“初中科学拓展阅读丛书”以课程标准为依据，从现行教材拓展出去，把与教材知识点（概念、公式、科学家等）相关的内容，以科学读物的形式呈现，主要采取科学故事的方式，内容鲜明，富有吸引力，增加学生的兴趣，帮助学生举一反三，将学习内容融会贯通。

常生龙主编的《课本上学不到de物理学（Ⅰ）》以故事的形式，讲述了物理学的发展过程、物理学概念的形成、发明与发现等重大事件。内容上既与教材紧密相关，又不局限于教材；形式上采用大量图片，图文并茂，全彩色印刷。

《课本上学不到de物理学（Ⅰ）》是“初中科学拓展阅读丛书”之一，由常生龙主编。

虫洞是虫蛀的洞吗？通过它就能穿越时空，回到过去？

自然界很多动物都能发出次声波，这种波为什么能作为武器杀人于无形？

拿出镜子，听从阿基米德的指挥，真的能烧毁入侵者的战舰吗？

用一只倒满牛奶的透明玻璃杯和一只手电筒，就能在杯中模拟日落？

电影史上“十佳武器”之一的激光剑可以砍穿任何物体，怎样对付它呢？

这些课本上学不到的物理学知识，《课本上学不到de物理学（Ⅰ）》将为你——揭秘！

导言 时间旅行的奥秘

1.寻找最初的物理学

2.声音面面观

3.会唱歌的沙丘

4.人耳听不见的声音

5.镜子兵团

6.宇宙千里眼

7.五彩缤纷从何来

8.颜色的故事

9.无声的利器

10.物质世界变形记

11.小小浮力用处多

12.体验气压

3 让声音飞

“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”这首脍炙人口的《枫桥夜泊》描述的夜半钟声蕴藏着一个非常有趣的现象：声音在夜间比白天传得远。

声波是由于声源的振动扰动了空气，并以波的形式往外传播而产生的。声波在不同介质中的传播速度不同，还受温度影响。地面上方不同高度处空气的温度不同，因此声音在向前传播时会向温度较低的空气层偏折。这就像由一列小孩和一列大人组成两人一排的队列，当小孩和大人手挽手以相同节奏向前行进时，由于大人的步距比小孩的长，队伍前进的方向就会偏向小孩一侧。

白天，地面受太阳辐射后温度升高，靠近地面的空气层比稍高的气层温度高，因此靠近地面的声速大于高空。地面上声源发出的声波传播方向是向上弯曲的，使得水平方向上的传播距离减少，再加上白天日常活动的嘈杂声大，所以白天在地面上听不清远处的声响。这也是白天在十几层高的楼上打开窗户，也能听到远处各种交通工具声音的原因。

夜晚，地面降温快，离地较高处的气温相对较高，声源发出的声波传播方向向下弯曲，声波能量集中在地面附近，再加上夜深人静，在地面上就能听到较远处的声响。因此，晚秋时节的夜半钟声，传得就更远了。

4 听听心跳的声音

人的心跳声能够反映身体的健康状况，听诊器可以把心跳声传递到听筒，医生通过心跳声可以更多地了解病情。那么，听诊器是如何发明的呢？

在19世纪的某一天，法国医生雷内克来到巴黎的一所豪华府第。病人是一位女士，她面容憔悴，紧皱眉头，手捂胸口，医生怀疑她得了心脏病。通常，医生会隔着一条毛巾把耳朵贴在病人身体的适当部位诊断疾病。但这位病人是年轻的贵族小姐，这种方法显然不合适。雷内克边踱步边想着是不是有其他更好的方法。

 他突然想起几天前的一件趣事。在街道旁的一堆木材边，几个孩子在玩耍，其中有个孩子用一颗大钉敲击一根木料的一端，还叫伙伴们把耳朵贴在木料另一端听声音，他们敲着听着玩得不亦乐乎。雷内克医生走近之后发现，在木料的一端真的能够听到另一端铁钉敲击木料的声音。想到这里，他灵机一动，找来一张厚纸，将纸紧紧地卷成一个圆筒，一头按在病人的心脏部位，另一头贴在自己的耳朵上。果然，病人心脏跳动的声音连其中轻微的杂音都能听得一清二楚。

雷内克医生回家后，专门制作了一根空心木管，长30厘米，口径0.5厘米。为了便于携带，又将木管从中截开，用螺纹旋转连接。这就是历史上第一个听诊器，看起来像根笛子，所以被称为“医生的笛子”。雷内克将这种中空的直管木质听诊用具，命名为听诊器。在多次实验后，他还发现，用喇叭形状的象牙管接上橡皮管做成单耳听诊器，效果更好。由于发明了听诊器，雷内克能诊断出许多不同的胸腔疾病，因此被后人尊为“胸腔医学之父”。

