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书名 快乐物理一本搞定(俄罗斯经典科学读本)
分类 科学技术-自然科学-物理
作者 (俄罗斯)贝列里曼
出版社 光明日报出版社
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简介
编辑推荐

有效解决你的“物理恐惧症”!透过趣味讲述,让你在着迷于故事的同时,收获满满的科学果实,打下牢牢的物理基础!

贝列里曼编著的《快乐物理一本搞定》以浅显易懂的文字、幽默有趣的叙述及流畅的文笔,介绍了从基本粒子到太空相关的种种物理知识,让不具深厚背景知识的读者,也能对物理相关知识能有更进一步、更全面的认识,甚至因此喜爱或更喜爱物理。

内容推荐

《快乐物理一本搞定》作者(贝列里曼)一反传统物理书的枯燥无味,而是通过不可思议的现象、妙趣横生的讲述、引人入胜的故事和独具匠心的问题,一再激发读者的兴趣。辅之以浅显易懂的文字、幽默有趣的叙述及流畅的文笔,介绍了从基本粒子到太空相关的种种物理知识,让不具深厚背景知识的读者,也能对物理相关知识能有更进一步、更全面的认识,甚至因此喜爱或更喜爱物理。

作者相信:读者一旦对于一门学科发生兴趣,就会加倍注意,也就能够自觉地去深入探索与学习——只有在兴趣的引导下所学到知识才更加牢固!

《快乐物理一本搞定》由光明日报出版社发行。

目录

第1章 速度与运动

第2章 重力、重量、杠杆和压力

第3章 旋转、永动机

第4章 液体和气体的特性

第5章 热量

第6章 热能

第7章 光

第8章 光的反射与折射

第9章 单眼看与双眼看

第10章 声音与听觉

第11章 热气

第12章 水

第13章 空气

第14章 旋转

第15章 相对运动

第16章 电气

第17章 游戏范例

第18章 空气阻力

第19章 视觉

第20章 光和色

第21章 报纸的巧用

第22章 实验的休息时间

试读章节

追逐时间

上午8点,倘若坐飞机从俄罗斯最东端的海参崴出发,那么请问,在同一天的上午8点,这架飞机有希望到达莫斯科吗?听完这个问题,人们一定会说:“开玩笑吧!”实际上,这是一种完全可以实现的情况。理由很简单,就因为海参崴和莫斯科之间存在着时差,而且这个时差足有9个小时之多。所以,倘若从海参崴起飞的飞机到达莫斯科,用时恰好是9小时,那么,这种相当有意思的现象就会发生。

海参崴和莫斯科相距差不多达9000千米,倘若飞机的航行速度能保持在每小时1000千米,那么经过9个小时的航程,从海参崴起飞的飞机一定会在同一时间到达莫斯科。而且,现在已经出现了可以实现这种飞行的喷气式飞机了。

倘若飞行的地点处于北极圈内,那么甚至不需要每小时1000千米的速度,飞机就可以轻松地达到太阳西行(也就是地球白转)的速度。举个例子来说,在位于北纬77。的新地岛(Nouaya Zemlya)上,飞机仅仅需要时速450千米小时就可以轻松地追赶上太阳。这时,倘若飞机和太阳的前进方向能保持一致,坐在飞机上的乘客此时从机舱往外看,就会太阳仿佛静止不动,原因是太阳的位置始终不曾改变。

千分之一秒

“千分之一秒”,极言时间之短暂,我们可以用转瞬即逝来形容,在古时候,人们对这几乎无法感觉到的时间根本无需去在意。但是到了近代,我们开始能感觉到这千分之一秒的时间的重要性,因为它对人们的日常生活产生了许多影响。

生活在古代的人们计算长度时通常是利用太阳的高度或影子的长度(图1),发展到今天,人类已经可以利用科学技术准确地测出“分”,这对那时的人们来说是绝对不会想到的。在古代人的思想中“分”是一个特别小的时间单位,对于那时生活悠闲的人们来说,根本不会造成任何影响,因此,测量“分”是没有任何意义和价值的。所以当时的日晷、水钟、沙漏等计时器(图2)上面一直没有刻度“分”。分针最早出现在18世纪的钟表的刻度盘上。19世纪以后才出现了秒针。

或许你认为千分之一秒极其短暂,根本不会发生什么事情,那么你就错了!这时可能有人问,在这么短暂的时间里,究竟会有什么事情发生呢?事实上,有很多事情能发生在这一瞬间中,比如:火车可以向前行进3厘米,飞机能够飞行50厘米,声音可以传播34厘米;除此以外,还有更惊人的数字,地球公转可以达到30米,然而光速可以传播300千米。

并且,对于我们周围的小动物来说,千分之一秒并不是特别短暂的时间。尤其是昆虫,千分之一秒的时间它们完全能够感觉得到。例如,蚊子的翅膀可以在一秒钟上下摆动500次一600次,这样算来,在千分之一秒之内,蚊子完全可以摆动翅膀一下,也就是半次。

