了如指掌:物理问题如数家珍.pdf

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书籍描述

编辑推荐
《了如指掌:物理问题如数家珍》编辑推荐:真空有多空?上帝会掷骰子吗?人们能够点石成金吗?为什么我们没有生活在一个量子世界?存在大爆炸吗?宇宙的年龄是多少?如何对过去的宇宙稍作了解?为什么爱因斯坦想要一个宇宙常数?为什么重力对我们很重要?是什么使时空弯曲?银河系中也存在黑洞吗?时间和空间在晃动吗?人们能消灭物质吗?如何给外星人解释何为左何为右?物理学美在何处?猫落地时为何总是四脚着地?为什么我们会越来越重?

作者简介
作者:(德国)格尔特-路德维希·因格尔德(Gert-Ludwig Ingold) (德国)阿斯特丽德·兰布雷希特(Astrid Lambrecht) 译者:谈薇 谈俊 丛书主编:安悱

格尔特-路德维希·因格尔德(Gert-Ludwig Ingold)是奥格斯堡大学的理论物理学教授,也是Beck出版社的知识系列丛书之量子学理论的作者。
阿斯特丽德·兰布雷希特(Astrid Lambrecht),布鲁塞尔国家中心实验室德籍教授。

目录
基础知识
物理学美在何处?/3
猫落地时为何总是四脚着地?/6
究竟什么是超大的?/8
最冷会有多冷?/10
为什么我们会越来越重?/11
现代物理学有哪些标志?/13
波有多长?/14
花菜为什么是相似的?/16

量子物理学
为什么要建立量子物理学?/19
量子跃迁有多大?/21
炉子能被加热吗?/23
马克斯.普朗克在绝望中做了什么?/25
真空有多空?/27
真空中有作用力吗?/29
爱因斯坦为什么获得诺贝尔奖?/31
什么是干涉?/33
为什么没有物质以规则轨道运动?/35
上帝会掷骰子吗?/37
我们能够证实原子的存在吗?/40
人们能够点石成金吗?/42
什么是隧道效应?/44
有些粒子会自旋吗?/46
核磁共振成像的基础是什么?/48
伦琴射线是如何产生的?/50
如何捕获原子?/52
激光是如何工作的?/54
可以用喷泉测量时间吗?/57
为什么有些粒子更加合群?/59
什么是玻色一爱因斯坦凝聚态?/61
薛定谔的猫还活着吗?/63
为什么我们没有生活在一个量子世界?/65

量子信息
贝尔托曼的袜子是什么意思?/69
在量子理论中存在克隆吗?/71
量子计算机如何工作?/73
人们能隐形传送量子吗?/75
利用量子如何保守秘密?/77

应用固体物理学
原子是如何结合在一起的?/83
费米湖在哪儿?/84
发光二极管是如何工作的?/87
如何从太阳光中获得能源?/89
如何使一种材料的电阻为零?/90
如何使超导体悬浮起来?/92
液体能沿着墙向上流吗?/93
希腊人遭遇量子效应了吗?/96
人们能够看见原子吗?/99

纳米物理学
为什么地板上有很多空间?/103
什么是量子点?//105
欧姆定律在微观世界还有效吗?/107
只有一个电子的电子学是什么样的?/109
什么是纳米管?/112
什么是NEMS和MEMS?/114

特殊相对论
一般相对论
粒子物理
宇宙学
量子引力
混沌

序言
1955年春天,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Elnsteln)去世的时候,威
廉·米勒(William Miller)在《生活》杂志上刊登了他在几个月前对这位
伟大物理学家所作的采访。米勒的儿子当时也随同前往,爱因斯坦告诫他
说:“重要的是不要停止提问。”(The important thing is not to stop
questioning.)
我们也希望读者们带着这个建议踏上这101个问题之旅,我们的回答将
使你们对现代物理学有所了解(本书原名《关于现代物理学的101个重要问
题》——编者注)。这种了解当然不可能是详尽的,由于篇幅所限,我们不
得不有所选择,并且还是一种主观的选择。有些问题至今还未得到解决,
因此,长久以来,物理学家们也从未停止提问。
大约在19世纪末,人们就认为物理学的发展已基本走到尽头,只剩下
少量的细节工作。虽然人们在伽利略·伽利雷(Galileo Galilei)之后的三
百年中获得了重大的成就,但是这种观点仍是十分错误的。在上个世纪最
后二十五年中,物理学又经历了许多划时代的发展,我们可以说:“现代
物理学”从这一刻就诞生了,这也正是本书涉及的内容。
现代物理学引领我们进入了一个有别于日常经验的世界,带领我们认
识微观世界、极速世界以及广阔的宇宙。这一探索之旅时常令我们目瞪口
呆,因而颇具挑战性.但这也令它更加富有魅力。
首先我们将讨论量子物理学,它研究的是微观世界。它打破了我们的
一些根深蒂固的观念,例如物体按照一定轨道运动。但同时,我们日常生
活中许多不可或缺的技术应用也正是构建于其基础之上的。我们将在《量
子物理学》和《应用固体物理学》这两章中谈到其中的几个应用。《纳米
物理学》和《量子信息》两章中的问题是指向未来的。尤其是后一章指出
:我们在未来也许能够利用量子系统的一个非常特殊的性质,即量子纠缠(
编者注:具有两个以上元素的复合系统,当其中一个的状态发生变化时,
即使另一个远在另一颗行星之外,也能迅速发生相应变化)。

文摘
版权页:

了如指掌:物理问题如数家珍

插图:

了如指掌:物理问题如数家珍

特殊相对论不允许存在超光速的能量流和信息流。把光速当成极限速度时,人们总是指真空中的光速。粒子在物质中的运动完全能够比光快,因为光速在其中比在真空中小。
在声波中我们知道:当飞机突破音障时会产生音爆现象。接着飞机作为声源将以超音速飞行。在带电粒子的运动中也会发生类似现象,例如物质中的快电子。它发出的电磁波被称作切伦科夫辐射。人们在冷水中反应器棒的周围能观察到蓝色辉光,其原因也是切伦科夫辐射。
特殊相对论的等式在形式上也允许粒子与其他粒子相反,完全以超光速运动。这种所谓的快子不与其他粒子相互作用,因此不在我们的观察之列。
那么用量子能够超越相对论吗?量子理论允许两个或更多的粒子同处一个纠缠态。对两个粒子中的一个进行测量就能确定另一个粒子的测量结果。其中难道不能传送超光速信息吗?两个粒子之间可以相距非常遥远,两次测量可以在很短的时间内相继进行。

内容简介
《了如指掌:物理问题如数家珍》主要内容简介:大约在19世纪末,人们就认为物理学的发展已基本走到尽头。这种观点在上个世纪被不断证明是错误的,物理学又经历了许多划时代的发展。爱因斯坦曾告诫世人说:“重要的是不要停止提问。”现代物理学引领我们进入了一个有别于日常经验的世界,带领我们认识微观世界、极速世界以及广阔的宇宙。这一探索之旅时常令我们目瞪口呆,因而颇具挑战性,但这也令它更加富有魅力。《了如指掌:物理问题如数家珍》试图通过对101个有趣的现代物理问题的回答,让读者对现代物理有所了解,进而热爱它。

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