中学生必读的图解科学教科书4：揭开能量与能源的祕密 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本册《揭开能量与能源的秘密》将中学生会学到的物理、化学及地球科学知识以漫画方式呈现。本册主题有：

　　．电与磁性（说明静电是如何发现的？电力和磁性相遇会发生什么？电磁波是怎么被发现的？）

　　．光（光的特性、光的颜色和能量、物体散色的光会引起哪些现象？）

　　．能量与能源（说明什么是功？什么是能源？解释物质不灭定律为何。）

　　书中的故事情节有连贯，从故事主角日常生活中的点点滴滴引出学习主题，透过逗趣的漫画对话及实验图示解说，帮助孩子轻松学习艰深的理化和地球科学。

系列简介

　　这是一套专为国中阶段的中学生整理归纳的自然科学(物理、化学、地球科学、生物)补充教材，在学习上绝对不可少。

　　本系列【中学生必读的图解科学教科书】是针对国中阶段的学生在三年学习科学的菁华整理版本，借由漫画形式将复杂的科学概念与原理简单化，逐步导引解说，引发读者好奇与兴趣，在无形中吸收主要学科知识。将物理、化学、地球科学及生物等科目融合统整，依其不同主题整理分为科学原理、物质奥秘、生命及宇宙、能量与能源、地球大气和水等类别，让读者在学习上更能融会贯通，达到事半功倍的效果。

　　本系列内容编排上，除主题内容透过串场人物的解说，详细叙述原理来源之外，在每个段落结束时都会增加一 <复习时间> 专栏，帮助读者再次唤起刚才学习的内容记忆，做一简单整理。

　　其次主题依教学内容编撰之外，还加入补充教材 <课本没教的科学知识> 以及 <有趣的科学教室> ，增加更深入、宽广相关的科学知识，使之能够与日常生活时事相互结合，让内容不枯燥乏味。

　　书末还附有<科学中的历史，历史中的科学>，犹如一段科学史隧道，罗列数位与本册内容相关的历史上伟大科学家，深入介绍，让读者更加了解整个科学史的演变轨迹。

　　相信本系列的所有主题，都能符合读者对科学知识的追求渴望以及满意。对于目前正在中学阶段的学生而言，是套相当合适的科学补充教材。

作者简介

金泰镒

　　毕业于首尔大学师范学院物理教育学系；随后受到日本文部省的邀请，前往奈良教育大学从事物理教学方面的研究。曾经在一善国中担任科学老师长达十七年，现任「教育及人力资源发源发展部」教育研究员，目前正在攻读博士学位。同时也是「让科学变得快乐的人」机构的研究会员，并着有《中学生必读的图解科学教科书》与国中科学教学书等多本参考书。

原者简介

洪俊义

　　现任韩成科学高中教师，并兼任韩国科学文化财团青少年科学探究班（YSC）分院长。

崔后南

　　曾任教育情报研究院教育研究员，以及韩国教育过程评价院学生学习成效评估问卷的命题与检讨委员。

高贤德

　　现任国乐高中教师，并兼任学生学习成效评估，以及国三学历评估问卷的命题委员。

绘图者简介

马祯沅

　　把绘画和漫画当做最大乐趣的漫画家，并对生活週遭左邻右舍的朴实人生，始终充满了热情与关怀。自从2004年获得京乡新闻新春文艺漫画部门奖后，随即正式展开了漫画创作。连载作品包括儿童杂志《思想达人》「古椎叔叔的友善拼法」，以及《魔豆树》「传说童话」等等。此外还有《悠闲的下午》、《找出隐藏在新闻背后的真相》等作品。

