物理學(xué)與生活（第8版 修訂版）

第1章 物理學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué) 1
1．1 能量是怎么回事？ 2
1．1．1 關(guān)于全球變暖的爭(zhēng)論 2
1．1．2 能量是怎樣被卷入的？ 3
1．1．3 物理學(xué)和能量 3
1．2 科學(xué)事業(yè) 4
1．2．1 科學(xué)和彩虹 4
1．2．2 什么是科學(xué)方法？ 5
1．2．3 應(yīng)當(dāng)如何介紹科學(xué)？ 6
1．2．4 可以討論的問題 6
1．3 物理學(xué)的范圍 7
1．3．1 如何定義物理學(xué)？ 8
1．3．2 物理學(xué)的主要分支有哪些？ 8

1．4 測(cè)量和數(shù)學(xué)在物理學(xué)中的作用 9
1．4．1 為什么測(cè)量這么重要？ 9
1．4．2 數(shù)學(xué)能幫什么忙？ 10
1．4．3 為什么使用公制單位？ 10
1．5 物理學(xué)和日?，F(xiàn)象 11
1．5．1 為什么要研究日?，F(xiàn)象？ 11
小結(jié) 12
關(guān)鍵術(shù)語 13
概念題 13
練習(xí)題 14
綜合題 15
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 15

第1單元 牛 頓 革 命
第2章 運(yùn)動(dòng)的描述 18
2．1 平均速率和瞬時(shí)速率 19
2．1．1 平均速率的定義 19
2．1．2 速率的單位 19
2．1．3 瞬時(shí)速率 20
2．1．4 可以討論的問題 21
2．2 速度 22
2．2．1 速率和速度的區(qū)別 22
2．2．2 矢量 23
2．2．3 瞬時(shí)速度的定義 23
2．3 加速度 23
2．3．1 平均加速度的定義 24
2．3．2 瞬時(shí)加速度的定義 25
2．3．3 加速度的方向 25
2．3．4 汽車速率不變時(shí)能做加速運(yùn)動(dòng)嗎？ 25
2．4 運(yùn)動(dòng)的圖形表示 26
2．4．1 一幅圖形能告訴我們什么？ 26
2．4．2 速度圖和加速度圖 27
2．4．3 能根據(jù)速度圖求走過的距離嗎？ 28
2．5 勻加速運(yùn)動(dòng) 29
2．5．1 勻加速運(yùn)動(dòng)中速度怎樣變化？ 30
2．5．2 走過的距離如何隨時(shí)間變化？ 30
小結(jié) 31
關(guān)鍵術(shù)語 32
概念題 32
練習(xí)題 34
綜合題 35
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 35
第3章 落體運(yùn)動(dòng)和拋體運(yùn)動(dòng) 37
3．1 重力引起的加速度 38
3．1．1 如何測(cè)量重力加速度？ 38
3．1．2 伽利略關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)與
亞里士多德的觀點(diǎn)有何不同？ 40
3．2 落體追蹤 40
3．2．1 速度如何隨時(shí)間變化？ 41
3．2．2 小球在不同時(shí)間里下落多大的距離？ 41
3．2．3 下拋小球 42
3．3 向上拋球 44
3．3．1 小球的速度如何變化？ 44
3．3．2 小球能飛到多高？ 45
3．4 拋體運(yùn)動(dòng) 46
3．4．1 拋體的軌跡是什么樣子？ 46
3．4．2 飛行時(shí)間由什么決定？ 47
3．5 打靶 48
3．5．1 步槍射出的子彈會(huì)下落嗎？ 48
3．5．2 橄欖球的飛行 49
3．5．3 怎樣才能達(dá)到最大的距離？ 49
小結(jié) 52
關(guān)鍵術(shù)語 52
概念題 52
練習(xí)題 54
綜合題 55
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 55
第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律：運(yùn)動(dòng)的解釋 57
4．1 歷史簡(jiǎn)述 58
4．1．1 亞里士多德關(guān)于運(yùn)動(dòng)的原因
有何看法？ 58
4．1．2 伽利略怎樣挑戰(zhàn)亞里士多德的看法？ 59
4．1．3 牛頓完成了什么業(yè)績(jī)？ 59
4．2 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律和第二運(yùn)動(dòng)
定律 60
4．2．1 什么是牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律？ 60
4．2．2 力和加速度有什么關(guān)系？ 61
4．2．3 力怎樣相加？ 62
