物理学与生活

图书标准信息

• 作者 [美]W. Thomas（W. 托马斯.格瑞福斯）、[美]Juliet W.Brosing（朱莉叶. W.布罗斯） 著；秦克诚 译
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2015-12
• 版次 8
• ISBN 9787121276736
• 定价 68.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 轻型纸
• 页数 400页
• 字数 640千字
• 正文语种 简体中文
• 原版书名 The Physics of Everyday Phenomena, Eigth Edition

【内容简介】

　　本书针对的是一学期的概念性物理课程。全书共分6单元21章，内容包括力学、热力学、电磁学、光学、核物理学、近代物理学等，具体涉及运动的基本概念，落体运动和抛体运动，牛顿运动定律，圆周运动，行星和引力，能量和振动，冲量和动量，转动，流体，温度和热力学，热机和热力学第二定律，静电现象，电路，磁体和电磁学，波的生成，光波和颜色，光和成像，原子的结构，原子核和核能，相对论，日常现象深入研究等。本书的特点是在介绍物理学概念的同时，引入了可用这些概念来解释的日常现象，强调了物理学的实用性及其与日常生活的关联性，而不要求读者具备高深的数学知识。

【作者简介】

　　秦克诚，北京大学物理学教授，长期从事物理学的研究与教学工作。从1998年开始，作者花了六年半时间写成了80万字科普作品《邮票上的物理学史》。

【目录】

第1章  物理学是基础科学1
1．1  能量是怎么回事？2
1．1．1  全球变暖的争论2
1．1．2  能量是怎样卷入的？3
1．1．3  物理学和能量3
1．2  科学事业4
1．2．1  科学和彩虹4
1．2．2  什么是科学方法？5
1．2．3  应当如何介绍科学？6
1．2．4  可以讨论的问题6
1．3  物理学的范围7
1．3．1  物理学如何定义？8
1．3．2  物理学的主要分支有哪些？8
1．4  测量和数学在物理学中的作用9
1．4．1  为什么测量这么重要？9
1．4．2  数学能帮什么忙？10
1．4．3  为什么使用公制单位？10
1．5  物理学和日常现象11
1．5．1  为什么要研究日常现象？11
小结12
关键术语13
第1单元  牛 顿 革 命
第2章  运动的描述16
2．1  平均速率和瞬时速率17
2．1．1  平均速率的定义17
2．1．2  速率的单位17
2．1．3  瞬时速率18
2．1．4  可以讨论的问题19
2．2  速度20
2．2．1  速率和速度的区别20
2．2．2  矢量21
2．2．3  瞬时速度的定义21
2．3  加速度21
2．3．1  平均加速度的定义22
2．3．2  瞬时加速度的定义23
2．3．3  加速度的方向23
2．3．4  汽车速率不变时能作加速运动吗？23
2．4  运动的图形表示24
2．4．1  一幅图形能告诉我们什么？24
2．4．2  速度图和加速度图25
2．4．3  能从速度图求走过的距离吗？26
2．5  匀加速运动27
2．5．1  匀加速运动中速度怎样变化？28
2．5．2  走过的距离如何随时间变化？28
小结29
关键术语30
第3章  落体运动和抛体运动31
3．1  重力引起的加速度32
3．1．1  如何测量重力加速度？32
3．1．2  伽利略关于落体运动的想法与
亚里士多德的想法有何不同？34
3．2  落体追踪34
3．2．1  速度如何随时间变化？35
3．2．2  小球在不同时间里下落多大的距离？35
3．2．3  下扔小球36
3．3  向上扔球38
3．3．1  小球的速度如何变化？38
3．3．2  小球能飞到多高？39
3．4  抛体运动40
3．4．1  抛体的轨迹是什么样子？40
3．4．2  飞行时间由什么决定？41
3．5  打靶42
3．5．1  枪支射出的子弹会下落吗？42
3．5．2  橄榄球的飞行43
3．5．3  怎样能达到最大的距离？43
小结46
关键术语46
第4章  牛顿运动定律：运动的解释47
4．1  历史简述48
4．1．1  亚里士多德关于运动的原因有何
看法？48
4．1．2  伽利略怎样挑战亚里士多德的看法？49
4．1．3  牛顿完成了什么业绩？49
4．2  牛顿第一定律和第二定律51
4．2．1  什么是牛顿第一运动定律？51
4．2．2  力和加速度有什么关系？51
4．2．3  力怎样相加？52
4．3  质量和重量54
4．3．1  如何对质量进行比较？54
4．3．2  如何定义重量？54
4．3．3  为何重力加速度与质量无关？55
4．4  牛顿第三定律56
4．4．1  第三定律怎样帮助我们定义力？56
4．4．2  怎样用第三定律来证认力？56
4．4．3  一头骡子能够加速一辆小车吗？57
4．4．4  什么力使汽车加速？57
4．5  牛顿定律的应用59
4．5．1  推椅子时涉及哪些力？59
4．5．2  跳伞运动员不开伞时会持续加速吗？60
4．5．3  小球扔出后发生了什么事情？61
4．5．4  怎样分析连接在一起物体的运动？61
小结62
关键术语63
第5章  圆周运动、行星和引力64
5．1  向心加速度65
5．1．1  什么是向心加速度？65
5．1．2  怎样求速度的改变量?v？66
5．1．3  向心加速度的大小有多大？66
5．1．4  什么力产生向心加速度？66