译者简介

姜林权

　　毕业于国立台湾大学商学系国际贸易组，曾任第三波文化事业 UNIX World 译者、软体中文化公司台湾区经理。现为专业译者。

探寻宇宙奥秘与生命起源：自然科学的宏大叙事 本书旨在带领读者踏上一场穿越时空、探索自然界深层规律的知识之旅。它并非聚焦于特定学科的教科书式解析，而是力求构建一个宏观、系统的自然科学知识框架，涵盖了从宇宙诞生到生命演化的关键脉络，以及物质世界的内在逻辑。 第一部分：宇宙的尺度与演化 我们将从最宏大的尺度——宇宙——开始我们的探索。宇宙并非静止不变的背景，而是一个充满活力、不断演化的动态系统。 星系的形成与结构： 书中会详细描绘星系的形态多样性，从螺旋星系到椭圆星系，以及它们在引力作用下如何相互作用、合并与演化。我们将探讨暗物质在星系结构和动力学中所扮演的关键角色，以及我们如何通过间接观测来“感知”这种不可见的物质。此外，我们还将深入研究超大质量黑洞在星系中心的作用，以及它们如何调控宿主星系的恒星形成活动。 恒星的生与死： 恒星是宇宙中的“炼金炉”。我们将追溯恒星从分子云坍缩开始的生命周期，介绍主序星阶段的核聚变过程，即质子-质子链和碳氮氧循环如何将氢转化为氦，释放出维持宇宙光明的能量。随后，我们将详细解析不同质量恒星的终结命运：低质量恒星如何膨胀成红巨星，最终形成白矮星并冷却成黑矮星；而大质量恒星则以上演壮观的超新星爆发告终，这是宇宙中重元素（如铁、金、铀等）的主要来源。理解这些过程，是理解我们自身构成的基础。 宇宙学基础：大爆炸理论的证据与挑战： 本部分将扎实介绍现代宇宙学建立的基石。我们将回顾哈勃-勒梅特定律，理解宇宙膨胀的观测证据。重点在于对宇宙微波背景辐射（CMB）的深入解读，分析其温度的微小波动如何编码了早期宇宙的信息，包括其成分（重子物质、暗物质、暗能量）的比例。同时，我们也会讨论暗能量这一神秘力量对宇宙加速膨胀的影响，以及当前宇宙学模型（Lambda-CDM模型）所面临的未解之谜和前沿研究方向。 第二部分：物质的本质与相互作用 离开宏观的宇宙，我们将视角聚焦到构成万物的微观世界，探索物质最基本的组成部分及其遵循的规律。 原子结构与化学键的奥秘： 尽管原子模型经过了多次修正，但我们仍需要清晰地理解电子云、能级和量子数的概念。本书将以更具直观性的方式解释量子力学的基本原理如何决定了元素的周期性。随后，重点将放在化学键的形成上——离子键、共价键和金属键的本质区别及其对物质宏观性质的影响。我们将探讨分子几何结构如何决定了物质的功能性，例如有机分子为何能形成复杂的生命结构。 电磁学与光：超越经典： 经典电磁学是理解现代技术和自然现象的基础。我们将系统梳理电场、磁场、电磁感应等概念，并展示麦克斯韦方程组如何统一了电与磁，并预言了电磁波的存在。更进一步，我们将探讨光的波动性和粒子性（光子）的统一，以及这些概念在光谱分析、现代通信乃至量子信息科学中的应用。 热力学与熵增原理：时间的箭头： 热力学定律是描述能量转换和过程方向的普适规律。我们将阐释第一定律（能量守恒）的意义，但更侧重于第二定律——熵增原理。熵增原理不仅解释了为什么热量总是从高温物体流向低温物体，更重要的是，它为时间指明了方向，解释了为什么宇宙总是趋向于更无序的状态。我们将讨论耗散结构理论，探讨在远离平衡态的开放系统中，生命和复杂结构是如何“局部对抗”熵增，实现自组织的。 第三部分：地球的演化与生命的起源 将目光聚焦到我们赖以生存的行星，探讨地球的地质历史以及生命出现的奇迹。 地球的内部结构与动力学： 我们将探究地球深处是如何运作的。通过地震波的传播，我们能描绘出地壳、地幔和地核的结构。板块构造理论是理解地球表面现象（如地震、火山、造山运动）的核心框架。我们将剖析地幔对流如何驱动大陆漂移，以及地磁场（由地核的液态铁的运动产生）如何保护地球生命免受太阳风的侵袭。 生命的化学基础与演化论： 生命的诞生是一个化学奇迹。本书将不涉及生物学的细节分类，而是专注于生命起源前的化学环境。我们将讨论米勒-尤里实验等早期地球化学模型的意义，探讨氨基酸、核苷酸等生命基石是如何在非生命物质中自发形成的。随后，我们将回顾达尔文进化论的核心思想，着重于自然选择的机制，以及遗传变异如何驱动物种的适应性改变，解释生命如何在地球漫长岁月中分化出惊人的多样性。 气候系统的反馈机制： 地球气候是一个极其复杂的系统。我们将分析太阳辐射、温室气体、海洋环流和冰雪反射率之间的复杂反馈回路。理解这些机制，对于把握地球气候系统对外部扰动的响应至关重要，从而为理解地球历史上的气候变迁和当前面临的挑战提供科学基础。 总结：科学的统一性 全书的宗旨在于展现自然科学的内在统一性。从量子场论的基本粒子，到恒星核聚变产生元素，再到这些元素聚合形成行星和生命，一切都遵循着少数几个普适的物理和化学定律。本书旨在培养读者一种跨学科的思维方式，理解万物互联的整体性，激发对未知世界更深层次的好奇心。

