马晓群主编的《物理世界第一谜》是一本出色的青少年课外读物。它以寓教于乐的方式，分别介绍了形形色色的物理现象，生活中的光现象，力的奥妙，电与磁探秘，神奇的热与材料，核物理密码等内容。文章篇幅精简，文字优美生动，版式设计融科学性与艺术性于一体，图文并茂，形式活泼，科学性、趣味性、可读性、实用性兼具。以趣味性为切入点，立足科技发展的源流脉络，结合日常生活的实物和实例，指导青少年在生活中不知不觉地学习和获得物理科学知识。

《魅力科学》系列以简短的篇幅，向青少年读者展示了一个生动有趣的科学世界。翻开这套图文并茂、简明隽永的丛书，你会发现：科学不再是教科书上的刻板印象，而是由众多伟大和平凡的人们所创造，在鲜活的历史脉络中成长起来的；科学不再是抽象的定理和公式，而早已渗透在我们生活的方方面面，乐意为善于思考和勇于创新者掀起神秘的面纱。

这本《物理世界第一谜》就是《魅力科学》系列丛书之一，内容包括：形形色色的物理现象，生活中的光现象，力的奥妙，电与磁探秘，神奇的热与材料，核物理密码等。

《物理世界第一谜》由马晓群主编。

形形色色的物理现象

想成功就要用心做好每件事

从迷途知返到功成名就

荣获诺贝尔奖的科学家

历史学家实现了物理学梦想

人类与碳循环的密切关系

有一种物理现象叫做真空

核冬天是一种什么现象

存在宏观与微观之间的体系

生活中的光现象

被虚构的阿基米德“光炮”

有关影子的妙处所在

古代制镜工匠的奇妙之作

物理概念下的冰透镜

利用影子建造的古代钟表

马吕斯的神奇发现

火焰成就出的科学家

破解夫琅禾费谱线之谜

解析神秘的太阳元素

为什么天空和海水是蓝色的

精巧绝伦的光压实验

有趣的三原色加减法

雾灯与黄光之间的亲密关系

阳光是滋生万物的创世主

解析彗尾背朝太阳之谜

失败的光速测量实验

神奇的激光如何治疗眼病

具有超能力的激光钻孔术

照相机的进化历史

力的奥妙

秒是如何被确定的

计量单位的进化与演变

最初地球周长是如何测得的

有了支点就能撬动地球吗

太空中进餐的特殊讲究

为什么空气会将飞机撞碎

滴水真的会穿透石头吗

“奥林匹克”号事故引发的思考

著名实验成就出的定律

电与磁探秘

静电的储存

致命的静电现象

天空中的闪电

飞机会遭到雷击吗

能感受到电流的鱼

无线电的发明人是谁

永久放电的永电体

具有破坏性的地磁风暴

地球磁场会消失吗

内置指南针的动物

单极磁体的存在

电击治病法

灵敏的人工鼻子

神奇的热与材料

开水的温度是多少度

气体的扩散

地球大气的臭氧空洞

非液体、非固体的软物质

第一号元素

拥有记忆力的合金

害怕寒冷的金属

由小变大的魔法

汽化现象中的学问

温室效应的罪魁祸首

蒸汽火车上的烟囱

核物理密码

X射线的发现

一次意外的科学发现

原子的核心

令人摸不着头脑的紫外线

元素周期表的排列问题

物质的各种形态

同种元素的不同物质

元素双胞胎的分离

恐怖的氢弹

不断修改名称的中微子

物质的各种形态

当大量的微观粒子在一定的温度和压力下相互集聚为一种稳定的结构状态时，就叫做“物质的一种状态”，简称物态。一般说来，任何一种物质，在不同的温度、压力和外场(如引力场、电场、磁场等)影响下将呈现不同的物态。

我们知道，地球上所有的物质都是由分子和原子构成的。而物质又分为各种形态，那么，为什么铁块那么硬，而水却那么柔呢？其实，物质的形态和其分子或原子的距离有关。比如处于气态的物质，其物质的分子与分子之间距离就很远，如果把一个分子看成星球，那么它们的距离几乎像宇宙空间中的星球那样分散。然而，对于液态的物质来说，构成这些物质的分子彼此就靠得近多了，分子基本上是一个挨着一个，它的密度也要比气态物质大得多。以水中的H2O(水分子)举例，它们就像链条一样，一个连一个地构成一条水分子的长链。虽然说水分子之间彼此是紧靠在一起的，但构成水分子的两个氢原子和一个氧原子，它们的距离还是比较远的。对于固态物质，构成元素主要是以原子状态存在的，而且固体中的原子也是一个挨着一个，组成一个“点阵”，就和搭积木一样，牢牢地结合在一起，这就是固体比液体硬的原因。

