编辑推荐
消除对物理的刻板印象,新时代每个人必修的科学人文课。
内容简介
你知道吗?物理其实是一种高科技范儿的人文教育。懂点物理,能改变生活,开阔眼界,让我们了解和关心身边的世界。大到头条国际大事,小到日常活动,都涉及许多重要和前沿的物理知识。
本书源自美国著名物理学家穆勒在加州大学伯克利分校开设的通识课,作者以全新的视野、幽默的语言,从热、声、光、电、原子能、量子、宇宙论等13个角度,阐述了新能源、核安全、太空探索、减灾防灾、全球变暖等热门话题中的物理知识,同时解释了减肥、开车、听歌、购物等日常生活背后的科学。
本书不仅帮助我们消除对物理的刻板印象,更是新时代每个人必修的科学人文课。
作者简介
作者理查德·A.穆勒,1944年生,加州大学伯克利分校荣休物理教授,劳伦斯伯克利国家实验室教职高级科学家、麦克阿瑟基金会研究员。
34岁时,他由于在天体物理、放射性同位素定年和光学等领域的发现和创新,获得了美国国家科学基金会颁发的“艾伦·沃特曼奖”。38岁时又获得“麦克阿瑟天才奖”。2010年,为解决全球变暖问题,他组建了伯克利地球组织。
著有科普书《三次大爆炸》《速成物理学家》等。
章节目录
版权信息
单位换算表
前言
物理是高科技范儿的人文教育
理想的学生是什么样
写给未来人的物理学
第1章 能量、功率以及爆炸
爆炸和能量
定义(不必记住)
能量的大小
关于能量表的讨论
煤炭真是太便宜了
能量的形式
能量是守恒的
如何度量能量
功率
功率的例子
动能
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第2章 原子和热
几个困惑
原子、分子与热的含义
声速和光速
热蕴含的巨大能量
嘶嘶声和雪花:电子噪声
温度
热力学第零定律
温标
哥伦比亚号航天飞机
热膨胀:人行道裂缝、高速路缺口、防洪堤和碎玻璃
全球变暖和海平面上升
温度计
传导
固态、液态、气态、等离子态
气体的温度和压力:理想气体定律
冰箱和热泵
热力学定律
热的流动:热传导、热对流和热辐射
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第3章 引力、力与太空
迷人的引力
万有引力
推动加速:牛顿第三定律
环绕地球与失重
进入近地轨道的速度
石块和投石器
地球同步卫星
侦察卫星
GPS
在太空制造物品
逃往无穷
科幻作品中的行星
自由落体和g
空气阻力和燃料效率
g法则
科幻作品中的太空引力
黑洞
动量
火箭
气球和宇航员的喷嚏
天钩计划
离子推进器火箭
飞机、直升机和螺旋桨
热气球和氦气球
在水上漂浮
山上的气压,飞机和卫星外部的气压
对流天气和加热器
飓风和风暴潮
角动量和扭矩
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第4章 原子核和放射性
放射性
元素和同位素
辐射和射线
云室:看得见的辐射
辐射和死亡
辐射与癌症
治疗癌症的辐射
脏弹
射线到底是什么?
你也是有放射性的
神秘的半衰期法则
RTG:放射所产生的功率
环境放射
辐射会传染吗?
裂变
聚变
兆电子伏是什么?
为什么世界如此有趣?
为什么地球不是恒星?
太阳是如何点燃聚变的?
用聚变提供功率
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第5章 链式反应与核反应堆
多种多样的链式反应
国际象棋:数字的链式反应
核弹:原子的链式反应
胎儿:子宫中的链式反应
癌症:讨人厌的链式反应
人口爆炸:人口的链式反应
大灭绝后的复苏:繁衍的链式反应
DNA“指纹”:聚合酶链式反应
疾病和流行病:病毒和细菌的链式反应
计算机病毒:电子链式反应
都市传说
崩塌:岩石或雪的链式反应
闪电:一种电子崩
复利也是一种链式反应
计算机的摩尔定律:指数增长
折纸
树木的分枝
核武器的物理学基础
临界质量
铀弹
电磁型同位素分离器
气体离心铀浓缩
离心机和核扩散
钚裂变炸弹
热核武器或“氢弹”
沉降物
核武器的现有储备
核反应堆
核反应堆会像原子弹一样爆炸吗?
选读:慢速中子和U-235
钚的生产
钚的危险性
贫化铀
17亿年前非洲的核反应堆
核反应堆燃料要求
核废料
如何安全处理核废料
最严重的核事故会是什么样?