4．3 質(zhì)量和重量 64
4．3．1 如何對(duì)質(zhì)量進(jìn)行比較？ 64
4．3．2 如何定義重量？ 64
4．3．3 為何重力加速度與質(zhì)量無關(guān)？ 65
4．4 牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律 65
4．4．1 第三運(yùn)動(dòng)定律怎樣幫助我們
定義力？ 65
4．4．2 怎樣用第三運(yùn)動(dòng)定律來認(rèn)證力？ 66
4．4．3 騾子能夠加速一輛小車嗎？ 67
4．4．4 什么力使汽車加速？ 67
4．5 牛頓定律的應(yīng)用 69
4．5．1 推沙發(fā)時(shí)涉及哪些力？ 69
4．5．2 跳傘運(yùn)動(dòng)員不開傘時(shí)會(huì)持續(xù)
加速嗎？ 69
4．5．3 小球扔出后發(fā)生了什么事情？ 70
4．5．4 怎樣分析連接在一起的物體的運(yùn)動(dòng)？ 71
小結(jié) 72
關(guān)鍵術(shù)語 72
概念題 73
練習(xí)題 75
綜合題 75
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 76
第5章 圓周運(yùn)動(dòng)、行星和引力 77
5．1 向心加速度 78
5．1．1 什么是向心加速度？ 78
5．1．2 怎樣求速度的改變量?v？ 79
5．1．3 向心加速度的大小有多大？ 79
5．1．4 什么力產(chǎn)生向心加速度？ 79
5．2 向心力 80
5．2．1 什么力幫助汽車順利通過彎道？ 80
5．2．2 彎道修成內(nèi)低外高會(huì)發(fā)生什么？ 82
5．2．3 坐摩天輪時(shí)遇到哪些力？ 83
5．3 行星運(yùn)動(dòng) 84
5．3．1 早期的天球模型是什么樣的？ 84
5．3．2 哥白尼與托勒密的模型有何區(qū)別？ 85
5．3．3 開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 86
5．4 牛頓萬有引力定律 88
5．4．1 牛頓有什么驚人發(fā)現(xiàn)？ 88
5．4．2 什么是牛頓萬有引力定律？ 88
5．4．3 重量與引力定律怎樣關(guān)聯(lián)？ 89
5．5 月球和其他衛(wèi)星 90
5．5．1 如何解釋月相？ 90
5．5．2 月球服從開普勒定律嗎？ 91
5．5．3 人造衛(wèi)星的軌道 91
5．5．4 可以爭(zhēng)論的問題 92
小結(jié) 93
關(guān)鍵術(shù)語 94
概念題 94
練習(xí)題 96
綜合題 96
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 97
第6章 能量和振動(dòng) 98
6．1 簡(jiǎn)單機(jī)械、功和功率 99
6．1．1 什么是簡(jiǎn)單機(jī)械？ 99
6．1．2 怎樣定義功？ 100
6．1．3 任何力都做功嗎？ 100
6．1．4 功和功率有什么關(guān)系？ 101
6．2 動(dòng)能 101
6．2．1 如何定義動(dòng)能？ 101
6．2．2 什么是負(fù)功？ 102
6．2．3 汽車的停車距離 102
6．3 勢(shì)能 103
6．3．1 什么是重力勢(shì)能？ 103
6．3．2 勢(shì)能的實(shí)質(zhì)是什么？ 103
6．3．3 什么是彈性勢(shì)能？ 104
6．3．4 什么是保守力？ 105
6．4 能量守恒 105
6．4．1 擺在擺動(dòng)時(shí)的能量如何變化？ 105
6．4．2 能量守恒是什么意思？ 105
6．4．3 為什么使用能量的概念？ 106
6．4．4 能量分析為何像計(jì)賬似的？ 107
6．4．5 可以爭(zhēng)論的問題 108
6．5 彈簧和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 110
6．5．1 拴在彈簧上的質(zhì)塊的振動(dòng) 110
6．5．2 什么是周期和頻率？ 111
6．5．3 任何回復(fù)力都產(chǎn)生簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？ 111
小結(jié) 112
關(guān)鍵術(shù)語 113
概念題 113
練習(xí)題 115
綜合題 116
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 117
第7章 動(dòng)量和沖量 118
7．1 動(dòng)量和沖量 119
7．1．1 小球彈跳時(shí)發(fā)生了什么？ 119
7．1．2 怎樣分析如此快速的變化？ 119
7．1．3 什么是沖量和動(dòng)量？ 120
