多姿物理

前言

　　物理是一門歷史悠久的自然學(xué)科，它是研究物質(zhì)存在的基本形式、本質(zhì)和運動規(guī)律及物體之間的相互作用和轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。它崇尚理性，重視邏輯推理?？梢哉f物理學(xué)是關(guān)于“萬物之理”的科學(xué)。 物理更是當今眾多新技術(shù)的源泉及發(fā)展基石。 從早期人們感官視覺的延伸到近代人們發(fā)明創(chuàng)造觀察測量用的科學(xué)儀器，再到現(xiàn)在已經(jīng)基本建立的物理學(xué)理論結(jié)構(gòu)，物理學(xué)越來越被人們所重視和應(yīng)用。它是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，其研究方法也是自然科學(xué)的普遍方法。物理科學(xué)作為自然科學(xué)的重要分支，不僅對物質(zhì)文明的進步和自然界認識的深化起了重要的推動作用，對人類的思維發(fā)展也產(chǎn)生了不可或缺的影響。從亞里士多德時代的自然哲學(xué)，到牛頓時代的經(jīng)典力學(xué)，直至現(xiàn)代物理中的相對論和量子力學(xué)等，物理科學(xué)的每一步發(fā)展都與我們的生活息息相關(guān)。如果我們在平時能夠仔細觀察多多注意身邊的各種現(xiàn)象，就會驚奇地發(fā)現(xiàn)，物理原來無處不在！比如螞蟻為什么會摔不死呢？篩子也是可以盛水的？時光竟然能倒流？小鳥能把飛機撞落 ……只要我們平時注意觀察，善于提問就一定能發(fā)現(xiàn)這些問題的奧妙所在，這樣才能使物理從那些枯燥的理論中破繭而出，不僅變得多姿多彩、活潑生動，而且還能夠?qū)W(xué)到的知識應(yīng)用到現(xiàn)實生活中，達到學(xué)以致用的效果呢。 《青少年科普叢書·追尋物理本質(zhì)》以優(yōu)美的文字、廣博的信息和精美的插圖，用娓娓道來的方式講述著一個又一個神奇的物理知識，為大家揭示各種物理現(xiàn)象的本質(zhì)，帶領(lǐng)大家翱翔在探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的世界中。本書共分為物理故事、物理猜想、物理百科三大部分。在物理故事里我們精選了關(guān)于力和運動的現(xiàn)象，如無處不在的萬有引力、神奇的摩擦力、看不見的大氣壓力等。在物理探秘中我們將為你介紹物理學(xué)家的科研探究過程等。在物理百科中則為你鏈接了大量小知識，讓你在不知不覺中學(xué)到更多的知識。 請打開你手中的這本書，跟隨我們一同暢游“萬物之理”的科學(xué)海洋吧，你將會感受到物理世界的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展，物理學(xué)家的激情與沉思，物理學(xué)中的大智慧……

內(nèi)容概要

《多姿物理》由寧正新編著：談到美，你可能會聯(lián)想到自然美和藝術(shù)美，卻很少能感受到科學(xué)之美。
而多姿多彩的物理中的美，就是一種科學(xué)美?！抖嘧宋锢怼酚蒙鷦吁r活的故事為你講解力和運動之美，在與科學(xué)家一起經(jīng)歷科研探究過程的同時感受物理猜想之美，并以百科名片的形式為你盡情展示多姿物理之美。從此，物理在你的印象中將變得更加鮮活！

書籍目錄

序言
物理故事
 浮力定律的發(fā)現(xiàn)
 安培與電學(xué)
 伏打電堆的發(fā)明
 電的探索發(fā)現(xiàn)
 杠桿原理的發(fā)現(xiàn)探知
 慣性與相對性原理
 光的折射
 光量子理論的提出
 量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
 能量子的發(fā)現(xiàn)
 帕斯卡定律的發(fā)現(xiàn)
 宇稱守恒定律與宇稱不守恒
 歐姆定律的發(fā)現(xiàn)
 法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
 壓電效應(yīng)的歷史與應(yīng)用
 邁克爾孫干涉儀的發(fā)明
 塞曼效應(yīng)
 紅寶石激光器的發(fā)明
 氣泡室的發(fā)明
 世界首座裂變反應(yīng)堆
 反質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
 德謨克利特繼承發(fā)展原子論
 瑞利出版《聲學(xué)原理》
 中子的發(fā)現(xiàn)
 回旋加速器的發(fā)明
物理探秘
 當今世界十大物理難題
 物理學(xué)前沿八大難題
 破解世界上最復(fù)雜的對稱體
 探索反物質(zhì)之謎
 四維空間
 引力波之謎
 夸克探秘
 風(fēng)洞
 天空的色彩變化
 神奇的暗物質(zhì)
 “白胡子”的來歷
 為什么士兵枕著箭筒睡覺
 驚險刺激的過山車
 香檳酒的美麗氣泡
 防不勝防的“香蕉球”
 保護眼睛的太陽鏡
 照耀未來的激光
 音箱中的物理學(xué)知識
 上帝的粒子
 面粉為何會爆炸
 制冷王國的秘密
 零高度飛行器
 翱翔在空中的精靈
 美麗的幻境
 來自天空的能源
物理百科
 物理學(xué)
 電磁學(xué)
 熱力學(xué)
 光學(xué)
 力學(xué)
 牛頓力學(xué)
 量子力學(xué)
 狹義相對論
 廣義相對論
 牛頓運動定律
 萬有引力定律
 動量守恒定律
 電荷守恒定律
 安培定律
 歐姆定律
 庫侖定律
 重力
 重量
 光譜
 超導(dǎo)
 真空度
 原子彈
 中子彈
 光電效應(yīng)
 磁光效應(yīng)
 拉曼效應(yīng)
 光伏效應(yīng)
 康普頓效應(yīng)
 丁達爾效應(yīng)
 波粒二象性
 阿基米德
 伽利略·伽利雷
 布萊士·帕斯卡
 克里斯蒂安·惠更斯
 艾薩克·牛頓
 亨利·卡文迪許
 庫侖
 安培
 喬治·西蒙·歐姆
 邁克爾·法拉第
 詹姆斯·克拉克·麥克斯韋
 洛倫茲
 阿爾伯特·愛因斯坦
 史蒂芬·威廉·霍金
 墨子
 張衡
 沈括
 郭守敬
 宋應(yīng)星
 吳有訓(xùn)
 錢學(xué)森
 吳健雄
 錢三強
 黃昆
 楊振寧
 鄧稼先
 李政道

