”如何帮助我们验证强引力场下的物理定律，并揭示宇宙中那些看不见的、剧烈事件的真相。我们还将展望下一代引力波探测器（如LISA）将如何开启对宇宙早期和星系形成过程的观测。 3. 量子引力之梦： 广义相对论描述了宏观宇宙的引力，而量子力学统治着微观世界。如何将这两大支柱统一起来，是现代物理学最大的难题。本章将介绍当前主要的尝试，如弦理论（String Theory）的多维空间概念，以及圈量子引力（Loop Quantum Gravity）对时空基本单元的量化构想。我们将讨论这些理论如何试图解决信息悖论，并预测在普朗克尺度下，时空会展现出何种离散的结构。 第二部分：物质的深层结构与基本粒子的新疆界 本部分将目光聚焦于构成万物的基本单元，以及粒子物理学标准模型之外的可能性。 4. 粒子物理的“标准模型”及其局限： 我们首先回顾粒子物理标准模型——成功描述了电磁力、弱核力和强核力的框架。但它并非终点。本章将详细阐述标准模型未能解释的几个核心问题，例如中微子的质量问题、夸克和轻子的世代结构，以及电弱对称性破缺的真正机制。 5. 超越标准模型：新粒子的搜寻： 探讨大型强子对撞机（LHC）的最新实验成果以及未来对新物理现象的期待。重点讨论超对称性（Supersymmetry, SUSY）理论的预测，即每种已知粒子都存在一个质量更大的“超伴侣”。此外，还将涉及寻找额外维度存在的实验签名，以及可能存在的“暗光子”等新媒介粒子。 6. 中微子：幽灵粒子的新身份： 中微子——质量极小、只通过弱相互作用传播的粒子——是揭示基本物理规律的关键。本章深入探讨中微子的三种味振荡现象，并阐述这意味着中微子必然拥有静止质量。我们将审视“马约拉纳”中微子（即自身即是反粒子的中微子）的可能性，以及这对宇宙早期重子不对称性（即物质多于反物质）的解释有何影响。 第三部分：宇宙的暗面——暗物质与暗能量 本部分将带领读者走出我们熟悉的可见物质构成的世界，探索占据宇宙绝大部分的神秘成分。 7. 暗物质的“狩猎”： 尽管暗物质不发光、不吸收光，但其引力效应是无可辩驳的。本章详细梳理了间接证据（如星系旋转曲线、引力透镜效应）和直接探测的努力。我们将分析WIMP（弱相互作用重粒子）模型的现状，以及替代性的“轴子”（Axions）等轻量级暗物质候选者。书中将详细介绍地下深处的低温探测器和太空望远镜如何试图捕捉到这些隐形物质留下的微弱印记。 8. 暗能量与宇宙的加速膨胀： 宇宙的加速膨胀是20世纪末最大的发现之一。暗能量——一种具有负压力的、均匀分布的能量形式——被认为是驱动这一现象的元凶。我们探讨了宇宙学常数（真空能）与“第五种力”等解释，并分析了由测量宇宙微波背景辐射（CMB）和观测Ia型超新星得出的关于暗能量性质的最新数据约束。 9. 宇宙学中的信息： 我们如何从宇宙大爆炸的余晖中解读信息？本章将聚焦于早期宇宙暴胀理论（Inflation），探讨暴胀如何解释了宇宙的平坦性、均匀性，以及它如何将量子涨落放大为我们今天观察到的星系结构的种子。我们将探讨原始引力波背景（Primordial Gravitational Waves）作为暴胀理论的终极检验的意义。 第四部分：信息、量子与计算的未来 本部分探讨物理学在信息和计算领域的深刻交叉点，以及量子力学的奇异性如何被利用。 10. 量子力学的非定域性与纠缠的秘密： 纠缠态被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。本书将以通俗易懂的方式阐述贝尔不等式的意义，解释实验如何确凿地证明了量子世界的非定域性。我们将深入探讨纠缠在量子信息科学中的核心地位。 11. 量子计算的潜力与挑战： 经典计算机的局限在于其处理指数级复杂性的问题时效率低下。量子计算机（Qubits）的出现承诺了颠覆性的计算能力。本章将介绍量子比特、量子门操作、Shor算法和Grover算法的基本原理，并分析当前在构建稳定、可扩展的容错量子计算机方面所面临的工程与物理难题，如退相干（Decoherence）控制。 12. 物理学与生命：复杂性涌现的机制： 最后的篇章将探讨热力学第二定律（熵增）与生命现象之间的张力。从耗散结构理论出发，我们审视如何在远离热力学平衡的开放系统中，物质如何自发地组织成具有复杂功能的结构。这不仅关乎物理，更是连接无生命世界与生命世界的桥梁。 总结： 《宇宙的低语：现代物理学前沿探索》不是一部教科书，而是一场思维的冒险。它邀请读者一同思考，在人类已知知识的边缘，那些关于时间、空间、物质和信息的最深刻问题究竟指向何方。通过理解这些前沿的理论和实验，我们不仅能更好地认识宇宙，也能更深刻地理解人类认知自身能力的边界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2)》让我眼前一亮。我一直认为，物理学不仅仅是枯燥的公式和抽象的理论，它更是一种观察和理解世界的方式，而科学实验正是连接理论与现实的桥梁。我希望这本书能够提供一系列引人入胜的实验，让我们能够亲身感受物理定律的运作。我特别期待书中能有一些关于相对论基础概念的趣味实验，即使只是对一些经典的思想实验进行可视化演示，也能帮助我们打破固有的思维模式，理解时空弯曲和时间膨胀等概念。比如，通过模拟伽利略变换来理解经典力学的相对性，或者通过一些有趣的道具来展示光速不变的含义。我还对流体力学感兴趣，不知道书中是否会包含一些关于伯努利原理的实验，比如用纸片和吹风机来演示空气动力学，或者通过观察水的流动来理解层流和湍流的区别。