7．1．4 如何應(yīng)用沖量-動(dòng)量原理？ 120
7．2 動(dòng)量守恒 122
7．2．1 動(dòng)量為何及何時(shí)守恒？ 123
7．2．2 動(dòng)量守恒和碰撞 123
7．3 反沖 124
7．3．1 什么是反沖？ 124
7．3．2 獵槍的反沖 125
7．3．3 火箭怎樣工作？ 125
7．4 彈性碰撞和非彈性碰撞 126
7．4．1 什么是完全非彈性碰撞？ 126
7．4．2 碰撞中能量守恒嗎？ 126
7．4．3 臺(tái)球彈跳時(shí)發(fā)生了什么？ 127
7．5 互成某個(gè)角度的碰撞 128
7．5．1 二維非彈性碰撞 128
7．5．2 二維彈性碰撞 130
7．5．3 可以討論的問題 131
小結(jié) 131
關(guān)鍵術(shù)語 132
概念題 132
練習(xí)題 134
綜合題 135
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 135
第8章 固體的轉(zhuǎn)動(dòng) 136
8．1 什么是轉(zhuǎn)動(dòng)？ 137
8．1．1 角位移和角速度 137
8．1．2 什么是角加速度？ 138
8．1．3 恒定角加速度 138
8．1．4 線速度和角速度有什么關(guān)系？ 139
8．2 轉(zhuǎn)矩和桿秤 139
8．2．1 桿秤何時(shí)平衡？ 139
8．2．2 什么是轉(zhuǎn)矩？ 140
8．2．3 多個(gè)轉(zhuǎn)矩如何相加？ 141
8．2．4 什么是重心？ 141
8．3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和牛頓第二運(yùn)動(dòng)
定律 142
8．3．1 什么是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量？ 142
8．3．2 適用于轉(zhuǎn)動(dòng)的牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律 143
8．3．3 求旋轉(zhuǎn)木馬的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 144
8．4 角動(dòng)量守恒 145
8．4．1 什么是角動(dòng)量？ 145
8．4．2 角動(dòng)量何時(shí)守恒？ 145
8．4．3 滑冰運(yùn)動(dòng)員自轉(zhuǎn)速率的變化 146
8．4．4 開普勒第二定律 147
8．5 騎自行車和其他驚人的絕技 148
8．5．1 角動(dòng)量是矢量嗎？ 148
8．5．2 角動(dòng)量和自行車 149
8．5．3 轉(zhuǎn)椅和陀螺 150
小結(jié) 152
關(guān)鍵術(shù)語 153
概念題 153
練習(xí)題 154
綜合題 156
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 156




第2單元 流體的行為和熱學(xué)
第9章 流體的行為 160
9．1 壓強(qiáng)和帕斯卡原理 161
9．1．1 如何定義壓強(qiáng)？ 161
9．1．2 什么是帕斯卡原理？ 162
9．1．3 水壓機(jī)如何工作？ 162
9．2 氣壓和氣體的行為 163
9．2．1 怎樣測(cè)量氣壓？ 163
9．2．2 氣壓如何變化？ 164
9．2．3 空氣柱的重量 165
9．2．4 氣體的體積如何隨壓強(qiáng)改變？ 166
9．3 阿基米德原理 168
9．3．1 什么是阿基米德原理？ 168
9．3．2 浮力來源于什么？ 168
9．3．3 有哪些力作用在浮體上？ 169
9．3．4 為何鋼船會(huì)浮在水面上？ 170
9．3．5 氣球何時(shí)上??？ 170
9．4 運(yùn)動(dòng)的流體 171
9．4．1 為什么流速會(huì)變？ 171
9．4．2 黏性如何影響流動(dòng)？ 172
9．4．3 層流和湍流 173
9．5 伯努利原理 174
9．5．1 什么是伯努利原理？ 174
9．5．2 管道和軟管中各處的壓力如何
變化？ 174
9．5．3 氣流和伯努利原理 175
9．5．4 商店門前的廣告球?yàn)楹螘?huì)懸在
空中？ 175
小結(jié) 177
關(guān)鍵術(shù)語 178
概念題 178
練習(xí)題 179
綜合題 179
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 180
第10章 溫度和熱量 181
10．1 溫度及其測(cè)量 182
10．1．1 怎樣測(cè)量溫度？ 182
10．1．2 溫標(biāo)的發(fā)展 183
10．1．3 存在熱力學(xué)零度嗎？ 184