5．2  向心力67
5．2．1  什么力帮助汽车顺利通过弯道？67
5．2．2  弯道修成内低外高会发生什么？69
5．2．3  坐摩天轮时遇到哪些力？70
5．3  行星运动71
5．3．1  早期的天界模型是什么样？71
5．3．2  哥白尼与托勒密的模型有何区别？72
5．3．3  开普勒行星运动定律73
5．4  牛顿万有引力定律75
5．4．1  牛顿有什么惊人发现？75
5．4．2  什么是牛顿万有引力定律？75
5．4．3  重量与引力定律怎样关联？76
5．4  月亮和其他卫星77
5．4．1  如何解释月相？77
5．4．2  月亮服从开普勒定律吗？78
5．4．3  人造卫星的轨道79
5．4．4  可以争论的问题79
小结80
关键术语81
第6章  能量和振动82
6．1  简单机械、功和功率83
6．1．1  什么是简单机械？83
6．1．2  功怎么定义？84
6．1．3  任何力都做功吗？84
6．1．4  功和功率有什么关系？85
6．2  动能85
6．2．1  如何定义动能？85
6．2．2  什么是负功？86
6．2．3  汽车的停车距离86
6．3  势能87
6．3．1  什么是重力势能？87
6．3．2  势能的实质是什么？87
6．3．3  什么是弹性势能？88
6．3．4  什么是保守力？89
6．4  能量守恒89
6．4．1  摆在摆动时的能量有何变化？89
6．4．2  能量守恒是什么意思？89
6．4．3  为什么使用能量的概念？90
6．4．4  能量分析为何像计账似的？91
6．4．5  可以争论的问题92
6．5  弹簧和简谐运动94
6．5．1  拴在弹簧上的质块的振动94
6．5．2  什么是周期和频率？95
6．5．3  任何回复力都产生简谐运动吗？95
小结96
关键术语97
第7章  动量和冲量98
7．1  动量和冲量99
7．1．1  小球弹跳时发生了什么事？99
7．1．2  怎样分析如此快速的变化？99
7．1．3  什么是冲量和动量？100
7．1．4  如何应用冲量-动量原理？100
7．2  动量守恒102
7．2．1  动量为何及何时守恒？103
7．2．2  动量守恒和碰撞103
7．3  反冲104
7．3．1  什么是反冲？104
7．3．2  猎枪的反冲105
7．3．3  火箭怎么工作？105
7．4  弹性碰撞和非弹性碰撞106
7．4．1  什么是完全非弹性碰撞？106
7．4．2  碰撞中能量守恒吗？106
7．4．3  台球弹跳时发生了什么事？107
7．5  互成一角度的碰撞108
7．5．1  二维非弹性碰撞108
7．5．2  二维弹性碰撞110
7．5．3  可以讨论的问题111
小结111
关键术语112
第8章  固体的转动113
8．1  什么是转动？114
8．1．1  角位移和角速度114
8．1．2  什么是角加速度？115
8．1．3  恒定角加速度115
8．1．4  线速度和角速度有什么关系？116
8．2  转矩和杆秤116
8．2．1  杆秤何时平衡？116
8．2．2  什么是转矩？117
8．2．3  多个转矩如何相加？118
8．2．4  什么重心？118
8．3  转动惯量和牛顿第二定律119
8．3．1  什么是转动惯量？119
8．3．2  适用于转动的牛顿第二定律120
8．3．3  求旋转木马的转动惯量121
8．4  角动量守恒122
8．4．1  什么是角动量？122
8．4．2  角动量何时守恒？122
8．4．3  滑冰运动员自转速率的变化123
8．4．4  开普勒第二定律124
8．5  骑自行车和其他惊人绝技125
8．5．1  角动量是矢量吗？125
8．5．2  角动量和自行车126
8．5．3  旋转凳和陀螺127
小结129
关键术语130
第2单元  流体的行为和热学
第9章  流体的行为132
9．1  压强和帕斯卡原理133
9．1．1  压强如何定义？133
9．1．2  什么是帕斯卡原理？134
9．1．3  水压机如何工作？134
9．2  气压和气体的行为135
9．2．1  怎样测量气压？135
9．2．2  气压如何变化？136
9．2．3  空气柱的重量137
9．2．4  气体的体积如何随压强改变？138
9．3  阿基米德原理140
9．3．1  什么是阿基米德原理？140
9．3．2  浮力来源于什么？140
9．3．3  有哪些力作用在浮体上？141
9．3．4  为何一艘钢船会浮在水面上？142
9．3．5  气球何时上浮？142
9．4  运动的流体143
9．4．1  为什么流速会变？143
9．4．2  黏性如何影响流动？144
9．4．3  层流和湍流145
9．5  伯努利原理146
9．5．1  什么是伯努利原理？146
9．5．2  管道和软管中各处压力如何变化？146
9．5．3  气流和伯努利原理147
9．5．4  商店前的广告球为何会悬在空中？147
小结149
关键术语150
第10章  温度和热量151
10．1  温度及其测量152
10．1．1  怎样测量温度？152
10．1．2  温标的发展153
10．1．3  有热力学零度吗？154
10．2  热量和比热155
10．2．1  什么是比热？155
10．2．2  热量和温度有何区别？156
10．2．3  热量怎样参与熔化或凝固过程？156
10．3  焦耳实验和热力学第一定律159
10．3．1  焦耳实验表明了什么？159
10．3．2  热力学第一定律160
10．3．3  什么是内能？160