虽然这三种形态我们都很常见，但是如果我们从物质内部的结构进行考虑，就发现物质不只三态了。比如有些固体，它们内部的分子或原子以规则、对称、周期性的结构状态出现，就叫做结晶态。而另一些所谓的固体，如玻璃、沥青、电木、塑料等，虽然它们在常温常压下也具有固定的体积和外形，而且也没有表现出自身的流动性，但其内部结构却更像液体，这种状态叫玻璃态。还有不少有机物质，它们介于液态和晶态之间，存在一种既具有流动特性，又具有某些类似晶体的光学性质，这种物质就被称为液晶态或介晶态。

除了上述这些形态外，还有许多其他物理形态。

我们可以看出来，物质的形态比我们想像的要多得多，这些形态产生的原因都是由于物质内部的分子或者原子的距离以及性状发生了改变，从而引起它们组成的物质的形状改变。我们知道，原子是由原子核和电子组成的，通常情况下原子核会紧紧地束缚住电子，使其在原子核周围不停旋转。但是，当在几千摄氏度以上的高温中，气态的原子就会把周围的电子甩掉，于是这些带负电的电子便可以自由自在地游逛，而原子也成了一种带正电的离子。随温度愈高，气体原子所脱落的电子就愈多，这种现象称为“气体的电离化”。科学家把电离过后的气体称“等离子态”。

处于等离子态的物质，由于温度极其高，再加上高压，如果令这些条件继续升高会发生什么呢？会不会离子态的物质会分离得更远呢？其实并不是这样的，比如在白矮星(恒星的一种)里面，压力和温度就比恒星高许多。而白矮星里面物质的原子之间的空隙却被高压给压消失了，就连原子外围的电子层也都被压碎了，所有的原子核和电子都会紧紧地挤在一起，这时候物质的原子里面也就不再有任何空隙，这样的物质，科学家把它称为“超固态”。超固态并不是只有白矮星有，我们居住着的地球的中心，那里的压力也极其高，因此也存在一定的超固态物质。

假如我们在超固态物质上再加上更大的压力，那么原来已经挤得紧紧的原子核和电子会发生什么呢？令人惊奇的是，当压力继续增大时，这些物质中的粒子就不可能再接近了，这时候原子核解体，从里面放出质子和中子。而从原子核里放出的质子，在极大的压力下会和电子结合成为新的中子。这样一来，物质的构造也就发生了本质上的变化，原来由原子核和电子组成的物质，现在却都变成了由中子组成的物质。这样的物质状态就称为“中子态”。

同种元素的不同物质

20世纪30年代，电子的发现者汤姆生开始进行有关氖气原子的研究。他令一束阴极射线电子从氖气中通过，使电子中一小部分正好打中一些氖原子上，把里面的电子撞掉一个，之后剩下来的就是一个带有正电荷的氖离子了，也就是氖原子的原子核。氖离子和电子一样可以在电场中自由移动，只是它们的移动方向与电子相反。如果氖离子在运动过程中遇到迎面而来的自由电子就会把它“抓住”，以弥补自己刚才失去的那个电子，随后重新变成氖原子，并发出红光。

物理学家阿斯顿改进了汤姆生的实验仪器，他在放电管内氖离子所走的路径终端放上一张照相底片，当氖离子撞在照相底片上，那里的照相乳胶就会变黑，撞在底片上的氖离子越多，所形成的黑斑就越大。阿斯顿还在放电管的外面放上一块大磁铁，这样一来，由于磁场的作用，原先走直线运动的氖离子，就会沿着弯曲的路线运动了。根据路径弯曲的程度，就能推算出氖离子受磁场的作用力，从而可以计算出氖离子的质量。阿斯顿所发明的这种仪器叫做“质谱仪”，有了质谱仪，人们就可以称量原子了。

