观念物理+观念化学(共11册)(附赠《观念数学1+2》) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Paul G. Hewitt、John Suchocki

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　　《观念物理 套书》

　　物理学不只是物质科学的一部分，它可以说是所有科学的最根本基础。

　　《观念物理》的第Ⅰ册从「力学」开始讲起，看看牛顿如何改变我们看待这个世界的方式；而物理学里最伟大的通则之一：能量守恆定律，又是如何主宰了全人类。

　　《观念物理II》本书延续《观念物理》第Ⅰ册牛顿的力学讲义，接着探讨与我们每天都会碰见的圆周运动与转动力学，以及如何由重心的定义来了解事物的平衡。

　　休伊特老师从重力的观点，为你细说你和同学之间的交互作用，与地球、太阳系在整个宇宙中受到的引力原来有着基本、共通的关连，而这些有趣、新奇的物理观念，正是我们人类追寻太空殖民梦想的垫脚石！

　　你以为相对论得等到高三才能接触吗？本书让你提早认识近代物理大师爱因斯坦的伟大理论。

　　《观念物理III》谈到物质三态的转变，看似平常不过，背后的过程却非常奥妙复杂。世间所有系统都会变得愈来愈混乱无序，那么人类还有明天吗？热力学原理将为你一一道来。

　　我们的四周充满了波与振动，我们所听见的声音以及所看见的光线，都是波动的一种，就连五彩缤纷的颜色，也与光的反射、折射等现象息息相关。《观念物理IV》带你走入声学、光学的世界。

　　大家都知道电磁学与核物理很重要，不只在物理考试中是决定分数高低的关键，而且处在这个电子时代、核能时代，若缺少了相关常识，旦夕福祸经常就在一念之间。《观念物理》第V册轻松认清电磁学与核物理。

　　《观念物理》从物理观念出发，不必高深的数学，就能掌握万物之理；《观念物理Ⅵ：习题解答》从解题的观念出发，帮助你更加精进物理观念。这本习题解答是《观念物理》的一个延伸，解题的重心就放在前五册每一章末尾的「想清楚，说明白」、「沙盘推演」与「实战演练」三个单元。它可让《观念物理》这套书更完整、更适合台湾同学的阅读，也对同学有实质上的帮助。书中的解题观念、解题方法，可以帮助读者突破学习与思考的瓶颈，真正享受学习物理的乐趣。
　　
　　用《观念化学》教化学观念

　　当老师的都希望我们的教导对学生有长期的正面影响。因此，我们注意的是学生该学习的且最重要的东西。对学生来说，化学课程的目标非常明显，他们应该要熟悉化学的基本概念，甚至要让他们觉得化学很有意思，尤其是那些和日常生活有关的东西。举例来说，肥皂是怎么作用的？冰为什么会浮在水上等等。学生应该能区别「同温层臭氧的消耗殆尽」和「全球温暖化」这两个问题有什么不同；也该知道怎样才能确定饮水的供应是否安全，他们应该学会，物质在原子和分子的尺度上是怎么回事。不仅如此，在学习化学课程后，学生应该了解科学探索的方法，也比较能把自己学会的知识教给下一代。简单的说，学生应该有高于平均素质的科学水准。

　　这是很伟大的目标，而它是否能成功，和我们当老师的是否尽了最大的力有关。不过从我接触过的学生那儿听到的意见是，他们并不是觉得有必要学化学。他们感兴趣的，倒不一定是化学知识，而是希望在学习过程中，发展自己的科学观念。

　　诚如所有科学教育工作者所知，化学以及许多化学观念是发展高阶思考技巧的优良沃土。因此，我们应该把这一项科学的特质和所有学生分享，它可以调合到不同的程度，适应各不同科系的学生。学生进入大学并不是只想学习某些特定的学业科目，也想发展健全的人格特质。健全的人格发展，应该也包括增进分析能力与口语沟通技巧，同时强化自己面对各种不同挑战的信心。因此，我们教化学时，不只能帮助学生学好化学，也能帮助学生了解自己并认清自己的潜力。