但是,人类是无法与昆虫相比的,因为我们身体器官的运动速度根本达不到那么快。对人类而言,最快速的运动就是眨眼睛,原因在于我们眨眼睛的时候丝毫不会对看外界的东西产生影响。尽管如此,倘若这个运动与千分之一秒相比,仍然显得非常慢。为了得到一个相对可靠的数据,我们不妨来做个试验,实验证明平均每眨一次眼睛需要2/5秒,即千分之四百秒。

在这里我们可以把眨眼睛的动作按先后顺序分解为3步:第一步,开始闭眼睛(约0.075秒~0.09秒);第二步,完全把眼睛闭上(约0.13秒~O.17秒);第三步,把眼睛睁开(约0.17秒)。这样,我们不难发现,虽然这一连串动作从发生到完成只是在一瞬间,但是,眼皮还是有充足的时间来好好休息。假如大家想要体会千分之一秒的感觉,下面我们可以继续以眨眼为例,将眼皮下垂终止的时间作为依据,大概这样我们就可以感受到眼皮上抬、下落的速度了,从而可以使我们深切地体会到瞬间的非凡意义。

假如千分之一秒能够被人类的神经构造感受得到的话,我们会发现原来我们忽略掉了许多神奇的现象。关于这一点,曾经有一位英国作家H.G.威尔斯在他的短篇小说《最初的加速剂》中进行过十分生动和详细的描述,书中说有一种能对人的神经系统产生作用的非常神奇的药,主人公把这个药喝下之后,他的感觉器官瞬间变得异常灵敏,甚至能感觉得到快速运动中的物体的每一个细节。文中有这样一段描写:

“你感觉现在的这个窗帘和你以前看到的有什么不一样吗?”

于是,我仔细盯着窗帘看,发现它丝毫不动,像是被冻住了一般,但是窗帘下边的形状有点曲折,不过我猜想这是因为有风吹过来导致的。

我回答说:“简直太不可思议了!我从未见过如此神奇的窗帘。”

“那么,你看这个又怎么样呢?”话还未落,吉贝恩先生就慢慢地拿起桌上的杯子,然后把手松开。

我原本以为茶杯会在刹那间摔在地上,并且摔得四分五裂,但是,令人匪夷所思的一幕发生了,茶杯不但没有摔到地上,反而在吉贝恩先生松手的地方静止了,纹丝不动。先生问我:“你是不是认为这个杯子就像是悬浮在空中了?

他接着说:“在你的思想中,物体下落时,只需要一秒种,它就会滑下去5米长的距离,因此,现在的这个杯子应该是被摔得粉碎才对,是吗?不过有一点你还是说对了,此时的杯子正是以这个速度下落的,但是,从我刚才松手到现在才经过了不到千分之一秒的时间呢。现在你知道这个‘加速剂’到底有什么功能了吧!”

紧接着,吉贝恩先生慢慢地将手伸出,此时,我发现他的手指正随着杯子的缓缓下落,而缓缓地移动着。

当我好奇地转头看着窗外时,更多奇怪的事情映入了我的眼帘。大街上骑着自行车的人仿佛冻结一般,竟然都静止不动了,就连那被扬起的灰尘也仿佛被冻结了。另外还有一辆马车,几乎可以说是一动不动……无论是那马蹄、马鞭、车轮还是驾车者打呵欠的动作,所有的一切都变得非常缓慢。除此以外的其他任何东西也都处于静止中,乘车的乘客就如同一尊尊雕塑……还有一个逆风而行的男子,他好像想要将握在手中的报纸折叠起来,往日如此简单的动作现在看起来却很费劲,因为他现在的动作异常缓慢,但是周围明明是没有风的。P2-5

书评(媒体评论)

我一直尝试将物理活生生地呈现在学生面前,帮他们用不同的角度看这世界,这也正是本书的用意:帮你开启双眼,让你看到物理是以多么特别的方式支配着这世界,也让你见识到物理本身令人赞叹的优雅与美丽!

——美国物理学会的院士沃尔特?勒文

作者将精美的文字和科学的语言完美结合,将生活实际与科学理论巧妙联系,原本课堂上艰涩枯燥、令人费解的物理问题,在他的笔下,立变得简洁生动、妙趣横生起来,使人忘记自己是在读书、学习,而倒像是在听什么新奇的故事。

——翻译自亚马逊网站读者评论

手握彩虹、耳听天籁,尽享物理之美!这本书基本上掌握了这个原则,成功地将自身的生命经历及科学史实,融入到原本可能硬梆梆的物理中,让小至原子分子、中至日常生活、大至宇宙星辰的世界万象,跃然纸上,让读者能在没有负担、甚至是欲罢不能的心情下,慢慢培养物理素养。

──台大物理系暨天文物理研究所教授孙维新

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更新时间:2025/4/7 4:01:01