10．3．4  计算食物的热量161
10．4  气体的行为与热力学
第一定律162
10．4．1  压缩气体时发生什么事？162
10．4．2  内能与温度有什么关系？162
10．4．3  怎样保持气体的温度不变？163
10．4．4  热气球中的气体发生了什么？163
10．5  热流164
10．5．1  热传导产生的热流164
10．5．2  什么是对流？165
10．5．3  什么是辐射，辐射怎样传递
能量？166
小结168
关键术语169
第11章  热机和热力学第二定律170
11．1  热机171
11．1．1  热机是干什么的？171
11．1．2  热机的效率171
11．1．3  热力学第一定律关于热机告诉
我们什么？172
11．2  热力学第二定律174
11．2．1  什么是卡诺机？174
11．2．2  卡诺循环包含哪几步？175
11．2．3  卡诺机的效率是多少？175
11．2．4  热力学第二定律176
11．3  制冷机、热泵和熵177
11．3．1  制冷机和热泵是干什么的？177
11．3．2  热力学第二定律的克劳修斯表述178
11．3．3  什么是熵？179
11．4  热电厂和能源180
11．4．1  热电厂是如何工作的？180
11．4．2  化石燃料的替代者181
11．4．3  高品位热量和低品位热量182
11．4．4  可以讨论的问题183
11．5  永动机和能量骗局183
11．5．1  第一类永动机183
11．5．2  第二类永动机183
小结185
关键术语186
第3单元  电学和磁学
第12章  静电现象188
12．1  电荷的作用189
12．1．1  从木髓球实验能学到什么？189
12．1．2  什么是验电器？190
12．1．3  富兰克林的单流体模型191
12．2  导体和绝缘体191
12．2．1  绝缘体与导体有何不同？191
12．2．2  用感应让导体起电192
12．2．3  为何绝缘体被吸向带电物体？193
12．3  静电力：库仑定律195
12．3．1  库仑是怎样测量静电力的？195
12．3．2  库仑的测量结果如何？196
12．3．3  库仑定律与万有引力定律的比较197
12．4  电场198
12．4．1  求几个电荷所施加的力198
12．4．2  什么是电场？198
12．4．3  电场线是怎样用的？199
12．5  电势200
12．5．1  求电荷势能的变化200
12．5．2  什么是电势？201
12．5．3  电势和电场的关系202
小结204
关键术语204
第13章  电路206
13．1  电路和电流207
13．1．1  怎样使灯泡发光？207
13．1．2  什么是电流？208
13．1．3  什么限制了电流？210
13．1．4  和水流的类比210
13．2  欧姆定律和电阻211
13．2．1  电流对电压的依赖关系211
13．2．2  什么是电池的电动势？212
13．2．3  电池没电了是怎么回事？213
13．3  串联电路和并联电路213
13．3．1  什么是串联电路？213
13．3．2  什么是并联电路？214
13．3．3  安培计和伏特计的使用216
13．4  电能和电功率217
13．4．1  电路中发生了什么能量转化？217
13．4．2  电功率与电流和电压有何关系？217
13．4．3  怎样分配和使用电功率？218
13．5  交流电和家用电路220
13．5．1  交流电与直流电有哪些区别？220
13．5．2  什么是电流和电压的有效值？221
13．5．3  家用电路如何布线？221
小结222
关键术语223
第14章  磁体和电磁学224
14．1  磁体和磁力225
14．1．1  什么是磁极？225
14．1．2  磁力和库仑定律226
14．1．3  能将场线与磁体联系起来吗？226
14．1．4  地球是一个磁体吗？227
14．2  电流的磁效应228
14．2．1  一个出乎意料的效应228
14．2．2  载流导线所受的磁力229
14．2．3  运动电荷所受的磁力229
14．2．4  运动电荷上的磁力方向230
14．3  电流回路的磁效应230
14．3．1  电流回路的磁场231
14．3．2  电流回路上作用有磁转矩吗？231
14．3．3  怎样制作一个电磁体？232
14．4  法拉第定律：电磁感应234
14．4．1  法拉第的实验表明了什么？234
14．4．2  法拉第定律235
14．4．3  楞次定律236
14．4．4  什么是自感应？236
14．5  发电机和变压器238
14．5．1  发电机是如何工作的？238
14．5．2  变压器是干什么用的？239
14．5．3  变压器和功率分配240
小结241
关键术语241
第4单元  波动和光学
第15章  波的生成244
15．1  脉冲波和周期波245
15．1．1  脉冲波在弹簧上怎样行进？245
15．1．2  波动的一些共同特征245
15．1．3  可以讨论的问题246
15．1．4  纵波和横波的区别246
15．1．5  什么是周期波？246
15．2  绳索上的波248
15．2．1  波的曲线图是什么样？248
15．2．2  绳索上的波速由什么决定？249
15．2．3  波的频率和波长由什么决定？250
15．3  干涉和驻波251
15．3．1  绳索上的两个波如何合并？251
15．3．2  什么是驻波？252
15．3．3  吉他弦上波的频率由什么决定？252