　　这就是为什么我要写这套《观念化学》的原因。从目录里大家可以发现，这套书介绍了完整的化学知识。而且，这套书也的确如它的书名所言，是在介绍化学观念，帮助学生理解微观尺度分子与原子的行为，从中了解分子与原子的行为如何构成并且影响巨观的物质环境，让学生对自然世界有更深的认识，并了解物质的行为与运作模式。

　　《观念化学》并不强调背诵或计算解题技巧，书中的化学观念主要是以故事叙述的方式来介绍的，配上很多例子与图解。每一章末尾的「观念考验」挑战学生对内容了解的程度，及进行综合判断、做出清晰结论的能力。《观念化学》不仅能协助学生学习化学，还能让学生借由学习化学，成为较好的思考者，完成对自我的发掘。

　　《观念化学》的各册结构

　　《观念化学》的 I 至III册，也就是前 12 章，介绍化学基本观念。我们用生活实例贯穿全书，帮助学生了解并评断相关的化学观念。在第IV至V册，也就是 13 至 19 章里，学生有机会练习前面 12 章学到的东西，用以探讨许多不同的化学议题。

作者简介

休伊特　Paul G. Hewitt

　　高中时梦想当个拳击手，毕业后开始学漫画，后来从事画户外广告招牌的工作。27岁才决定回到学校，在麻州罗尔技术学院就读物理系，是班上年纪最大的学生。1964年，取得犹他州立大学科学教育与物理双主修的硕士学位，便到旧金山城市学院开始教学生涯，直到1999年退休。1982年，休伊特获得美国物理教师学会颁发的密立根讲座奖。获奖原因是由于他在物理教学专业上的投入，发展出许多有趣而令人激赏的教学示范，以及阐释观念的方式，让很多原本不可能喜爱物理的学生，对物理产生兴趣。

　　休伊特认为：教学不仅仅是工作，也不仅仅是专业，而是一种对待生命与生活的态度；因此对于当老师的人来说，尽力把教学工作做好，是非常重要的一件事。因为，不论学生有多大的热情，老师都有能力把它浇熄；但老师也同样也有能力去激发学生，让他们发挥出最大的潜能。休伊特相信：学物理应该是很有趣的，虽然也许要相当用功，但一定是有趣的事。《观念物理》这套书正是他这个信仰底下的产物之一。

蔡坤宪

　　因为高中时读不懂物理，而一脚踏进物理教学的缤纷世界。从东海大学物理系、国立交通大学电子物理所硕士毕业之后，曾在中学服务三年，任教国中理化与高中物理等科目。现服务于逢甲大学光电学系暨物理教学研究中心，也在纽西兰怀卡托大学科学与科技教育研究中心攻读科学教育博士学位，研究领域为物理教学、解题研究、师资培育与教育多媒体设计。剑道是主要的业余兴趣。译有《观念物理II》、《怎样解题》，着有《观念物理VI：习题解答》（皆为天下文化出版）。

苏卡奇　John Suchocki

　　美国维吉尼亚州立邦联大学（Virginia Commonwealth University）有机化学博士。他不仅是出色的化学教师，也是大名鼎鼎的《观念物理》（Conceptual Physics）作者休伊特（Paul G. Hewitt）的外甥。 在取得博士学位并从事两年的药理学研究后，苏卡奇前往夏威夷州立大学（University of Hawaii at Manoa）担任客座教授，并且在那里与休伊特一同钻研大学教科书的写作，从此对化学教育工作欲罢不能。苏卡奇最拿手的，就是带领学生从生活中探索化学，他说：「当你好奇大地、天空和海洋是什么构成的，你想的就是化学。」他总是想着要如何用最贴近生活的例子，给学生最清晰的观念；他也相信，只要从基本观念着手，化学会是最实际且一生受用不尽的科学。 目前，苏卡奇与他的妻子、三个可爱的小孩，定居在佛蒙特州，并且在圣米迦勒学院（Saint Michael’s College）担任教职，继续着他热爱的教书、写书，还有词曲创作的生活。

