本書以新的視角，重點勾勒20世紀物理學的重大成就以及物理學在現代高新技術中的主要套用。全書共分十章，結合物理學在航天、雷射、材料、信息、能源、醫學、生命科學和宇宙學等方面的套用，介紹物理學基本知識，融物理知識和前沿套用為一體。
基本介紹
- 書名：改變世界的物理學（第三版）
- 作者：倪光炯、王炎森、錢景華、方小敏
- ISBN：978-7-309-05365-4/O.387
- 頁數：350頁
- 定價：32.00元
- 出版時間：2007年8月
- 裝幀：平裝
- 開本：16 開
- 字數：429千字
內容提要,圖書目錄,
內容提要
本書以新的視角，重點勾勒20世紀物理學的重大成就以及物理學在現代高新技術中的主要套用。全書共分十章，結合物理學在航天、雷射、材料、信息、能源、醫學、生命科學和宇宙學等方面的套用，介紹物理學基本知識，融物理知識和前沿套用為一體。
圖書目錄
第一章 導 論
§1．1世界為什麼變化這么快
§1.2從自然哲學到物理學
一、中國古代的世界圖景和哲學觀
二、古代西方哲學觀和物理知識
三、古代阿拉伯的物理知識
四、歐洲中世紀的科學為何發展緩慢
§1.3經典物理學產生的條件和建立過程
一、文藝復興
二、天文學的突破
三、伽利略和近代力學的誕生
四、笛卡兒、惠更斯和牛頓
§1.4 19世紀物理學的成就和危機
一、電磁現象的研究
二、從法拉第到麥克斯韋
三、熱力學與統計物理的建立和發展
四、經典物理學的“危機”，兩朵烏雲和三大發現
§1．5 20世紀物理學的發展及其特點
一、向微觀世界和宇宙空間進軍
二、向新事物和“複雜性”進軍
三、物理學與高新技術
§1．6物理學的社會教育和思想文化功能
一、科學的雙重功能
二、物理學是“求真”的
三、物理學是“至善”的
四、物理學是“美”的
參考資料
第二章 航天與力學
§2．1萬有引力定律的發現
一、牛頓生平
二、月亮為什麼不掉下來
三、萬有引力定律的建立
四、海王星的發現
§2．2宇宙速度與動量及機械能守恆
一、火箭推進原理與動量守恆定律
二、機械能守恆定律
三、三個宇宙速度
四、多級火箭
§2．3衛星運動與角動量守恆
一、人造地球衛星是怎樣發射的
二、橢圓軌道與角動量守恆定律
三、失重現象及其解釋
§2．4航天技術的發展
一、通信衛星
二、氣象衛星
三、地球資源衛星和海洋衛星
四、科學探測衛星
五、導航衛星
六、深空探測
七、載人航天
附錄2．A火箭推進與齊奧爾科夫斯基公式
附錄2．B人造地球衛星等太空飛行器的返回
習題
參考資料
第三章 無處不在的波
§3．1 振動
一、一個彈簧振子的振動
二、振動的描述
三、電(偶極)振子模型
§3．2聲波
一、聲波
二、波的描述、超聲和次聲
三、聲壓、聲強級和噪聲
四、超聲的特性及套用
五、次聲的特性及套用
§3．3電磁波概述
一、電磁波發現的歷史
二、電磁波譜及其產生
三、電磁波——橫波
§3．4光的反射、折射和全反射
一、惠更斯原理
二、鏡面反射
三、兩種媒質界面上光的折射和反射
四、全反射
§3．5光的干涉、衍射和偏振
一、光的干涉
二、光的衍射和分辨本領
三、全息照相
四、有趣的偏振光
§3．6無線電波和微波
一、無線電波的傳播
二、無線電廣播、電視和傳真
三、頻頻寬度、載波頻率和頻道數目的關係
四、微波通信和微波能利用
§3．7都卜勒效應及其套用
一、雷達、都卜勒效應