阿斯顿发现化学中的元素质量大部分都是正数，但有些却是小数，比如当时化学家测出氯原子量就有小数，为35.5，他决定用他发明的质谱仪精确地测定一下氯的原子量，结果他称出来的也有小数，为35.457。为什么有小数呢？这个问题让阿斯顿思考了很长时间，有一天，一个新奇的念头突然闪现在他的大脑里：也许氯气中存在着两种氯原子，一种较重，另一种较轻，当它们混在一起，它们原子量的平均数自然就会产生小数了。阿斯顿为了验证这个结论，他换上一个更强的磁场。照相底片显示，原先形成的一大块黑斑，如今分成两个相互靠近的黑斑了，一个大一点，另一个小一点。根据计算，他算出大的黑斑的氯原子量是35；较小黑斑算出的氯原子量是37。之后根据黑斑的大小，推算出原子量分别为35和37的两种氯原子的混合比例为4：1。根据这样推算出来，就能解释为什么存在小数了。

P142-146

随着人类文明的不断进步，科学正以日新月异的姿态走进人们的生活。它蕴藏着人类文明的光辉成果与深刻智慧。学习科学知识，不仅能增加我们的科学素养，而且能提高我们分析问题、解决问题的能力，学会解决问题的方法。科学知识是哺育青少年茁壮成长的摇篮，学习科学知识，我们会获得更多的滋养。

青少年时期不同于童年。童年时期是一个人了解和养成习惯、形成个性、适应社会、培养想象力最重要的阶段；青少年时期则是在获得越来越多知识的同时，还要开阔视野、驰骋想象、学着创造。

科学是我们遥遥不及、高不可攀的吗？科学探究永远都是神秘而枯燥的吗？科学教育只能是“板着面孔”的吗？才不是呢！其实，学习科学是一个充满快乐的过程。而且，科学是无处不在的，日常生活中的点点滴滴也蕴含着科学原理。

爱因斯坦说：“学习知识要善于思考，思考，再思考。我就是靠这个方法成为科学家的：我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”对身边发生的现象进行深入思考，是学习和探索科学最重要的态度。养成仔细思考的良好习惯，你就会发现日常所发生的各种事情或现象都有它的原因，并有着一定的规律。

科学并不都是由复杂的数字或很难的计算构成，也不是远离我们的生活而存在。在日常生活中，我们每天体验到的就是科学。如果你对周围发生的各种现象抱着好奇心去寻找它们的起因，相信你会对科学产生浓厚的兴趣。这将成为你向科学世界迈进的第一步。

“魅力科学”系列丛书旨在让青少年在高高兴兴的阅读中得到心灵的陶冶，了解世界，学一些关于生活和科学的常识，为光明的未来做好心智的准备。

《魅力科学》系列以简短的篇幅，向青少年读者展示了一个生动有趣的科学世界。翻开这套图文并茂、简明隽永的丛书，你会发现：科学不再是教科书上的刻板印象，而是由众多伟大和平凡的人们所创造，在鲜活的历史脉络中成长起来的；科学不再是抽象的定理和公式，而早已渗透在我们生活的方方面面，乐意为善于思考和勇于创新者掀起神秘的面纱。

《魅力科学》系列是一套出色的青少年课外读物，寓教于乐真正贯穿其中，利于青少年开拓创新思维，培养创新意识，全面提高青少年科学素质。从这几本书的内容来看，它们分别来自物理、数学、生物和化学等基础科学，但它们与教科书相比，更融入了新的教育模式，书中知识点言简意赅、通俗易懂，更容易被青少年读者接受。

本套丛书文章篇幅精简，文字优美生动，版式设计融科学性与艺术性于一体，图文并茂，形式活泼，科学性、趣味性、可读性、实用性兼具。以趣味性为切入点，立足科技发展的源流脉络，结合日常生活的实物和实例，指导青少年在生活中不知不觉地学习和获得科学知识。

《魅力科学》系列丛书是内容和形式都适合青少年阅读的书，漂亮的图画、有趣的故事和丰富的知识都能引起孩子们的兴趣，启发他们的思维和想象，甚至家长读了也会喜欢，找回已经逝去的童心。

《魅力科学》系列共十册，每本书独立成册，又互相配合，因此既可以针对青少年读者的喜好单本购买，也可以作为青少年的课外辅导阅读资料库整套购买。

愿《魅力科学》系列丛书陪伴着青少年幸福、快乐地成长。