Happy Learning书系•课堂上听不到的物理传奇.pdf

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书籍描述

编辑推荐
《课堂上听不到的物理传奇(初中版)》:科学故事&历史档案,一本让中学生发现“科学之美”的传奇书,一套让中学生爱上“数理化”的锦囊。
科学的内容 文学的笔法 哲学的反思 历史的脉络
中国科学院院士褚君浩强力推荐

目录
1 声音的秘密
在我们这个绮丽多姿的世界中,声音几乎是不可或缺的。刚刚呱呱坠地的婴儿,用响亮的啼声向世界宣告了一个新生命的到来。在日常交流中,我们使用最多的就是声音。关于声音,有许多有趣的故事。

2 乐音和噪声
和谐的声音让我们心旷神怡,刺耳的声音则让我们烦躁不已。那么,你知道什么样的琴弦才能发出最美妙的乐音吗?为我们揭开这个秘密的,是古希腊学者阿基米德的琴弦定律。

3 光的反射和折射
和声音一样,光是我们接触最多的物理现象之一。大家都知道,光在空气中是沿直线传播的,可是光在遇到水面、玻璃或者其他物体表面的时候,又会发生什么情况呢?墨子、亚里士多德、托勒密、开普勒、笛卡儿……许多科学家经过长期不懈的努力才最终揭开了这个秘密。

4 光的色散的发现
我们看到的太阳光是白色的,但它事实上却是由很多种不同颜色的光复合而成的。牛顿用自己磨制的三棱镜完成了一个著名的色散实验,彻底改变了人们对光的认识。

5 放大镜和望远镜
为了扩展人眼的观察能力,科学家们利用透镜,研制出了各种各样的光学仪器,不但造出了改善视力的放大镜,还制造出了能够放大遥远物体的望远镜,其中的种种故事,可谓妙趣横生。

6 显微镜的历程
望远镜能够让人看得很远,而显微镜则能够让人看到很小的物体。从光学显微镜到电子显微镜,人类探索微观世界的能力也在不断前进。

7 趣话浮力
我们都听说过“曹冲称象”的故事,可是为什么浮力定律的发现者是古希腊学者阿基米德呢?阿基米德又是如何在破解金皇冠疑案的过程中发现这个定律的呢?

8 大气和液体的压强
我们周围的大气会对处于其中的物体产生压强,液体则能够把加在它上面的压强传播出去。著名的马德堡半球实验和帕斯卡桶实验,向我们揭示了压强的奥秘。

9 杠杆的妙用
人是万物之灵。在历史学家看来,人和动物最根本的区别之一,就是人能够有意识地制造和使用工具。后来,工具又慢慢演变成了机械。杠杆是一种最简单的机械,但它的用处却非常大。发现杠杆原理的阿基米德就曾自豪地说:“假如给我一个支点,我就能撬动整个地球!”

10 长度与时间的测量
有人说:“测量是科学的基础。”没有测量得到的数据,现代科学就成了无源之水、无本之木。在所有的测量中,对长度和时间的测量是最重要、最基本的。

11 牛顿第一定律
我们都知道,物体在运动时会由于受到摩擦力的影响而最终停下来。可是,如果没有摩擦力,情况会如何呢?从亚里士多德到牛顿,许多学者对这个问题进行了深入的思考,最终导致了牛顿第一定律的发现。

12 重力和弹力
在形形色色的力中,重力和弹力是最常见的两种力,那么,重力的起源是什么?弹力的大小又跟什么因素有关系呢?下面我们就来讲一讲它们的故事。

13 物质的状态
人类对物质状态的认识有着漫长的历史,关于固态、液态、气态之间的状态变化,科学家都做了深入的研究,有许多有趣的故事。

14 温度计的演变
从300多年前伽利略发明世界上第一支温度计到现在,出现了形形色色的温度计,它们的原理、测量范围和特点都各不相同,但它们都为我们了解周围的世界做出了极大的贡献。

15 温标的变迁
要测量温度,首先要确定一个标准。可是,世界上现在居然有3种不同的标准在同时使用,有意思吧?著名作家海明威的一篇小说,将不同温标带给一个小孩子的困惑刻画得非常生动。

16 分子运动的奥秘
物质是由分子构成的。物质分子会永不停息地做无规则运动,从而呈现出一种奇特的布朗运动。布朗运动曾经让许多著名科学家困惑不已。1905年,在著名的“奇迹年”里,爱因斯坦为大家揭开了谜底。

17 热机的发展
人类的现代生活离不开各种热机。事实上,蒸汽机的出现是工业革命最大的推动力。法国科学家卡诺提出的卡诺原理是热机理论的基础。瓦特改进蒸汽机、奥托发明汽油机、狄塞耳发明柴油机……他们的功绩都将永载史册。

18 电和电流
人类从琥珀生电等现象中认识了电,但直到几千年后,富兰克林才用风筝实验,证明了天上的雷电和人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。伏打电堆的发明,则让电走进了我们的日常生活。

19 磁是什么
大家都知道,吸铁石之所以能够吸铁,是因为它有磁性。那么,磁究竟是什么?这个看似简单的问题,科学家们却研究了上千年。利用磁现象,我国古人发明了指南针,为世界文明做出了巨大的贡献。

20 欧姆定律的提出
欧姆定律是电学的基本定律之一。它的表达式非常简单,但为了发现它,德国科学家欧姆费了很多心思,发明了不少新仪器。而且,这条定律是他在担任中学物理教师期间发现的!