二、超聲都卜勒技術的醫學套用
§3．8光的波粒二重性
一、黑體輻射和“量子”概念的提出
二、光電效應和“光量子”的提出
三、光的波粒二重性
四、康普頓效應和正負電子對的產生
附錄3．A．紅外線與紫外線
習題
參考資料
第四章微觀世界及其探索
§4．1 揭開研究微觀世界序幕的三大發現
一、X射線的發現
二、放射性的發現
三、電子的發現
§4．2原子結構
一、盧瑟福散射和原子核的發現
二、玻爾模型
三、電子的波粒二重性
四、粒子運動的測不準關係
§4．3 X射線與原子結構
一、X射線的產生和X射線譜
二、X射線的套用
§4。4原子核的結構
一、中子的發現
二、一種新的相互作用力——核力
三、核能來源
四、α，β和γ放射性衰變
五、核子結構
六、神秘的反物質
*§4．5探索微觀世界奧秘的近代技術
一、電子顯微鏡
二、質子激發X射線螢光分析(PIXE)
三、中子活化分析
四、掃描隧道顯微鏡(STM)
五、原子力顯微鏡(AFM)
附錄4．A分子能級和光譜、固體的光譜
習題
參考資料
第五章 光彩奪目的新光源
§5．1雷射產生原理與雷射器結構
一、雷射產生原理
二、雷射簡史和我國的雷射技術
三、雷射器的結構
四、雷射器的種類
§5．2雷射的特性及套用
一、雷射的主要特性
二、雷射套用簡介
§5．3，神奇的同步輻射光
一、同步輻射的發現
二、同步輻射的特性
三、同步輻射裝置
四、同步輻射套用簡介
習題
參考資料
笫六章．物理學與材料科學和信息技術
§6．1、物質結構的基礎知識
一、元素是構成材料的最小單位
二、分子的鍵型和構形
三、晶體的結合類型和結構
四、c晶體特性
五、非晶凝聚態物質
§6．2半導體
一、什麼是半導體
二、本徵半導體和雜質半導體
三、半導體矽材料
四、半導體材料的套用簡介
§6．3超導材料
一、超導體的基本特性
二、常規超導與高溫超導
三、超導套用簡介
§6．4納米材料與C60結構
一、納米材料
二、納米加工與原子操縱
三、舉世矚目的C60和碳納米材料
§6．5先進陶瓷與新型金屬
一、先進陶瓷
二、新型金屬
§6．6信息的獲取
一、感測器技術
二、遙感技術及其分類
三、不同波段的三類遙感及其套用
§6．7信息的傳輸和處理
一、移動通信手段的發展
二、電子郵件
三、衛星通信
四、光纖通信
五、數字通信技術
六、多媒體技術
七、信息技術的廣泛套用
參考資料
第七章物理學是能源科學的基礎
§7．1能源概況
一、能源及其分類
二、物理學與能源科學
三、能源與環境
四、能源危機
§7．2能源利用和開發
一、熱能及其到機械能的轉換
二、電能
三、機械能
四、太陽能
五、乾淨的氫能
§7．3裂變反應堆——核電站
一、裂變發現及裂變能的釋放
二、鏈式反應的可能性及可控性
三、可控鏈式反應的實現
四、核電站簡介
五、核電的優勢及發展概況
六、新一代核電站的研究開發
*§7．4可控熱核聚變反應
一、如何實現自持的聚變反應
二、太陽中的熱核聚變反應——引力約束
三、磁約束裝置
四、慣性約束核聚變——雷射核聚變
附錄7．A空氣品質監測和空氣污染指數
習題
參考資料
第八章 物理學與現代醫學新技術和生命科學
§8．1 放射性藥物在診斷和治療中的套用
一、放射性的基本規律
二、短壽命核素的生產和保存
三、放射性藥物用於診斷
四、放射性藥物用於治療
§8．2雷射在醫學上的套用
一、雷射的生物效應_