10．2 熱量和比熱 185
10．2．1 什么是比熱？ 185
10．2．2 熱量和溫度有何區(qū)別？ 186
10．2．3 熱量怎樣參與熔化或凝固過程？ 186
10．3 焦耳實(shí)驗(yàn)和熱力學(xué)第一定律 189
10．3．1 焦耳實(shí)驗(yàn)表明了什么？ 189
10．3．2 熱力學(xué)第一定律 190
10．3．3 什么是內(nèi)能？ 190
10．3．4 計(jì)算食物的熱量 191
10．4 氣體的行為與熱力學(xué)第一定律 192
10．4．1 壓縮氣體時(shí)發(fā)生了什么事？ 192
10．4．2 內(nèi)能與溫度有什么關(guān)系？ 192
10．4．3 怎樣保持氣體的溫度不變？ 193
10．4．4 熱氣球中的氣體發(fā)生了什么？ 193
10．5 熱流 194
10．5．1 熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱流 194
10．5．2 什么是對(duì)流？ 195
10．5．3 什么是輻射？輻射怎樣傳遞能量？ 196
小結(jié) 198
關(guān)鍵術(shù)語 199
概念題 199
練習(xí)題 200
綜合題 200
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 201
第11章 熱機(jī)和熱力學(xué)第二定律 202
11．1 熱機(jī) 203
11．1．1 熱機(jī)是干什么的？ 203
11．1．2 熱機(jī)的效率 203
11．1．3 熱力學(xué)第一定律關(guān)于熱機(jī)告訴了
我們什么？ 204
11．2 熱力學(xué)第二定律 206
11．2．1 什么是卡諾機(jī)？ 206
11．2．2 卡諾循環(huán)包含哪幾步？ 207
11．2．3 卡諾機(jī)的效率是多少？ 207
11．2．4 熱力學(xué)第二定律 208
11．3 制冷機(jī)、熱泵和熵 209
11．3．1 制冷機(jī)和熱泵是干什么的？ 209
11．3．2 熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述 210
11．3．3 什么是熵？ 211
11．4 熱電廠和能源 212
11．4．1 熱電廠是如何工作的？ 212
11．4．2 化石燃料的替代物 213
11．4．3 高品位熱量和低品位熱量 214
11．4．4 可以討論的問題 215
11．5 永動(dòng)機(jī)和能量騙局 215
11．5．1 第一類永動(dòng)機(jī) 215
11．5．2 第二類永動(dòng)機(jī) 215


小結(jié) 217
關(guān)鍵術(shù)語 218
概念題 218
練習(xí)題 220
綜合題 221
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 221

第3單元 電學(xué)和磁學(xué)
第12章 靜電現(xiàn)象 224
12．1 電荷的作用 225
12．1．1 從木髓球?qū)嶒?yàn)?zāi)軐W(xué)到什么？ 225
12．1．2 什么是驗(yàn)電器？ 226
12．1．3 富蘭克林的單流體模型 226
12．2 導(dǎo)體和絕緣體 227
12．2．1 絕緣體與導(dǎo)體有何不同？ 227
12．2．2 讓導(dǎo)體感應(yīng)起電 228
12．2．3 為何絕緣體被吸向帶電物體？ 229
12．3 靜電力：庫侖定律 231
12．3．1 庫侖是怎樣測(cè)量靜電力的？ 231
12．3．2 庫侖的測(cè)量結(jié)果如何？ 232
12．3．3 庫侖定律與萬有引力定律的
比較 233
12．4 電場(chǎng) 233
12．4．1 求幾個(gè)電荷施加的力 234
12．4．2 什么是電場(chǎng)？ 234
12．4．3 電場(chǎng)線是怎樣使用的？ 235
12．5 電勢(shì) 236
12．5．1 求電荷勢(shì)能的改變量 236
12．5．2 什么是電勢(shì)？ 237
12．5．3 電勢(shì)和電場(chǎng)的關(guān)系 238
小結(jié) 240
關(guān)鍵術(shù)語 240
概念題 241
練習(xí)題 242
綜合題 243
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 243
第13章 電路 245
學(xué)習(xí)提示 246
13．1 電路和電流 246
13．1．1 怎樣使燈泡發(fā)光？ 246
13．1．2 什么是電流？ 247
13．1．3 什么限制了電流？ 249
13．1．4 與水流的類比 249
13．2 歐姆定律和電阻 250
13．2．1 電流對(duì)電壓的依賴關(guān)系 250