21 直流电和交流电
大家都知道,我们家里所使用的电流都是交流电。可是,在19世纪末,人们使用的却是直流电。著名发明家爱迪生和电机工程师特斯拉关于直流电和交流电的争论,深刻地影响了人类社会的发展。

22 电话、电视和电脑
从能够传播声音的电话、能够传播图像的电视到可以传播各种信息的电脑,电的出现使人类的信息交流发生了质的飞跃。在当今的信息社会,它们的重要性无论怎么形容都不过分。

序言
每个人都喜欢听故事,尤其是青少年。《三国演义》里的三气周瑜、水淹七军,《水浒传》里的智取生辰纲、武松打虎,《西游记》里的大闹天空、三打白骨精,这些内容生动、引入入胜的故事,连七八岁的孩童都能说得出来。中国的传统文化里有很多东西,就是蕴含在这些故事里流传下来的。
其实,不止是文学或者历史中有故事,科学里也有很多有趣的故事。像阿基米德在洗澡时发现浮力定律、埃拉托色尼用日影测量地球大小,以及拉瓦锡从燃烧现象里发现氧气,都是精彩曲折、脍炙人口的科学故事。这些科学故事让我们既能近距离地了解科学家,又能感受他们的科学智慧,领悟基本的科学方法,对于青少年提高科学素养、培养对科学的兴趣,更是有着其他手段难以达到的效果。
遗憾的是,这些科学故事在中学的课堂上却往往很少能够听到。现在,这套“Happy Leaming书系”的出版,也许可以稍稍弥补这一缺憾。这套书以现行中学理科教材里的重要知识单元为主线,讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事,并配以大量珍贵精美的图片,不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力,提升科学素养,还能从一个侧面巩固其课堂学习成果,激发学习兴趣,使学生“想看、爱看、看了有益”。对于教师来说,这些与课堂知识紧密相关的素材可以作为课堂教学的有益补充,用来活跃课堂气氛,深化教学内容。

文摘
插图:

Happy Learning书系•课堂上听不到的物理传奇

Happy Learning书系•课堂上听不到的物理传奇
在小提琴、吉他等弦乐器上,我们都会发现一个“空肚皮”,这就是共鸣箱。它能够使琴弦的振动引起盒内空气的共鸣,这样就把声音“放大”了。 所谓共鸣,在物理学上叫做共振。人们很早就发现,两个振动频率相同的物体,当一个振动时,往往会引起另一个物体振动,这就叫共振。在声学上,如两个频率相同的乐器靠在一起,其中一个振动发声时,另一个也会因共振而发声,这就是共鸣。 我们先来讲一个故事: 唐朝开元年问,洛阳某寺有一个姓刘的僧人,很喜欢敲磬(磬是中国古代一种石制的打击乐器,悬挂在架上,用小槌敲击时可以发出动听的声音)。可是后来,这位僧人发现,他房内的磬经常莫名其妙地自动鸣响,因此惊恐成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,弹得一手好琵琶,而且精通音律,闻讯前来探望。得知原委后,曹绍夔仔细观察四周,发现每当寺院里的钟响起来时,僧人房里的磬也跟着响了。于是,他就对僧人说,你的病我可以治好,因为我找到你的病根了。只见他拿出刀来在磬上锉磨了几下,果然,磬从此以后便再也不会自鸣了,于是,僧人的病也就从此痊愈了。
在这个故事里,磬随着寺院里的钟而自动鸣响,说明它和钟产生了“共鸣”,换句话说,磬的音律(在物理上叫做固有频率)正好和钟的音律完全一致。曹绍夔将磬磨去几处,改变了它的音律,就不会引起共鸣了。

内容简介
《课堂上听不到的物理传奇(初中版)》以现行中学理科教材里的重要知识单元为主线,讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事,并配以大量珍贵精美的图片。不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力,提升科学素养,还能从一个侧面巩固其课堂学习成果,激发学习兴趣,使学生“想看、爱看、看了有益”。对于教师来说,这些素材可以作为课堂教学的有益补充,用来活跃课堂气氛,深化教学内容;对于学有余力的学生来说,书中的拓展性内容还可以引导他们作进一步的学习。

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