探寻物质世界的本源：经典化学与物理学理论导览 本书系 是一套深入浅出、系统梳理经典化学与物理学核心概念的权威读物。它旨在为读者构建一个坚实的基础框架，以便理解我们所处物质世界的运作规律。全书精选了化学与物理学发展史上最具里程碑意义的理论和实验发现，辅以清晰的图示和详尽的推导过程，力求在保持科学严谨性的同时，兼顾可读性与启发性。 第一部分：化学的基石与演化（约五册内容侧重） 本部分聚焦于物质的组成、结构、性质以及变化规律，追溯化学科学自古典时代向现代科学转型的关键历程。 卷一：原子结构与元素周期律的构建 本卷详细阐述了原子理论的起源，从道尔顿的原子假说出发，逐步引入拉塞福的核式结构模型、玻尔的能级概念，直至量子力学在原子结构中的应用。重点解析了电子排布的规则、洪特规则、泡利不相容原理等，并以此为基础，深入剖析了元素周期表的设计逻辑及其蕴含的内在规律。读者将理解元素性质的周期性变化如何由外层电子结构决定，以及如何利用周期表预测未知元素的特性。此外，早期化学计量学的建立过程及其对化学实践的指导意义也将被详尽讨论。 卷二：化学键的本质与分子结构 本卷是理解物质宏观性质微观根源的关键。开篇即深入探讨离子键、共价键（包括σ键和π键的形成），并引入杂化轨道理论（sp, sp2, sp3）来解释分子的空间构型。随后，内容转向分子轨道理论（MO理论），通过对HOMO和LUMO的分析，解释化学反应的活化能和反应路径。立体化学——手性、对映异构体和非对映异构体的概念及其在生命科学中的重要性，将在本卷得到充分阐述。对氢键、范德华力的讨论，则将连接分子间作用力与物质的聚集态（如熔点、沸点）。 卷三：化学反应的热力学基础 本部分着眼于能量在化学过程中的角色。从宏观的热力学定律出发，系统讲解了焓变、熵变和吉布斯自由能（$Delta G$）的概念及其计算方法。重点分析了反应的方向性、自发性判断以及平衡常数的意义。本书将详述卡诺循环在热力学理论建立中的作用，并结合实例说明如何通过改变温度、压力或浓度来移动化学平衡（勒夏特列原理的应用）。对反应热的量热法测定和标准生成焓的确定过程亦有详细介绍。 卷四：化学反应的动力学与机理 如果说热力学决定了“能发生什么”，那么动力学则解释了“发生得有多快”。本卷专注于反应速率的理论。讨论了速率定律的确定、反应级数、速率常数的温度依赖性（阿伦尼乌斯方程）。过渡态理论（Transition State Theory）将作为核心理论，帮助读者理解活化能的物理意义，以及催化剂如何通过提供新的反应路径来降低能垒。对复杂反应的连锁反应、分支反应和自由基机理的分析，将带领读者进入更复杂的化学反应世界。 卷五：溶液化学与电化学导论 本卷探讨了物质在溶剂中的行为。内容涵盖溶解度的影响因素、依数性（依浓度变化的性质，如凝固点下降、沸点升高），以及溶液中离子的热力学处理。电化学部分则从基础的氧化还原反应入手，介绍电极电势的概念，深入解析原电池和电解池的工作原理，并结合能斯特方程，说明电化学过程与自由能变化之间的定量关系。