13．2．2 什么是電池的電動(dòng)勢(shì)？ 251
13．2．3 電池沒電了是怎么回事？ 252
13．3 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 252
13．3．1 什么是串聯(lián)電路？ 252
13．3．2 什么是并聯(lián)電路？ 253
13．3．3 安培計(jì)和伏特計(jì)的使用 255
13．4 電能和電功率 256
13．4．1 電路中發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)換？ 256
13．4．2 電功率與電流和電壓有何關(guān)系？ 256
13．4．3 怎樣分配和使用電功率？ 257
13．5 交流電和家庭電路 259
13．5．1 交流電與直流電有何區(qū)別？ 259
13．5．2 什么是電流和電壓的有效值？ 260
13．5．3 家庭電路如何布線？ 260
小結(jié) 261
關(guān)鍵術(shù)語 262
概念題 262
練習(xí)題 264
綜合題 265
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 266
第14章 磁體和電磁學(xué) 267
14．1 磁體和磁力 268
14．1．1 什么是磁極？ 268
14．1．2 磁力和庫侖定律 269
14．1．3 能將場(chǎng)線與磁體聯(lián)系起來嗎？ 269
14．1．4 地球是一個(gè)磁體嗎？ 270
14．2 電流的磁效應(yīng) 271
14．2．1 一個(gè)出乎意料的效應(yīng) 271
14．2．2 載流導(dǎo)線所受到的磁力 272
14．2．3 運(yùn)動(dòng)電荷所受到的磁力 272
14．2．4 運(yùn)動(dòng)電荷上的磁力方向 273
14．3 電流回路的磁效應(yīng) 273
14．3．1 電流回路的磁場(chǎng) 274
14．3．2 電流回路上作用有磁轉(zhuǎn)矩嗎？ 274
14．3．3 怎樣制作一個(gè)電磁體？ 275
14．4 法拉第定律：電磁感應(yīng) 277
14．4．1 法拉第的實(shí)驗(yàn)表明了什么？ 277
14．4．2 法拉第定律 278
14．4．3 楞次定律 279



14．4．4 什么是自感應(yīng)？ 279
14．5 發(fā)電機(jī)和變壓器 281
14．5．1 發(fā)電機(jī)是如何工作的？ 281
14．5．2 變壓器有什么作用？ 282
14．5．3 變壓器和功率分配 283
小結(jié) 284
關(guān)鍵術(shù)語 284
概念題 285
練習(xí)題 286
綜合題 287
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 287

第4單元 波動(dòng)和光學(xué)
第15章 波的生成 290
15．1 脈沖波和周期波 291
15．1．1 脈沖波在彈簧上怎樣行進(jìn)？ 291
15．1．2 波動(dòng)的一些共同特征 291
15．1．3 可以討論的問題 292
15．1．4 縱波和橫波的區(qū)別 292
15．1．5 什么是周期波？ 292
15．2 繩索上的波 294
15．2．1 波的曲線圖是什么樣？ 294
15．2．2 繩索上的波速由什么決定？ 295
15．2．3 波的頻率和波長由什么決定？ 296
15．3 干涉和駐波 297
15．3．1 繩索上的兩個(gè)波如何合成？ 297
15．3．2 什么是駐波？ 298
15．3．3 琴弦上波的頻率由什么決定？ 298
15．4 聲波 300
15．4．1 聲波的實(shí)質(zhì)是什么？ 300
15．4．2 聲速由什么決定？ 301
15．4．3 用飲料瓶生成音樂 303
15．5 音樂物理學(xué) 304
15．5．1 什么是諧波分析？ 304
15．5．2 音程是如何定義的？ 305
15．5．3 為何有些合成的樂音聽起來
很和諧？ 306
小結(jié) 308
關(guān)鍵術(shù)語 308
概念題 309
練習(xí)題 310
綜合題 310
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 311
第16章 光和顏色 312
16．1 電磁波 313
16．1．1 什么是電磁波？ 313
16．1．2 電磁波的速率是多少？ 314
16．1．3 存在多種不同的電磁波嗎？ 315
16．1．4 可以爭(zhēng)論的問題 316
16．2 波長和顏色 316
16．2．1 光是由不同顏色組成的嗎？ 316
16．2．2 人眼如何分辨不同的顏色？ 317
16．2．3 為什么物體有不同的顏色？ 318
16．3 光波的干涉 320
