本書為新形態(tài)·課程思政特色書。本書以物理實(shí)驗(yàn)為主題，闡述人們心目中美麗的十大物理實(shí)驗(yàn)、改變歷史的偉大物理實(shí)驗(yàn)、思想實(shí)驗(yàn)和物理學(xué)上的“四大神獸”等，以嶄新的脈絡(luò)和思路、高度凝練的方法，勾勒出物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展、人類科技進(jìn)步和人類文明進(jìn)程的影響，展示在偉大的物理學(xué)成就中熠熠生輝的物理實(shí)驗(yàn)的智慧光芒。本書以闡述物理學(xué)中重要知識(shí)點(diǎn)的概念為主線，結(jié)合物理學(xué)中的思想、前沿成果、物理學(xué)家的優(yōu)異品質(zhì)等進(jìn)行介紹，旨在提高學(xué)習(xí)者的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。本書力求行文深入淺出，普及科學(xué)知識(shí)，提高讀者科學(xué)審美。本書可為物理學(xué)教學(xué)提供課程思政素材，供大學(xué)教師和學(xué)生閱讀，也可供有一定物理基礎(chǔ)的中學(xué)生和對(duì)科學(xué)知識(shí)感興趣的讀者閱讀。
鞏曉陽，河南科技大學(xué)物理工程學(xué)院副院長，教授，河南省物理學(xué)會(huì)理事、洛陽市物理學(xué)會(huì)秘書長、中國大學(xué)MOOC《大學(xué)物理》聯(lián)盟成員。2011年，獲河南省教學(xué)技能競(jìng)賽一等獎(jiǎng)"教學(xué)標(biāo)兵”，2017年獲《大學(xué)物理》河南省精品在線開放課程負(fù)責(zé)人，2019年獲河南科技大學(xué)教學(xué)名師，2020年擔(dān)任河南省課程思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)"大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)人，2020年河南省線上線下混合課程《大學(xué)物理》負(fù)責(zé)人，2020年獲河南省創(chuàng)新教學(xué)大賽教授組二等獎(jiǎng)。《淺談物理教學(xué)的藝術(shù)性》2015年9月發(fā)表于《中國大學(xué)教學(xué)》，2016年獲河南省教育科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果一等獎(jiǎng)，《新形勢(shì)下應(yīng)用物理專業(yè)的教學(xué)創(chuàng)新及前景定位的探索與實(shí)踐》2016年獲河南省教育教學(xué)改革成果特等獎(jiǎng)（第二主持），2020年參加河南省教育廳教學(xué)改革項(xiàng)目《注重創(chuàng)新能力的物理實(shí)用型人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐》獲省高等教育教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，2019年微課《黑洞的前世與今生》獲23屆全國教師教育教學(xué)信息化比賽微課二等獎(jiǎng)。
第一章 美麗的十大物理實(shí)驗(yàn) 2
第一節(jié) 埃拉托色尼測(cè)量地球圓周長 5
第二節(jié) 伽利略自由落體實(shí)驗(yàn)和加速度實(shí)驗(yàn) 7
一、伽利略自由落體實(shí)驗(yàn) 8
二、伽利略加速度實(shí)驗(yàn) 9
三、伽利略實(shí)驗(yàn)的偉大意義 11
第三節(jié) 牛頓的棱鏡分解太陽光 12
第四節(jié) 卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn) 15
第五節(jié) 托馬斯·楊的光干涉實(shí)驗(yàn)和雙縫演示應(yīng)用于電子干涉實(shí)驗(yàn) 19
一、托馬斯·楊的光干涉實(shí)驗(yàn) 19
二、托馬斯·楊的雙縫演示應(yīng)用于電子干涉實(shí)驗(yàn) 23
第六節(jié) 傅科鐘擺實(shí)驗(yàn) 25
第七節(jié) 密立根的油滴實(shí)驗(yàn) 27
第八節(jié) 盧瑟福發(fā)現(xiàn)核子實(shí)驗(yàn) 30
第二章 改變歷史的偉大物理實(shí)驗(yàn) 33
第一節(jié) 奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn) 35