法拉第电解定律及其在工业电解中的应用也将被提及。 --- 第二部分：物理学的殿堂与时空观的重塑（约六册内容侧重） 本部分从运动、力、能量、场域的视角，构建读者对经典物理学及现代物理学前沿概念的认知。 卷六：经典力学：运动与守恒定律 本卷奠定整个物理学的基础。从伽利略的相对性思想和牛顿三定律开始，引入矢量分析和运动学概念。重心在于对功、动能、势能的深刻理解以及机械能守恒定律的应用。随后，内容将提升至更抽象的拉格朗日和哈密顿力学形式，阐释如何通过变分原理来描述复杂系统的运动轨迹，为理解场论和量子力学提供数学工具。刚体转动、角动量守恒以及多体问题（如行星运动）的精确解法将作为重点解析的案例。 卷七：热学与统计物理学的初探 本卷连接了微观粒子行为与宏观热现象。详细阐述了理想气体状态方程、麦克斯韦速率分布。气体动理论将解释宏观压力和温度的统计意义。热力学第二定律和熵的统计学解释（玻尔兹曼公式 $S=k ln W$）将是本卷的核心。对能量子化和黑体辐射的研究，将自然地引向普朗克的假设，为量子革命埋下伏笔。 卷八：电磁场的交响：从静电到麦克斯韦方程组 本卷系统梳理电磁现象。从库仑定律、高斯定律开始，构建静电场的数学描述。接着引入磁场、安培定律和法拉第电磁感应定律。全书高潮在于对麦克斯韦方程组的推导与解释，展示了电场与磁场如何相互激发，形成电磁波，并确定了光速的来源。对楞次定律、电磁感应中的能量转换，以及LC振荡电路的分析，将深化读者对电磁场的动态理解。 卷九：波动光学与几何光学 本部分专注于光的本质。几何光学部分会讲解光的直线传播、反射、折射定律，并通过透镜成像原理（高斯公式）解释光学仪器的构造。波动光学部分则重点分析光的干涉（杨氏双缝实验）、衍射（单缝衍射、光栅）和偏振现象，这些实验无可辩驳地证明了光的波动性。对光的传播速度在不同介质中的变化也将进行细致探讨。 卷十：相对论的革命：时空结构的重构 本卷带领读者进入爱因斯坦的革命性理论。狭义相对论将从对光速不变原理的坚守出发，推导出洛伦兹变换、时间膨胀和长度收缩。质能等效原理（$E=mc^2$）的物理意义和推导过程将被详述。随后，广义相对论将引入弯曲时空的概念，解释引力不是一种“力”，而是物质对时空几何的弯曲，并通过对水星近日点进动等实验证据的分析，展示其优越性。 卷十一：量子现象与微观世界的奇景 本卷概述了现代物理学的两大支柱之一：量子力学。从光电效应、康普顿散射等经典无法解释的现象入手，阐述光子假说。物质波（德布罗意波）的提出，将粒子与波的对立统一起来。薛定谔方程的意义（而非复杂的求解）将作为核心，解释波函数 $psi$ 的概率解释。对不确定性原理的探讨，将揭示微观世界固有的模糊性和随机性，为理解原子和分子世界的行为提供了根本框架。 全书特点总结： 本系列丛书摒弃了碎片化的知识点堆砌，坚持以历史发展脉络为线索，将化学的微观结构理论与物理学的基本原理紧密结合，力求展现科学发现的内在逻辑和相互促进的关系。它不仅是知识的传授，更是对科学思维方法的培养。