16．3．1 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn) 321
16．3．2 條紋間距由什么決定？ 322
16．3．3 什么是薄膜干涉？ 322
16．4 衍射和光柵 325
16．4．1 單縫如何衍射光？ 325
16．4．2 光如何被其他形狀的物體衍射？ 326
16．4．3 什么是衍射光柵？ 327
16．5 偏振光 328
16．5．1 什么是偏振光？ 328
16．5．2 怎樣產(chǎn)生偏振光？ 328
16．5．3 為什么要用偏光太陽鏡？ 329
16．5．4 什么是雙折射？ 329
小結(jié) 330
關(guān)鍵術(shù)語 331
概念題 331
練習(xí)題 332
綜合題 333
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 333
第17章 光和成像 335
17．1 反射和成像 336
17．1．1 光線與波前有什么關(guān)系？ 336
17．1．2 什么是反射定律？ 337
17．1．3 平面鏡如何成像？ 337
17．2 光的折射 338
17．2．1 什么是折射定律？ 338
17．2．2 為何水下物體的位置要比實(shí)際
位置高？ 339
17．2．3 全內(nèi)反射 340
17．2．4 棱鏡如何使光線彎折？什么是
色散？ 341
17．3 透鏡和成像 343
17．3．1 追蹤穿過凸透鏡的光線 343





17．3．2 像距和物距有什么關(guān)系？ 344
17．3．3 追蹤通過凹透鏡的光線 345
17．4 用曲面鏡聚焦光束 346
17．4．1 凹面鏡的光線追蹤 346
17．4．2 物距和像距 347
17．4．3 凸面鏡 348
17．5 眼鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡 349
17．5．1 眼睛是如何工作的？ 349
17．5．2 眼鏡矯正的是哪些問題？ 350
17．5．3 顯微鏡如何工作？ 350
17．5．4 望遠(yuǎn)鏡是如何工作的？ 351
17．5．5 雙筒鏡和觀劇鏡 353
小結(jié) 354
關(guān)鍵術(shù)語 355
概念題 356
練習(xí)題 357
綜合題 357
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 358

第5單元 原子和原子核
第18章 原子的結(jié)構(gòu) 360
18．1 原子的存在：從化學(xué)中得到
的證據(jù) 361
18．1．1 化學(xué)研究揭示了原子的哪些
方面？ 361
18．1．2 質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)中守恒嗎？ 362
18．1．3 原子量的概念是怎樣產(chǎn)生的？ 362
18．1．4 可以討論的問題 365
18．1．5 元素周期表是怎樣發(fā)展的？ 365
18．2 陰極射線、電子和X射線 366
18．2．1 陰極射線是怎樣產(chǎn)生的？ 367
18．2．2 陰極射線的組成 369
18．2．3 X射線是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？ 369
18．3 放射性和原子核的發(fā)現(xiàn) 371
18．3．1 放射性是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？ 371
18．3．2 放射性中包含多種輻射嗎？ 371
18．3．3 原子核是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？ 372
18．4 原子光譜和玻爾原子模型 374
18．4．1 氫光譜的本質(zhì)是什么？ 374
18．4．2 光能的量子化 375
18．4．3 玻爾原子模型有哪些特征？ 376
18．5 粒子波和量子力學(xué) 377
18．5．1 什么是德布羅意波？ 378
18．5．2 量子力學(xué)與玻爾模型有何不同？ 379
18．5．3 什么是海森伯不確定原理？ 379
18．5．4 量子力學(xué)如何解釋周期表？ 380
小結(jié) 381
關(guān)鍵術(shù)語 382
概念題 382
練習(xí)題 383
綜合題 383
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 384
第19章 原子核和核能 385
19．1 原子核的結(jié)構(gòu) 386
19．1．1 質(zhì)子是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？ 386
19．1．2 中子是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？ 387