事实上，雷内克发明的听诊器结构很简单，由三部分组成，分别是胸具、耳具和皮管。胸具就是听诊器最下方圆圆的用来收集声音的部件，皮管连接胸具和耳具，可以传递声音。耳具可以插在耳朵中收听声音。

1840年，英国医师卡门改良了雷内克设计的单耳听诊器。为了用双耳更准确地诊断，他将两个耳栓用两条可弯曲的橡皮管连接到可与身体接触的听筒上。后来，增加了各种新功能的听诊器不断问世，但医师们普遍使用的仍是由雷内克设计、经卡门改良的听诊器。

P24-27

在有趣的阅读中提升素质

学习科学，可以是一件痛苦的事，也可以是一件愉快的事；可以为了对付考试，也可以为了提升素质。在这“两极分化”中选择哪一种，取决于学习者的立场和目标、学习的心态、学习方法；取决于现有体制和环境的有形与无形的制约；也取决于教材和学习材料。当然，这些影响学习状态、学习效果和学习目标的各种因素彼此也会相互影响，不过，如果选择一个相对现实的做法，编写理想的教材和学习材料会是积极且可行的起点。这套“初中科学拓展阅读丛书”，就是这样的努力之一，它的目标，就是让学习成为上述“二分”中积极的一方。

在对科学的学习中，课堂教学是重要的一环，当然课前的准备、课后的复习也同样重要。不过，课堂教学时间毕竟有限，凭此要达到所有应该达到的教学目标也是不可能的，这就要有课外学习的补充。然而，课外学习的补充，不应该是一个痛苦的过程，而应该是充满乐趣的，是在课程内容的基本要求之上的知识范围的延伸、相关思考的拓展和素质与能力的进一步提高。在这几个方向上，这套“初中科学拓展阅读丛书”恰恰是符合的，可以让学生在愉悦中进行轻松有趣的阅读并有所收获。这正像《美国国家科学教育标准》对科学教育设定的目标之一：“由于对自然界有所了解和认识而产生充实感和兴奋感。”

随着素质教育越来越受重视，在新课程标准中，也越来越强调能力，注意科学与人文的结合，注重科学与社会的关系，关注科学方法，关心科学的前沿进展。然而，在这种更具开放性的学习中，课本不可能面面俱到，任何一位教师也不大可能完全熟悉和充分了解扩展的所有知识。集合各有专长的专家们的优势，为课程学习的课外阅读提供相对更充分、更广泛、更有专业性和针对性，也更能以相对通俗、有趣而又准确的方式来表达的拓展性学习资源，就是此套丛书的目标之一。

不过，现实地讲，我们也得承认，现在社会上应试教育的压力仍然很大，虽然我们追求的理想是素质教育，但在有限的时间内，要完全达到理想而彻底摆脱应试教育还是相当困难的事。想要在这种理想与现实的矛盾中达到一种相对恰当的妥协，既不放弃理想，又不无视直接涉及学生发展的现实约束，这无论对于教师、教材和课外阅读材料的编写者，还是对于学习者，都是很大的挑战。这套丛书的另一个特点，就是不游离于课程标准和教材要求的知识点之外，而是从其中的若干知识点出发，进行了适度的扩展延伸。以这样的并不极端的方式，它既有提高阅读者科学素养的功能，也能在一定程度上对当下考核学生的应试需求有所满足。不过，重要的是，它绝不只是以应试为目标，希望它的读者们也能意识到这一点。

就学习科学，以及学习别的学科而言，都有一个近期目标与远期目标相统一的问题。对于学生的发展，满足当下仍以应试为主的考核方式固然是一种现实的需求，但这仅是一种短期的发展需要，从更长久的发展来看，学习者的素质是更大的“后劲”。学习合适的材料，并掌握恰当的学习方法，这两者都是不可缺少的。我们希望这套丛书的读者能够意识到这一点，能够在阅读时，不只是注意到具体知识内容的扩展，更能同时注意阅读所带来的进一步的个人思考。

最后，我们也希望读者意识到，关于科学本身和与科学相关的知识是无限的，这套丛书自然不可能囊括一切内容，它只是在课堂之外的有关科学的阅读的一个起点。

我们希望它是一个真正能够带来读者对学习科学的热爱的一个新起点。

2012年9月30日于清华大学荷清苑