二、雷射刀用於切割(氣化)或燒灼治療
三、雷射纖維內窺鏡
四、低功率雷射的醫學套用
*§8．3神奇的粒子手術刀
一、γ刀
二、醫用電子直線加速器
*§8．4 CT技術和磁共振成像技術
一、從X射線攝影到XCT和ECT
二、磁共振成像
*§8．5物理學在生命科學發展中的作用
一、對生命現象認識的發展
二、從細胞水平看生命
三、從分子水平看生命(DNA簡介)
四、信使RNA分子和遺傳密碼
五、sTM和AFM技術在生命科學中的套用
附錄8．A生物體是-個開放的具有自組織性的耗散結構
附錄8．B基因工程簡介
習題
參考資料
第九章 相對論和宇宙
§9．1 陌生的高速世界
一、愛因斯坦的“追光實驗”
二、時間(同時性)的相對性
三、高速旅行可以長壽嗎
四、高速運動的物體會縮短嗎
五、光速能夠超越嗎
§9．2相對論動力學，質能關係式
一、質量隨速度而變化
二、改變世界的方程——質能關係式
*§9．3廣義相對論簡介
一、光線在太陽旁的偏折和空時彎曲
二：雙星的引力輻射
*§9．4宇宙學大意
一、可觀測宇宙的概貌
二、宇宙在膨脹——哈勃紅移
三、早期宇宙的遺蹟一3開微波背景輻射
四、宇宙年齡的估計
五、大爆炸宇宙學(宇宙學的標準模型)
*§9．5恆星的誕生、演化及其歸宿
一、星際物質和恆星的誕生
二、恆星的演化及其歸宿
三、從“天關客星”到脈衝星的發現
四、黑洞
*§9.6太陽系和地球的起源與演化
一、太陽系概貌
二、太陽系的起源和演化
三、地球的起源和演化
四、做人是幸運的
習題
參考資料
第十章從20世紀物理學看世界
§10．1物理學的方法論
一、模型方法為什麼靈
二、科學假說的重要作用
三、類比方法在科學發現和理論構建中的重要性
四、“統一性”是物理學的執著追求
五、向“邊緣’’開拓，向“極限”挑戰，從“交叉”處找突破口
六、物理學研究中個人與集體的關係
§10．2物理學的認識論
一、認識論的相對性原理
二、認識始於變革
三、從相對真理到絕對真理
四、對科學家失誤的認識
五、科學技術是一把“雙刃劍”
六、既是演員，又是觀眾
參考資料
結束語——21世紀人類面臨的氣候危機
物理常數和天文常數表
習題答案
§1．1世界為什麼變化這么快
§1.2從自然哲學到物理學
一、中國古代的世界圖景和哲學觀
二、古代西方哲學觀和物理知識
三、古代阿拉伯的物理知識
四、歐洲中世紀的科學為何發展緩慢
§1.3經典物理學產生的條件和建立過程
一、文藝復興
二、天文學的突破
三、伽利略和近代力學的誕生
四、笛卡兒、惠更斯和牛頓
§1.4 19世紀物理學的成就和危機
一、電磁現象的研究
二、從法拉第到麥克斯韋
三、熱力學與統計物理的建立和發展
四、經典物理學的“危機”，兩朵烏雲和三大發現
§1．5 20世紀物理學的發展及其特點
一、向微觀世界和宇宙空間進軍
二、向新事物和“複雜性”進軍
三、物理學與高新技術
§1．6物理學的社會教育和思想文化功能
一、科學的雙重功能
二、物理學是“求真”的
三、物理學是“至善”的
四、物理學是“美”的
參考資料
第二章 航天與力學
§2．1萬有引力定律的發現
一、牛頓生平
二、月亮為什麼不掉下來
三、萬有引力定律的建立
四、海王星的發現
§2．2宇宙速度與動量及機械能守恆
一、火箭推進原理與動量守恆定律
二、機械能守恆定律
三、三個宇宙速度
四、多級火箭
§2．3衛星運動與角動量守恆