第二節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 36
第三節(jié) 赫茲驗(yàn)證電磁波實(shí)驗(yàn) 40
一、麥克斯韋電磁理論 41
二、赫茲驗(yàn)證電磁波實(shí)驗(yàn) 41
三、赫茲驗(yàn)證電磁波實(shí)驗(yàn)的偉大意義 43
第四節(jié) 邁克爾遜?莫雷光速測(cè)量實(shí)驗(yàn) 44
一、實(shí)驗(yàn)裝置 45
二、光速測(cè)量實(shí)驗(yàn) 46
三、實(shí)驗(yàn)的偉大意義 47
第五節(jié) 戴維遜?革末電子衍射實(shí)驗(yàn) 50
一、德布羅意物質(zhì)波理論 50
二、戴維遜?革末電子衍射實(shí)驗(yàn)過程 52
三、物質(zhì)波的應(yīng)用 55
第六節(jié) 黑體輻射實(shí)驗(yàn) 57
一、黑體輻射實(shí)驗(yàn)的歷史背景 57
二、黑體輻射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 59
三、解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)典物理的困難 61
四、普朗克能量子假設(shè) 62
第七節(jié) 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) 64
一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)規(guī)律 65
二、解釋光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律時(shí)經(jīng)典理論遇到的困難 67
三、愛因斯坦光量子假設(shè)以及對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的解釋 67
四、實(shí)驗(yàn)的偉大意義 69
第八節(jié) 弗蘭克?赫茲實(shí)驗(yàn) 72
一、玻爾氫原子理論 73
二、弗蘭克?赫茲實(shí)驗(yàn)過程 76
三、實(shí)驗(yàn)的偉大意義 77
第九節(jié) 斯忒恩?蓋拉赫實(shí)驗(yàn) 78
一、斯忒恩?蓋拉赫實(shí)驗(yàn)的歷史背景 79
二、斯忒恩?蓋拉赫實(shí)驗(yàn)過程 79
三、電子自旋 80
四、實(shí)驗(yàn)的偉大意義 81
第三章 頭腦里的颶風(fēng)——思想實(shí)驗(yàn) 84
第一節(jié) 牛頓的拋體實(shí)驗(yàn) 87
第二節(jié) 牛頓的水桶實(shí)驗(yàn) 89
第三節(jié) 奧伯斯佯謬 92
一、佯謬的產(chǎn)生 92
二、佯謬的解決 94
第四節(jié) 愛因斯坦追光實(shí)驗(yàn) 97
一、經(jīng)典物理學(xué)天空上的烏云 97
二、追光實(shí)驗(yàn) 103
第五節(jié) 孿生子佯謬 106
一、狹義相對(duì)論同時(shí)性的相對(duì)性與時(shí)鐘延緩效應(yīng) 106
二、孿生子佯謬的提出 109
三、孿生子佯謬的理論解釋 110
第六節(jié) 愛因斯坦電梯實(shí)驗(yàn) 113
一、伯爾尼專利局時(shí)期的愛因斯坦 113
二、電梯實(shí)驗(yàn) 115
三、由電梯實(shí)驗(yàn)引申的兩個(gè)思想實(shí)驗(yàn) 117
四、電梯實(shí)驗(yàn)的偉大意義 119
五、電梯實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 122
第四章 物理學(xué)上的“四大神獸” 124
第一節(jié) 芝諾的烏龜 126
一、問題的提出 126
二、問題的解決 127
三、后續(xù)的發(fā)展 128
第二節(jié) 拉普拉斯獸 129
一、歷史背景 130
二、神獸問世 132
三、經(jīng)典力學(xué)帶來的困惑 132
四、神獸終結(jié) 133
第三節(jié) 麥克斯韋妖 142
一、麥克斯韋氣體速率分布函數(shù) 143
二、玻爾茲曼熵 144
三、熱寂說的災(zāi)難 147
四、神獸問世 149
五、降妖伏魔 150
六、信息與熵 150
七、麥克斯韋妖的新生機(jī) 152
第四節(jié) 薛定諤的貓 154
一、歷史背景 154
二、神獸問世 155
三、理論解釋 157
結(jié)束語 161
參考文獻(xiàn) 162
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