15．4  声波254
15．4．1  声波的实质是什么？254
15．4．2  声速由什么决定？255
15．4．3  用饮料瓶生成音乐257
15．5  音乐的物理学258
15．5．1  什么是谐波分析？258
15．5．2  音程是如何定义的？259
15．5．3  为何有些乐音组合声音和谐？261
小结262
关键术语262
第16章  光波和颜色264
16．1  电磁波265
16．1．1  什么是电磁波？265
16．1．2  电磁波的速率是多少？266
16．1．3  有多种不同的电磁波吗？267
16．1．4  可以争论的问题268
16．2  波长和颜色268
16．2．1  光是由不同的颜色组成的吗？268
16．2．2  眼睛如何分辨不同的颜色？269
16．2．3  为什么物体有不同的颜色？270
16．3  光波的干涉272
16．3．1  杨氏双缝实验273
16．3．2  条纹间距由什么决定？274
16．3．3  什么是薄膜干涉？274
16．4  衍射和光栅277
16．4．1  单缝如何衍射光？277
16．4．2  光如何被其他形状衍射？278
16．4．3  什么是衍射光栅？279
16．5  偏振光280
16．5．1  什么是偏振光？280
16．5．2  怎样产生偏振光？280
16．5．3  为什么要用偏光太阳镜？281
16．5．4  什么是双折射？281
小结282
关键术语283
第17章  光和成像284
17．1  反射和成像285
17．1．1  光线与波前有什么关系？285
17．1．2  什么是反射定律？286
17．1．3  平面镜如何成像？286
17．2  光的折射287
17．2．1  什么是折射定律？287
17．2．2  为何水下物体显得比实际位
置高？288
17．2．3  全内反射289
17．2．4  棱镜如何使光弯折？什么是
色散？290
17．3  透镜和成像292
17．3．1  追踪穿过正透镜的光线292
17．3．2  像距和物距有什么关系？293
17．3．3  追踪通过负透镜的光线294
17．4  用曲面镜聚焦光束295
17．4．1  用凹面镜的光线追踪295
17．4．2  物距和像距296
17．4．3  凸面镜297
17．5  眼镜、显微镜和望远镜298
17．5．1  眼睛是如何工作的？298
17．5．2  眼镜矫正的是哪些问题？299
17．5．3  显微镜如何工作？299
17．5．4  望远镜如何工作？300
17．5．5  双筒镜和观剧镜302
小结304
关键术语304
第5单元  原子和原子核
第18章  原子的结构308
18．1  原子的存在：从化学中
得到的证据309
18．1．1  化学研究揭示了原子的哪些
方面？309
18．1．2  质量在化学反应中守恒吗？310
18．1．3  原子量的概念是怎样产生的？310
18．1．4  可以争论的问题313
18．1．5  元素周期表是怎样发展的？313
18．2  阴极射线、电子和X射线314
18．2．1  阴极射线是怎样产生的？315
18．2．2  阴极射线的组成成分317
18．2．3  X射线是怎样发现的？317
18．3  放射性和原子核的发现319
18．3．1  放射性是怎样发现的？319
18．3．2  放射性中包含的辐射多于
一种吗？319
18．3．3  原子核是怎样发现的？320
18．4  原子光谱和玻尔原子模型322
18．4．1  氢光谱的本质是什么？322
18．4．2  光能的量子化323
18．4．3  玻尔模型有哪些特征？324
18．5  粒子波和量子力学325
18．5．1  什么是德布罗意波？326
18．5．2  量子力学与玻尔模型有何不同？327
18．5．3  什么是海森伯不确定原理？327
18．5．4  量子力学如何解释周期表？328
小结329
关键术语330
第19章  原子核和核能331
19．1  原子核的结构332
19．1．1  质子是怎样发现的？332
19．1．2  中子是怎样发现的？333
19．1．3  什么是同位素？334
19．2  放射性衰变336
19．2．1  ?衰变中发生了什么？336
19．2．2  ?衰变和衰变中会发生什么？337
19．2．3  如何描述衰变的快慢？338
19．2．4  为何放射性对人体健康有害？338
19．3  核反应和核裂变339
19．3．1  什么是核反应？340
19．3．2  能量和质量如何参与核反应？340
19．3．3  核裂变是怎样发现的？341
19．4  核反应堆343
19．4．1  如何实现链式反应？343
19．4．2  为什么反应堆中会产生钚？344
19．4．3  现代反应堆有何设计特征？344
19．4．4  核动力的环境问题345
19．4．5  可以讨论的问题346
19．5  核武器和核聚变347
19．5．1  什么是临界质量？347
19．5．2  钚弹是怎样设计的？348
19．5．3  什么是核聚变？349
19．5．4  能从受控聚变产出功率吗？350
小结351
关键术语352
第6单元  相对论及其他
第20章  相对论354
20．1  经典物理学中的相对运动355
20．1．1  速度如何相加？355
20．1．2  在二维空间速度如何相加？356
20．1．3  相对性原理357
20．1．4  惯性参考系357
20．2  光速和爱因斯坦的假设358
20．2．1  什么是光以太？358