一、人造地球衛星是怎樣發射的
二、橢圓軌道與角動量守恆定律
三、失重現象及其解釋
§2．4航天技術的發展
一、通信衛星
二、氣象衛星
三、地球資源衛星和海洋衛星
四、科學探測衛星
五、導航衛星
六、深空探測
七、載人航天
附錄2．A火箭推進與齊奧爾科夫斯基公式
附錄2．B人造地球衛星等太空飛行器的返回
習題
參考資料
第三章 無處不在的波
§3．1 振動
一、一個彈簧振子的振動
二、振動的描述
三、電(偶極)振子模型
§3．2聲波
一、聲波
二、波的描述、超聲和次聲
三、聲壓、聲強級和噪聲
四、超聲的特性及套用
五、次聲的特性及套用
§3．3電磁波概述
一、電磁波發現的歷史
二、電磁波譜及其產生
三、電磁波——橫波
§3．4光的反射、折射和全反射
一、惠更斯原理
二、鏡面反射
三、兩種媒質界面上光的折射和反射
四、全反射
§3．5光的干涉、衍射和偏振
一、光的干涉
二、光的衍射和分辨本領
三、全息照相
四、有趣的偏振光
§3．6無線電波和微波
一、無線電波的傳播
二、無線電廣播、電視和傳真
三、頻頻寬度、載波頻率和頻道數目的關係
四、微波通信和微波能利用
§3．7都卜勒效應及其套用
一、雷達、都卜勒效應
二、超聲都卜勒技術的醫學套用
§3．8光的波粒二重性
一、黑體輻射和“量子”概念的提出
二、光電效應和“光量子”的提出
三、光的波粒二重性
四、康普頓效應和正負電子對的產生
附錄3．A．紅外線與紫外線
習題
參考資料
第四章微觀世界及其探索
§4．1 揭開研究微觀世界序幕的三大發現
一、X射線的發現
二、放射性的發現
三、電子的發現
§4．2原子結構
一、盧瑟福散射和原子核的發現
二、玻爾模型
三、電子的波粒二重性
四、粒子運動的測不準關係
§4．3 X射線與原子結構
一、X射線的產生和X射線譜
二、X射線的套用
§4。4原子核的結構
一、中子的發現
二、一種新的相互作用力——核力
三、核能來源
四、α，β和γ放射性衰變
五、核子結構
六、神秘的反物質
*§4．5探索微觀世界奧秘的近代技術
一、電子顯微鏡
二、質子激發X射線螢光分析(PIXE)
三、中子活化分析
四、掃描隧道顯微鏡(STM)
五、原子力顯微鏡(AFM)
附錄4．A分子能級和光譜、固體的光譜
習題
參考資料
第五章 光彩奪目的新光源
§5．1雷射產生原理與雷射器結構
一、雷射產生原理
二、雷射簡史和我國的雷射技術
三、雷射器的結構
四、雷射器的種類
§5．2雷射的特性及套用
一、雷射的主要特性
二、雷射套用簡介
§5．3，神奇的同步輻射光
一、同步輻射的發現
二、同步輻射的特性
三、同步輻射裝置
四、同步輻射套用簡介
習題
參考資料
笫六章．物理學與材料科學和信息技術
§6．1、物質結構的基礎知識
一、元素是構成材料的最小單位
二、分子的鍵型和構形
三、晶體的結合類型和結構
四、c晶體特性
五、非晶凝聚態物質
§6．2半導體
一、什麼是半導體
二、本徵半導體和雜質半導體
三、半導體矽材料
四、半導體材料的套用簡介
§6．3超導材料
一、超導體的基本特性
二、常規超導與高溫超導
三、超導套用簡介
§6．4納米材料與C60結構
一、納米材料
二、納米加工與原子操縱
三、舉世矚目的C60和碳納米材料
§6．5先進陶瓷與新型金屬
一、先進陶瓷
二、新型金屬
§6．6信息的獲取
一、感測器技術
二、遙感技術及其分類
三、不同波段的三類遙感及其套用