1.　漫谈现代科学

01　超微小世界的科学──奈米科技

02　狭义相对论

2.　电与磁性

01　静电的发现

02　流动的电──电流
让鸽子做邮差的故事

03　电力与磁性的相遇
利用铁钉动手做陀螺

04　电磁波的发现

3.　光

01　光的特性
让我们来进一步了解光的反射和折射原理

02　光的颜色与能量
怎么会在黑白图案中看得到色彩呢？

03　可辨别光的眼睛
如何矫正近视、远视、散光的矫正方法

04　物体散发的光
视错觉引起的奇妙现象

4.　能量与能源

01　什么是功？

02　什么是能源？
不会弹跳的乒乓球

03　能量不灭定律
人类的作功量最高可以达到多少呢？

04　能量转换与热能

05　再生能源
人类真的可以做出「永动机」吗？

科学中的历史，历史中的科学
索引目录

作者序

试着一起沉浸在科学的世界中。

各位同学，你们喜欢科学吗？
我好像听见坐在正前方的你在大声的说：「喜欢~」
「太好了！我们也是。」

　　然而，不知道为什么，这些原来喜欢科学的小朋友升上国中，变成哥哥姊姊后，对科学的感觉竟成「好难喔！」，不仅如此，科学还变成大家口中那个最讨厌的科目。毫不犹豫的回答。很多人认为科学既难理解，又有太多需要死背的东西。

　　听到这样的说法，身为负责教导科学科目的老师的我们都觉得相当沮丧，因为明明只要彻底理解基本原理并熟悉科学思考方法，任何人都能学习科学这门知识，学科学并不需要死记，只要背诵一点点必要的东西，并搭配动动脑筋就能学得好。

　　于是我们这四位有相同烦恼的科学教师，经过讨论后决定：一起来编制出超完美科学教科书吧！我们呕心沥血所推出的就是专为国、高中生打造，命名为《中学生必读的图解科学教科书》套书；我们是根据以下两点最常遇到的困扰：「怎么做才能让人熟练科学原理并且品味出科学思考的魅力？」「又该怎么做才能让人感受到科学与我们日常生活密不可分的关系呢？」努力的将所研究出来的解决方法融入书本中。