20．2．2  以太能够当普适参考系用吗？358
20．2．3  迈克尔孙-莫雷实验359
20．2．4  爱因斯坦的狭义相对论假设360
20．3  时间膨胀和长度收缩361
20．3．1  不同观察者的时间测量361
20．3．2  对不同观察者长度测量如何
变化？363
20．4  牛顿定律和质能等价366
20．4．1  牛顿第二定律须怎样修改？366
20．4．2  质能等价观念是如何提出的？366
20．4．3  如何解释静止能？367
20．5  广义相对论367
20．5．1  什么是等价原理？368
20．5．2  光束在强引力场中会弯曲吗？369
20．5．3  广义相对论有哪些空时效应？370
20．5．4  什么是黑洞？371
小结371
关键术语372
第21章  日常现象深入研究373
21．1  夸克和其他基本粒子374
21．1．1  新粒子是怎样发现的？374
21．1．2  粒子园的成员375
21．1．3  什么是夸克？375
21．1．4  有哪些基本作用力？376
21．2  宇宙学：向外窥视宇宙377
21．2．1  宇宙在膨胀吗？377
21．2．2  追溯我们宇宙的开端379
21．3  半导体和微电子学380
21．3．1  什么是半导体？380
21．3．2  什么是晶体管？382
21．3．3  计算机和集成电路382
21．4  超导体和其他新材料384
21．4．1  什么是超导电性？384
21．4．2  什么是高温超导体？385
21．4．3  其他新材料386
小结388
关键术语389