受控聚变发电
机密的事实和原子秘密
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第6章 电和磁
关于电
关于磁
电
电荷
电荷是“量子化”的
电流与安培
电线
电流流动的阻力
保险丝和断路器
超导体
伏特与电子伏:电子能量的度量
指尖火花和静电
电功率
火花和闪电中的能量
青蛙腿和弗兰肯斯坦
民用电功率
高压输电线
不同距离的库伦力
磁体
天然磁石、亲吻的石头和罗盘
来自电荷的磁性
永磁体
磁单极子
磁性的短程性
电场和磁场
电磁体
超导电磁体
地球中的电磁体
磁性材料:铁的特殊角色
剩磁
热会破坏磁性:居里温度
稀土磁体
寻找潜水艇
电动机
发电机
动态发电机
北极其实是南极
爱因斯坦的谜题
地球:会翻转自身的磁体
地质学和翻转的磁性
地球的磁场和宇宙辐射
变压器
特斯拉线圈
磁悬浮
轨道炮
交流电与直流电
电力之战
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第7章 UFO、地震和音乐
两个奇怪的真实故事
罗斯维尔的飞碟
拯救飞行员
波
波包
声音是如何产生的
横波和纵波
波的方程
声音并不总是走直线
声呐监听系统
大气中的声道
地震与震波
牛鞭效应
波能相消相长
振动和对声音的感觉
声音的波长
多普勒频移
为什么波会弯向更慢的一侧
波的扩散
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第8章 光
高科技之光
光是什么?
信息论
光纤
颜色
人眼中的色彩感受器
虚假的白色
色盲
我们其实都是“色盲”
感知:没有答案的讨论题
印刷的颜色
浮油的颜色
图像
针孔照相机
摄影的发展
针孔照相机的更多细节
人的视力
镜子
角反射器
慢光
折射率
游泳池、叉鱼、牛奶杯
彩虹
透镜
眼睛
近视
远视与衰老
望远镜和显微镜
凯克望远镜和哈勃望远镜
衍射
把太空望远镜对准地球
人眼的分辨率
全息图
偏振光
偏光太阳镜
正交偏光镜
液晶和液晶显示器
3D电影
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第9章 不可见光
偷渡者的故事
红外辐射
热辐射和温度
选做题
加热灯和“热的辐射”
偷渡者的故事(续)
晴夜露宿
气象卫星
夜间作战
毒刺导弹
响尾蛇和蚊子
家中的红外:遥控器
黑色的光:UV
比白更白
晒伤
用于消毒的杀菌紫外灯
紫外线供水系统
风炙与日食
臭氧层
氟利昂和含氯氟烃
消防和红外天文学
电磁辐射
无线电波
微波
雷达
雷达照相机(SAR)
微波炉和雷达作用距离
手机的风险
X射线和伽马射线
医学成像
X光片
磁共振成像(MRI)
CT扫描
PET扫描
红外热成像
超声成像
蝙蝠与潜艇
X射线反向散射
开锁
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第10章 气候变化
全球变暖
科学的“共识”
气候简史
二氧化碳
温室效应
如何增强温室效应
两极变暖最多
夸大宣传
卡特里娜飓风
龙卷风
阿拉斯加
南极洲
波动
古气候
“全球变暖”和“人类引起的全球变暖”
我们能阻止全球变暖吗?
化石燃料
能源安全
从京都到哥本哈根
一些合理的解决方案
提效与节能
洁净煤
生物燃料
核能
风能
太阳能
碳信用
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第11章 量子力学
电子波
原子中的电子:量子化能量
量子跃迁
光子
激光:一种量子链式反应
激光的特殊属性
激光测量
超市激光扫码器
CD和DVD
激光清洁
激光武器
激光和受控热核聚变
激光影响视力
激光眼科手术
发明者的故事
光电效应
太阳能电池
数码相机
光纤噪声
图像增强器和夜视仪
影印机和激光打印机
伽马射线和X射线的量子物理
半导体晶体管
二极管
发光二极管
二极管激光器
晶体管
计算机电路
超导体
电子显微镜
一些更深的量子物理问题
光子真的存在吗?
普通波也是量子化的?
地球轨道是量子化的?
波粒二象性
不确定性
不确定的能量
量子波的度量
能量仍然守恒吗?
隧穿
阿尔法衰变与隧穿
扫描式隧道显微镜(STM)
太阳中的隧穿
量子计算机
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第12章 相对论
一段对话
第四维度
时间膨胀现象
时间怎么能依赖于速度呢?
不是所有运动都是相对的
洛伦兹收缩
相对速度
光速的不变性
质能方程
同时性
广义相对论:关于引力的理论
关于时间的问题
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
第13章 宇宙
几个难题
太阳系的形成
彗星
涅墨西斯星
其他恒星的行星
星系
其他星系
暗物质
地外生命和德雷克方程
回到过去
宇宙膨胀
哈勃定律
暗能量
宇宙的开端
大爆炸
3K背景辐射
元素和生命的起源
黑洞
有限宇宙论
在大爆炸之前
万物理论
小结
讨论题
搜索题
论述题
选择题
后记
头条物理学是2022年由理想国出版,作者[美] 理查德·A.穆勒。
得书感谢您对《头条物理学》关注和支持,如本书内容有不良信息或侵权等情形的,请联系本网站。