　　《中学生必读的图解科学教科书》借着发明家叔叔与孩子们之间的对话，自然的将科学基本原理的说明与科学思考方法介绍给各位小读者；书中出现的角色－叔叔和小孩子也都是随处可见的平凡人，叔叔是以各位家里的叔叔或隔壁邻居的叔叔作为想像范本所创造的角色，而小孩子更是以各位小朋友当作想像范本。叔叔和孩子们从每天的相处以及周遭发生的事件中，自然的以科学办法解决各种烦恼，他们的对话之中也蕴含着科学概念，科学式的思考方法就这样生动的呈现在我们的眼前。如果各位小朋友也能以这种方式去学习科学就再好不过了。另外，将书本中所学到的知识借由日常交谈与朋友、哥哥或叔叔分享的过程，也是一种学习科学的过程。

　　本书中含有丰富的内容与值得深入思考的部分，但也不能只是把它归类成拿来「研读科学」的无趣书籍，因为它在为各位小朋友提供科学趣味知识的同时，也带来了看漫画的享受；大大小小的事件插曲以及拥有独特性格的孩子们、拥有丰富想像力与突发奇想创意点子的叔叔，在他们你一言，我一语之间，相信各位也能挖掘出更多的趣味。好，现在让我们跟着叔叔和孩子们，一起进入由科学展开的各种趣味故事之旅。

评分☆☆☆☆☆

说真的，我平常对物理类的科目一直都抱着一种“敬而远之”的态度，总觉得那些公式和理论离我们太遥远了。但是，这本《中学生必读的图解科学教科书4：揭开能量与能源的祕密》完全改变了我的想法！这本书最让我惊喜的地方是，它能把那些听起来很复杂的科学概念，用一种非常生活化、非常具象的方式呈现出来。比如，关于“能量的转化”，我以前总觉得那是什么高深的物理定律，但书里用了一个非常生动的例子，把我们骑脚踏车的过程分解成好几个阶段，从我们身体储存的化学能，到脚蹬出去产生的机械能，再到轮胎和地面摩擦产生的热能，每一步的能量转化都用清晰的插画和简单的文字解释，我看着看着就觉得，“哦，原来能量就是这样变化的！” 完全没有教科书那种枯燥乏味的讲解方式。而且，这本书在讲解时，还穿插了很多关于我们生活中的能量应用，比如手机充电、煮饭烧水，这些看似平常的活动，都被剖析成能量转化的过程，让我觉得科学原来就在我们身边，一点都不神秘。它就像是一位耐心的老师，用最容易理解的方式，一步一步地引导我去探索能量的奥秘。我觉得，如果所有科学书都能像这本书一样有趣，我可能会爱上科学！

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到这本《中学生必读的图解科学教科书4：揭开能量与能源的祕密》真的让我眼睛一亮！我平常对科学课里的能量概念总是有点模糊，什么动能、势能、热能，听起来就很抽象。但这本书的图解真的太神了！它不像我以前看的教科书那样，密密麻麻的文字让我头昏眼花。这本的插画风格很活泼，而且每一张图都解释得很清楚，感觉就像在看一本漫画书，但却学到了超多东西。像是关于温室效应的那一部分，以前老师讲课的时候，我总是记不住那些气体成分和它们的具体影响，但书里用一个生动的小动画来展示二氧化碳如何把热量困住，我一下子就明白了！还有关于再生能源的部分，太阳能、风能、水力发电，用超大张的插图把发电的原理画出来，甚至还有各种发电厂的剖面图，我才知道原来风力发电机里面有这么复杂的构造！对我来说，最棒的就是它把这些复杂的概念都变得好亲切，不再是遥不可及的科学术语，而是我生活中就能看到、感受到的事物。这本书绝对是那种让你读完之后，下次上科学课举手回答问题都会变得超有自信的那种！我一定会把它当成我的科学小帮手，常常翻阅，把那些以前觉得难懂的能量知识都彻底搞懂。