评分☆☆☆☆☆

购买了这套“观念系列”的书籍之后，我最大的感受就是它的“透彻”。它不是那种泛泛而谈的科普读物，也不是那种堆砌概念的专业教材。而是以一种非常深入浅出的方式，剖析了物理和化学的核心思想。在物理部分，我印象最深刻的是它如何将看似孤立的物理现象串联起来，比如从力学到电磁学，再到热力学，让我看到了物理学内部的逻辑统一性。它所强调的“观念”，不仅仅是知识点，更是解决问题的思维方式，让我学会如何用物理学的视角去观察和分析世界。化学部分同样精彩，它没有回避复杂的化学反应机理，但却用非常清晰的比喻和图示，让我能够轻松地理解分子层面的互动。特别是它对周期表背后隐藏的规律的阐述，让我觉得非常震撼，原来元素之间的关系是如此的紧密和有序。附赠的《观念数学》更是锦上添花，它教会我如何从“观念”层面去理解数学工具，从而更好地服务于物理和化学的学习。这套书真正做到了“授人以渔”，让我获得了独立思考和深入探索的能力。

评分☆☆☆☆☆

我购买这套“观念系列”书籍，纯粹是被它极具吸引力的书名所打动。我是一个对科学充满好奇心但又常常被专业术语吓退的普通读者，一直渴望能有一套书，能够用最通俗易懂的语言，最直观的视角，来阐述物理和化学的奥秘。看到“观念物理”和“观念化学”这样的字眼，我立刻联想到这套书或许能够帮助我摆脱对公式和计算的恐惧，而是专注于理解科学背后的逻辑和思想。书的包装非常精美，11册的书籍整齐排列，送的《观念数学》更是让我觉得物超所值，因为数学是所有科学的语言，用“观念”的方式理解数学，再用这种方法去理解物理和化学，简直完美。我尤其希望它能在不牺牲严谨性的前提下，极大地降低阅读门槛，让我能够真正地享受探索科学世界的乐趣，而不是觉得自己在进行一场艰苦的“知识搬运”。我期待它能为我打开一扇新的大门，让我看到一个不一样的科学世界。

评分☆☆☆☆☆

这是一套我偶然间在书店发现的“观念系列”书籍，虽然我对“观念物理”和“观念化学”这两个概念并不熟悉，但封面设计简洁大气，标题“共11册”和“附赠《观念数学1+2》”也显得非常有分量，立刻引起了我的好奇心。我平日里喜欢涉猎一些比较“硬核”的科学读物，但又苦于很多专业书籍晦涩难懂，经常需要花费大量精力去理解基本概念。所以，当看到“观念”这个词时，我心想，或许这套书能提供一种新的视角，一种更侧重于理解核心思想、建立概念框架的路径。我期待它能够帮助我构建起物理和化学的知识体系，而非仅仅停留在公式和实验的堆砌上。我希望它能像一位经验丰富的老师，循循善诱地引导我进入这两个博大精深的学科世界，让我能够触类旁通，举一反三。尤其是附赠的《观念数学》，这让我觉得非常超值，因为我知道数学是理解物理和化学的基石，如果能将数学的“观念”与科学的“观念”结合起来，那将是多么令人兴奋的体验啊！我迫不及待地想翻开它，看看它究竟能带给我怎样的惊喜。

评分☆☆☆☆☆

读完这套“观念系列”的物理和化学书籍，我感觉自己像是经历了一场思维的洗礼。它并非那种枯燥乏味的教科书，而是以一种非常巧妙的方式，将复杂的科学原理拆解成最核心、最本质的“观念”。物理部分，它没有上来就抛出一堆公式，而是从一些最基本的现象出发，比如运动、力、能量，然后层层递进，让我逐渐理解了牛顿力学、相对论、量子力学等大领域的精髓。它强调的不是记忆，而是理解，是那种“哦，原来是这样！”的豁然开朗。化学部分同样如此，它从物质的构成、元素的周期律、化学反应的本质入手，让我对原子、分子、化学键有了全新的认识。特别是它在讲解过程中，穿插了许多历史故事和生活中的例子，让抽象的科学概念变得生动有趣，触手可及。我发现，很多我曾经觉得难以理解的化学反应，在作者的讲解下，都变得清晰明了。总而言之，这套书给我最大的感受是，它真的帮助我建立了对物理和化学的“观念”性认识，让我从“知道”走向了“理解”，从“记忆”走向了“融会贯通”。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理和化学这两个学科抱有浓厚的兴趣，但碍于自身基础的薄弱，常常只能停留在浅尝辄止的层面。在一次偶然的机会中，我看到了这套《观念物理+观念化学》，立刻就被它的名字所吸引。我理解的“观念”，是一种更侧重于理解事物本质、建立知识框架的方式，这正是我所需要的。我希望这套书能够帮助我摆脱死记硬背的困境，真正理解物理定律和化学反应背后的逻辑。11册的规模让我觉得内容非常充实，而附赠的《观念数学》更是让我觉得物超所值，因为我相信，数学的“观念”与科学的“观念”能够相互促进，形成一种更强大的认知体系。我期待这套书能够以一种全新的视角，引领我进入科学的殿堂，让我不再畏惧那些看似复杂的概念，而是能够充满自信地去探索科学的奥秘。我希望它能成为我理解物理和化学的“启蒙之书”，为我未来的学习打下坚实的基础。