§6．7信息的傳輸和處理
一、移動通信手段的發展
二、電子郵件
三、衛星通信
四、光纖通信
五、數字通信技術
六、多媒體技術
七、信息技術的廣泛套用
參考資料
第七章物理學是能源科學的基礎
§7．1能源概況
一、能源及其分類
二、物理學與能源科學
三、能源與環境
四、能源危機
§7．2能源利用和開發
一、熱能及其到機械能的轉換
二、電能
三、機械能
四、太陽能
五、乾淨的氫能
§7．3裂變反應堆——核電站
一、裂變發現及裂變能的釋放
二、鏈式反應的可能性及可控性
三、可控鏈式反應的實現
四、核電站簡介
五、核電的優勢及發展概況
六、新一代核電站的研究開發
*§7．4可控熱核聚變反應
一、如何實現自持的聚變反應
二、太陽中的熱核聚變反應——引力約束
三、磁約束裝置
四、慣性約束核聚變——雷射核聚變
附錄7．A空氣品質監測和空氣污染指數
習題
參考資料
第八章 物理學與現代醫學新技術和生命科學
§8．1 放射性藥物在診斷和治療中的套用
一、放射性的基本規律
二、短壽命核素的生產和保存
三、放射性藥物用於診斷
四、放射性藥物用於治療
§8．2雷射在醫學上的套用
一、雷射的生物效應_
二、雷射刀用於切割(氣化)或燒灼治療
三、雷射纖維內窺鏡
四、低功率雷射的醫學套用
*§8．3神奇的粒子手術刀
一、γ刀
二、醫用電子直線加速器
*§8．4 CT技術和磁共振成像技術
一、從X射線攝影到XCT和ECT
二、磁共振成像
*§8．5物理學在生命科學發展中的作用
一、對生命現象認識的發展
二、從細胞水平看生命
三、從分子水平看生命(DNA簡介)
四、信使RNA分子和遺傳密碼
五、sTM和AFM技術在生命科學中的套用
附錄8．A生物體是-個開放的具有自組織性的耗散結構
附錄8．B基因工程簡介
習題
參考資料
第九章 相對論和宇宙
§9．1 陌生的高速世界
一、愛因斯坦的“追光實驗”
二、時間(同時性)的相對性
三、高速旅行可以長壽嗎
四、高速運動的物體會縮短嗎
五、光速能夠超越嗎
§9．2相對論動力學，質能關係式
一、質量隨速度而變化
二、改變世界的方程——質能關係式
*§9．3廣義相對論簡介
一、光線在太陽旁的偏折和空時彎曲
二：雙星的引力輻射
*§9．4宇宙學大意
一、可觀測宇宙的概貌
二、宇宙在膨脹——哈勃紅移
三、早期宇宙的遺蹟一3開微波背景輻射
四、宇宙年齡的估計
五、大爆炸宇宙學(宇宙學的標準模型)
*§9．5恆星的誕生、演化及其歸宿
一、星際物質和恆星的誕生
二、恆星的演化及其歸宿
三、從“天關客星”到脈衝星的發現
四、黑洞
*§9.6太陽系和地球的起源與演化
一、太陽系概貌
二、太陽系的起源和演化
三、地球的起源和演化
四、做人是幸運的
習題
參考資料
第十章從20世紀物理學看世界
§10．1物理學的方法論
一、模型方法為什麼靈
二、科學假說的重要作用
三、類比方法在科學發現和理論構建中的重要性
四、“統一性”是物理學的執著追求
五、向“邊緣’’開拓，向“極限”挑戰，從“交叉”處找突破口
六、物理學研究中個人與集體的關係
§10．2物理學的認識論
一、認識論的相對性原理
二、認識始於變革
三、從相對真理到絕對真理
四、對科學家失誤的認識
五、科學技術是一把“雙刃劍”
六、既是演員，又是觀眾
參考資料
結束語——21世紀人類面臨的氣候危機
物理常數和天文常數表
習題答案