章節(jié)摘錄

　　浮力定律的發(fā)現(xiàn) 善于觀察思考的成果 阿基米德是古希臘最具有現(xiàn)代精神的偉大物理學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了浮力定律，是數(shù)學(xué)和力學(xué)奠基人，阿基米德自幼聰穎好學(xué)，是一位善于觀察思考并注重理論與實踐相結(jié)合的科學(xué)家。他對待科學(xué)研究的態(tài)度是勇于革新、勇于創(chuàng)造而又嚴肅認真，曾在幾何學(xué)、靜力學(xué)以及機械的發(fā)明創(chuàng)造方面取得了巨大的成就。 浮力定律現(xiàn)在又稱阿基米德定律。這一定律的發(fā)現(xiàn)和一個有趣的故事有關(guān)。 有一次阿基米德在眾目睽睽之下光著身子從澡堂里飛奔而出，歡呼雀躍，周圍的人都不知究竟發(fā)生了什么事使這位大學(xué)者忘乎所以。原來敘拉古國王曾命令金匠做了一頂純金的王冠，新王冠做得十分精巧，纖細的金線密密地織成了各種花樣，而且也非常合適，國王十分高興。但是轉(zhuǎn)念一想：我給了工匠15兩黃金，會不會被他們私吞幾兩呢？因此馬上叫人拿秤來稱，不多不少，正好是15兩。但這時一個大臣站出來說：“重量一樣并不等于黃金沒有少，萬一金匠在黃金中摻進了銀子或其他的東西，重量可以不變，但王冠已不是純金的了。” 國王一聽覺得很有道理，但有什么辦法既不損壞王冠又能知道其中是否摻了銀子呢？國王把這個難題交給了阿基米德。阿基米德好幾天想不出什么好主意，廢寢忘食，近乎癡迷，這時朋友勸他去洗個澡，放松放松。阿基米德在洗澡時突然注意到，當他坐到滿滿一盆水里去時，水從盆邊溢到了盆外，他腦子里靈光一閃，猛地從澡盆里跳出，來不及穿上衣服就狂奔回家。 他在家里做好了實驗，來到國王面前，把盛滿水的一個大盆放在一只大盤子里，又請國王拿出一塊15兩重的黃金和兩只一樣大小的杯子。 然后，阿基米德取過王冠，放在盆子里，水溢出來，阿基米德把溢出來的水都裝進一只杯子里。然后用同樣的方法把15兩黃金溢出來的水裝進另一只杯子里。最后他拿著兩只杯子走到國王面前，說道：“陛下，請您比較一下，這兩只杯子里的水一樣多嗎？”國王一眼就看到一只多一只少。于是阿基米德肯定地說：“王冠里一定摻了銀或者其他的金屬，它不是純金的?！痹瓉戆⒒椎吕昧宋镔|(zhì)的密度、體積和質(zhì)量的相互關(guān)系，同一物質(zhì)的密度是固定的，即質(zhì)量與體積之比是一個確定的數(shù)。這樣，如果王冠是純金的，它所排出的水應(yīng)該與 15 兩純金所排出的水的體積一樣，如果不一樣，那么王冠里肯定摻了其他金屬。 這就是著名的浮力定律，為了紀念這位偉大的科學(xué)家，人們把浮力定律命名為阿基米德定律。不過，阿基米德的貢獻并不限于回答了國王的疑問，今天，潛水艇的沉浮，氣球和飛艇的飛行，制造巨型艦船，水中懸浮隧道……都離不開阿基米德原理。 潛水艇在軍事上運用非常廣泛，浸沒在水中的潛水艇排開水的體積，無論下潛多深，始終不變，所以潛水艇所受的浮力始終不變。潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調(diào)節(jié)水艙里水的多少來控制自身的重力而實現(xiàn)的。若要下沉，潛艇主壓載水艙可以注滿水，增加重量，抵消其儲備浮力；若要上浮，可以用壓縮空氣把主壓載水艙內(nèi)的水排出，減小重量，恢復(fù)儲備浮力。在潛水艇浮出海面的過程中，因為排開水的體積減小，所以浮力逐漸減小，當它在海面上行駛時，受到的浮力大小等于潛水艇的重力，因此它能夠在海中靈活上浮和下沉。 氣球和飛艇里充的是密度小于空氣的氣體，熱氣球里充的是被燃燒器加熱、體積膨脹、密度變小了的熱空氣。球襄內(nèi)的空氣被加熱，變輕產(chǎn)生浮力，氣球就可以升上天空?！　　?/pre>




編輯推薦
　　神奇的物理世界中，閃現(xiàn)著無處不在的美。對物理科學(xué)美的理解和追求，在科學(xué)認識的發(fā)展中具有積極、深遠的意義：它可以完善和提高人類的創(chuàng)造才能；可以以美啟真，由求美而達真，以美示真，由求美而促真：可以以美傳真，由接受美而接受真，促進科學(xué)理論的社會承認、發(fā)展和傳播。





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