作为一本“卷2”，我预估它会涉及比第一卷更广泛、更深入的物理领域，可能会涵盖更多前沿的物理学话题，比如粒子物理，或者天体物理中的一些最新发现。我期待这本书能为我打开一扇新的科学大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就充满了一种探索和发现的神秘感，我一开始就被它吸引了。虽然我还没有来得及深入阅读，但我已经可以想象到，里面一定蕴含着许多令人兴奋的科学实验，以及那些能让我们惊叹不已的物理现象。作为一名对物理充满好奇的人，我特别期待书中能够深入浅出地解释那些看似复杂但背后逻辑严谨的物理原理。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能通过生动形象的实验过程，让我们这些非专业人士也能体会到物理世界的奇妙之处。比如，我一直对光学领域很感兴趣，不知道书中是否会涉及到彩虹的形成，或者利用棱镜分解光线的经典实验，以及这些实验背后蕴含的光的波动性和粒子性理论。又或者，在力学方面，我希望能看到一些关于牛顿定律的直观演示，比如如何通过简单的装置来观察惯性，或者验证作用力与反作用力。我坚信，好的科普读物能够激发我们对科学更深层次的兴趣，让我们愿意去主动学习和思考。这本书的标题《极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2)》给我一种“动手实践”的强烈暗示，这正是我所看重的，因为理论知识如果不能与实际相结合，就容易变得枯燥和难以理解。我期待书中能够提供详细的实验步骤、必要的材料清单，甚至是一些实验技巧和注意事项，这样我就可以在家尝试一些简单的实验，亲身感受物理的魅力。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，虽然还没来得及细读，但从书名《极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2)》就能感受到一股浓厚的科学探索气息。我本身对物理就有浓厚的兴趣，但很多时候，那些抽象的理论公式总是让人望而却步。我更倾向于通过实际操作来理解事物，因此，这本书“在科学实验中探索”的定位，让我觉得非常有共鸣。我非常期待书中能有一些关于热学和气体定律的趣味实验，比如如何用一个气球来演示理想气体状态方程，或者通过简单的加热和冷却来观察物质的热胀冷缩。我还希望书中能讲解一些基础的电路实验，比如如何搭建一个简单的串联或并联电路，以及如何测量电流和电压，从而更直观地理解欧姆定律。而且，我一直对声音的传播方式很感兴趣，不知道书中是否会包含一些关于声波的实验，比如如何演示声波的反射和折射，或者如何通过不同介质来测量声速。我相信，通过这些生动有趣的实验，我能够更好地理解物理学的基本原理，并从中体会到物理世界的逻辑美和创造力。我对第二卷的期待，也是基于对第一卷可能存在的精彩内容的预估，希望它能延续那种深入浅出的风格，提供更多精彩的案例和实验。

评分☆☆☆☆☆

初次看到《极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2)》这个书名，就立刻被它吸引住了。我一直认为，科学的魅力在于它能够解释我们身边的世界，而物理学则是其中最基础、也最核心的学科之一。但是，很多时候，我们学习物理往往停留在书本上的概念和公式，缺乏直观的感受。《极客物理》这本书的重点在于“科学实验”，这正是我所需要的。我希望书中能够提供一些能够在家中安全操作的实验，例如，关于浮力原理的实验，我们可以通过测量不同物体在水中排开水的体积和重量，来验证阿基米德定律；或者是一些关于能量守恒的简单演示，比如用同一个小球在不同斜坡上滚动，来观察动能和势能的转化。我尤其期待书中能有一些关于量子力学入门的实验，即使是一些概念性的演示，比如利用双缝干涉实验来展示光的波粒二象性，或者解释不确定性原理。我知道这部分内容可能会比较复杂，但我相信，通过实验的方式，能够更容易地理解这些看似“反常识”的量子现象。而且，作为第二卷，我预计它会在第一卷的基础上，进一步深入，提供更高级、更有挑战性的实验，或者在原理讲解上更加细致。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我最近在寻找一本能够重新点燃我对物理学习热情的书，尤其是那些能够将抽象概念变得触手可及的书籍。《极客物理 在科学实验中探索物理之美(卷2)》这个标题听起来就非常吸引人，特别是“在科学实验中探索”这几个字，让我立刻联想到那些充满惊喜和顿悟的时刻。我猜想，这本书不会仅仅是罗列公式和定理，而是会通过一系列精心设计的科学实验，来揭示物理世界背后的奥秘。我特别希望书中能有一些关于电磁学现象的实验，比如如何制作一个简易的电动机，或者演示电磁感应的原理。我知道这些概念在高中物理中是重点，但往往在课堂上讲解时，学生们很难真正理解其中的精髓。如果能通过实验来直观地展示，比如通过线圈和磁铁的互动来理解法拉第定律，那将是多么有趣和深刻的学习体验。而且，我个人对宇宙学也颇为着迷，不知道书中是否会涉及一些与天体物理相关的基础实验，比如模拟黑洞的引力效应，或者解释宇宙膨胀的原理。即使是基础的力学实验，如果能以一种创新的方式呈现，比如通过观察不同物体的下落速度来理解自由落体运动，或者通过摆动实验来探索简谐运动的规律，也同样能够让我们感受到物理学的严谨和优美。我期待这本书能给我带来一种“原来物理可以这样学”的全新视角。