评分☆☆☆☆☆

我一直对能源这个课题很有兴趣，尤其是在新闻里看到各种关于石油、天然气价格波动，以及发展绿色能源的讨论时，总觉得有些东西不够了解。《中学生必读的图解科学教科书4：揭开能量与能源的祕密》这本书，就给我提供了一个非常棒的视角。我特别喜欢它对于不同能源类型之间的比较，它不仅仅是列出优缺点，而是通过非常直观的图表和案例，让我感受到它们在实际应用中的差异。比如，在讲核能的时候，它并没有回避核能的潜在风险，而是用一种非常中立和科学的态度，去解释核裂变的过程，并且用图示展示了核电站的结构和安全措施，这让我对核能有了更全面、更理性的认识，而不是被一些片面的信息所误导。另外，书中关于未来能源发展的畅想也让我很受启发。它探讨了氢能源、地热能等一些听起来很“未来感”的能源，并且用精美的图示展示了这些能源在未来社会可能扮演的角色，让我看到了科学技术进步带来的无限可能性。这本书给我最大的感受是，它不仅仅是传授知识，更是在培养一种批判性思考和长远眼光的科学素养。我读完之后，感觉自己对能源这个话题有了更深刻的理解，也更能理解现在社会上关于能源发展的各种讨论的背后的逻辑。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，好的科普书应该既有深度，又有广度，同时还要能够吸引人读下去。《中学生必读的图解科学教科书4：揭开能量与能源的祕密》这本书，在这几个方面都做得非常出色。我尤其欣赏它在处理“能源”这个主题时，展现出的系统性和全局观。它没有仅仅停留在基础的能量概念，而是将能量与我们更宏观的世界联系起来。比如，书中有一部分详细介绍了全球能源消耗的现状，通过令人警醒的图表，展示了不同国家和地区能源使用的差异，以及由此带来的环境问题。这让我意识到，能量不仅仅是物理学里的一个概念，更是关乎我们地球和人类未来的重要议题。此外，它还深入探讨了能源的可持续性发展，介绍了各种新型能源技术，并且用非常易于理解的图示，解释了它们的工作原理和潜在优势。我特别喜欢书中对于“能源效率”的讨论，它不光是告诉我们如何节约能源，更是通过具体的例子，展示了提高能源效率在减少碳排放和降低经济成本方面的重要作用。这本书的语言风格也非常到位，既有科学的严谨性，又不失通俗易懂的趣味性，让我能够轻松愉快地吸收知识，并且引发我对更深层次问题的思考。这绝对是一本值得反复阅读，并且能够带来深刻启发的科学读物。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始拿到这本《中学生必读的图解科学教科书4：揭开能量与能源的祕密》的时候，其实有点期待落空，因为我以为它会跟市面上其他的科学书一样，充斥着大量的公式和艰深的理论。但当我翻开第一页，就被它完全颠覆了我的看法！这本书最大的特色就是它的“图解”功力，完全不是那种随便贴几张图意思一下的。它的插画设计非常用心，每一页都像是精心设计的海报，色彩鲜艳，线条流畅，而且最重要的是，这些图都是在“说故事”！它不是简单地把文字内容视觉化，而是通过图形本身来解释复杂的科学原理。举个例子，关于能量守恒定律，我以前光是听名字就觉得很难懂，但书里用一个很巧妙的比喻，把能量比作一种“变形但总量不变的液体”，然后通过几个生活化的场景，比如你推一个球，球的动能转化成什么，再转化成什么，图示一步步清晰地展示了能量的传递和转化，完全不需要死记硬背。而且，书中还穿插了一些有趣的“你知道吗？”小知识，让我了解一些课本上没有的、关于能量的冷知识，比如为什么有些动物能发出光芒，这其实也是能量的一种奇妙表现形式。这本书的排版设计也让人耳目一新，大量的留白，让眼睛阅读起来非常舒服，一点都不会有压迫感。我觉得这本书不只是一本教科书，更像是一本能够激发我对科学好奇心的引路人。