通過(guò)直觀生動(dòng)的講述,本書(shū)全面介紹了當(dāng)今物理學(xué)的各個(gè)方面,包括原子分子物理、核物理、粒子物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等等,以期幫助非專(zhuān)業(yè)讀者建立對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的一個(gè)清晰的整體認(rèn)知。本書(shū)注重物理學(xué)的基本原理、基本概念、基本方法敘述,淡化公式推導(dǎo),具有中學(xué)以上基礎(chǔ)知識(shí)的讀者,都能讀懂其中的主體內(nèi)容。為了更加生動(dòng)有趣,在介紹物理知識(shí)的同時(shí),書(shū)中還穿插了一些歷史小故事和對(duì)一些觀念的討論。本書(shū)特別注重傳授邏輯思維能力,提高讀者的科學(xué)素養(yǎng)。
本書(shū)是面向非物理專(zhuān)業(yè)本科生的通識(shí)課教材,書(shū)中的部分內(nèi)容,對(duì)物理專(zhuān)業(yè)的讀者也會(huì)有所幫助。
北京大學(xué)物理學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。早年在中國(guó)科技大學(xué)求學(xué)(本、碩、博),獲博士學(xué)位,后曾留學(xué)德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、俄羅斯等國(guó)家。曾任北京大學(xué)物理系副主任、凝聚態(tài)物理和材料物理研究所所長(zhǎng)。研究領(lǐng)域:高溫超導(dǎo)電性、材料物理等,在國(guó)際知名雜志發(fā)表文章百余篇,被引用1千余次。主編英文專(zhuān)著“Electron phonon interaction and lattice dynamics in high Tc superconductors”(北京大學(xué)出版社,2013年)。在北京大學(xué)主講“材料物理”,“今日物理”等課程。除了科研教學(xué)以外,還關(guān)心社會(huì)問(wèn)題,著有《劍橋漫步》(山東教育出版社,2002),《徜徉莫斯科》(大眾文藝出版社,2008),等著作,“科學(xué)家的社會(huì)責(zé)任感”(物理,2005,1) “如何處理研究生與導(dǎo)師的關(guān)系”(學(xué)位與研究生教育,2007,9)等文章。
第一章物理學(xué)概貌
1.1 什么是物理學(xué)
1.2 物理學(xué)極簡(jiǎn)史
1.3 物理學(xué)的分類(lèi)
1.4 物理學(xué)研究的尺度
1.5 物理學(xué)未來(lái)的探索方向: 極大和極小
1.6 百年來(lái)物理學(xué)對(duì)人類(lèi)生活的影響大事記
1.7 物理學(xué)的有趣之處
卷首語(yǔ)解說(shuō)
第二章物理學(xué)基礎(chǔ)
2.1 物理學(xué)(科學(xué)) 研究的本質(zhì)
2.2 物理學(xué)的尺度結(jié)構(gòu)
2.3 對(duì)時(shí)間和空間的思考
2.4 物理學(xué)中的數(shù)量級(jí)
2.5 自然界四種基本的相互作用和統(tǒng)一
2.6 物理學(xué)的普遍規(guī)律
2.7 物理學(xué)中的對(duì)稱(chēng)性
2.8 物理定律成立的條件(邊界條件)
2.9 物理定律與社會(huì)規(guī)律
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第三章經(jīng)典物理學(xué)
3.1 經(jīng)典力學(xué)的建立
3.2 熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)(分子運(yùn)動(dòng)論)
3.3 經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)
3.4 光的電磁理論
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第四章現(xiàn)代物理學(xué)的誕生——量子論
4.1 黑體輻射的紫外災(zāi)難
4.2 普朗克的量子理論
4.3 光電效應(yīng)的量子理論
4.4 氫原子光譜和氫原子結(jié)構(gòu)的玻爾模型
4.5 物質(zhì)粒子的雙重屬性
4.6 量子力學(xué)的誕生
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第五章現(xiàn)代物理學(xué)的誕生——相對(duì)論
5.1 真空光速和以太
5.2 邁克耳孫{莫雷實(shí)驗(yàn)
5.3 狹義相對(duì)論簡(jiǎn)介
5.4 廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介
5.5 20 世紀(jì)初物理學(xué)大發(fā)展總結(jié)
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第六章原子和分子的結(jié)構(gòu)
6.1 原子的有核殼層結(jié)構(gòu)
6.2 電子分布的殼層結(jié)構(gòu)
6.3 天然元素和人造元素
6.4 分子和晶體的構(gòu)成——化學(xué)鍵
6.5 原子和分子的能級(jí)和光譜
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第七章原子核與核能利用
7.1 質(zhì)子和中子組成原子核
7.2 原子核的體積、密度和結(jié)合能
7.3 原子核的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)
7.4 原子核的衰變和反應(yīng)
7.5 原子核的裂變反應(yīng)和核能應(yīng)用
7.6 原子核的聚變反應(yīng)
7.7 核發(fā)電簡(jiǎn)介
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第八章粒子世界
8.1 粒子物理簡(jiǎn)介
8.2 物質(zhì)和反物質(zhì)
8.3 湯川的介子場(chǎng)理論
8.4 場(chǎng)、粒子、真空和相互作用
8.5 四種相互作用和粒子的分類(lèi)
8.6 宇稱(chēng)不守恒
8.7 夸克模型
8.8 標(biāo)準(zhǔn)模型和相互作用的統(tǒng)一
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第九章凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)
9.1 簡(jiǎn)介和發(fā)展
9.2 固體物理的兩大支柱
9.3 固體物理和材料科學(xué)研究的主線
9.4 固體的導(dǎo)電性和磁性
9.5 幾個(gè)與能源有關(guān)的研究方向
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第十章百年超導(dǎo)研究
10.1 超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)和基本性質(zhì)
10.2 傳統(tǒng)超導(dǎo)體
10.3 高溫超導(dǎo)體
10.4 二硼化鎂和鐵砷體系超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)
10.5 新超導(dǎo)體的不斷發(fā)現(xiàn)
10.6 無(wú)盡的探索
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第十一章納米科學(xué)
11.1 什么是納米材料?
11.2 納米科學(xué)的發(fā)展
11.3 天然納米材料和人工納米材料
11.4 量子尺寸效應(yīng)、量子電導(dǎo)和物理性能
11.5 存在的問(wèn)題
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第十二章宇宙
12.1 如何觀測(cè)宇宙?
12.2 宇宙的構(gòu)成
12.3 宇宙的演化
12.4 反物質(zhì)及反物質(zhì)星體的尋找
12.5 暗物質(zhì)和暗能量的尋找
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