19．1．3 什么是同位素？ 388
19．2 放射性衰變 390
19．2．1 ?衰變中發(fā)生了什么？ 390
19．2．2 ?衰變和衰變中會(huì)發(fā)生什么？ 391
19．2．3 如何描述衰變的快慢？ 392
19．2．4 為何放射性對(duì)人體健康有害？ 392
19．3 核反應(yīng)和核裂變 393
19．3．1 什么是核反應(yīng)？ 394
19．3．2 能量和質(zhì)量如何參與核反應(yīng)？ 394
19．3．3 核裂變是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？ 394
19．4 核反應(yīng)堆 397
19．4．1 如何實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？ 397
19．4．2 為什么反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生钚？ 398
19．4．3 現(xiàn)代反應(yīng)堆有何設(shè)計(jì)特征？ 398
19．4．4 核動(dòng)力的環(huán)境問題 399
19．4．5 可以討論的問題 400






19．5 核武器和核聚變 401
19．5．1 什么是臨界質(zhì)量？ 401
19．5．2 钚彈是怎樣設(shè)計(jì)的？ 402
19．5．3 什么是核聚變？ 403
19．5．4 能用受控的核聚變發(fā)電嗎？ 404
小結(jié) 405
關(guān)鍵術(shù)語 405
概念題 406
練習(xí)題 407
綜合題 407
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 408

第6單元 相對(duì)論及其他
第20章 相對(duì)論 410
20．1 經(jīng)典物理學(xué)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 411
20．1．1 速度如何相加？ 411
20．1．2 在二維空間速度如何相加？ 412
20．1．3 相對(duì)論 413
20．1．4 慣性參考系 413
20．2 光速和愛因斯坦的假設(shè) 414
20．2．1 什么是光以太？ 414
20．2．2 以太能夠當(dāng)普適參考系用嗎？ 414
20．2．3 邁克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn) 415
20．2．4 愛因斯坦的狹義相對(duì)論假設(shè) 416
20．3 時(shí)間膨脹和長度收縮 417
20．3．1 不同觀測(cè)者的時(shí)間測(cè)量 417
20．3．2 對(duì)不同觀測(cè)者長度測(cè)量如何變化？ 419
20．4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和質(zhì)能等價(jià) 422
20．4．1 牛頓第二定律要怎樣修改？ 422
20．4．2 質(zhì)能等價(jià)理論是如何提出的？ 422
20．4．3 如何解釋靜止能？ 423
20．5 廣義相對(duì)論 423
20．5．1 什么是等效原理？ 424
20．5．2 光束在強(qiáng)引力場(chǎng)中會(huì)彎曲嗎？ 425
20．5．3 廣義相對(duì)論有哪些時(shí)空效應(yīng)？ 426
20．5．4 什么是黑洞？ 427
小結(jié) 427
關(guān)鍵術(shù)語 428
概念題 428
練習(xí)題 429
綜合題 430
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 430
第21章 日常現(xiàn)象深入研究 431
21．1 夸克和其他基本粒子 432
21．1．1 新粒子是怎樣發(fā)現(xiàn)的？ 432
21．1．2 粒子園的成員 433
21．1．3 什么是夸克？ 433
21．1．4 有哪些基本作用力？ 434
21．2 宇宙學(xué)：向外窺視宇宙 435
21．2．1 宇宙在膨脹嗎？ 435
21．2．2 追溯我們宇宙的開端 437
21．3 半導(dǎo)體和微電子學(xué) 438
21．3．1 什么是半導(dǎo)體？ 438
21．3．2 什么是晶體管？ 440
21．3．3 計(jì)算機(jī)和集成電路 440
21．4 超導(dǎo)體和其他新材料 442
21．4．1 什么是超導(dǎo)電性？ 442
21．4．2 什么是高溫超導(dǎo)體？ 443
21．4．3 其他新材料 444
小結(jié) 446
關(guān)鍵術(shù)語 447
概念題 447
練習(xí)題 448
綜合題 448
實(shí)驗(yàn)與觀測(cè) 448
附錄A 部分習(xí)題答案 449