观念物理5：电磁学・核物理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

原文作者： Paul G. Hewitt

图书标签:

• 电磁学
• 核物理
• 物理学
• 高等教育
• 大学教材
• 理论物理
• 观念物理
• 电磁场
• 原子核
• 现代物理

　　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。

　　可是在物理课堂上，这些知识的传授总是压轴演出，
　　学生往往来不及学会多少招式，就匆匆忙忙绑赴考场了；
　　出了考场，只凭还记得的一招半式就这么闯荡险恶的江湖……
　　你也是这样对待决定你人生前途的紧要观念吗？

　　如果你的家教老师告诉你，在核反应中，原子核转变为能量，
　　你听到之后，就应该另找一位家教老师才对。为什么？
　　你看到鸟儿两脚站在一条几万伏特的高压电线上，
　　却不会触电烤焦；而你有时候碰触到不过110伏特的家用电器，
　　却被电得哇哇叫。为什么？
　　如果你知道发电厂并不出售电子，而是要由你自己提供，
　　那你为什么还要乖乖缴电费？
　　请看这本《观念物理》第5册吧！

读者好评

　　作者休伊特是教学很用心的好老师，
　　我的物理基本观念很薄弱，
　　更需要这种讲解清晰的书来帮我建立观念。

　　这不只是一套能帮助学生考试高分的参考书，
　　更是一套可以刺激头脑思考的优秀科普书。

　　建议用班费购买一套放在班上，大家轮流看；
　　或是请老师建议学校图书馆，多买几套吧。

好的，这是一份关于一部假设的、不包含《观念物理5：电磁学・核物理》内容的图书的详细简介。 --- 图书简介：宇宙深处的低语——《弦论与多维时空探索》 副标题：从基本粒子到宏观宇宙的统一框架构想 作者：[此处填写一个虚构的权威物理学家姓名，例如：维克多·科瓦奇] 出版社：[此处填写一个虚构的学术出版社名称，例如：尖端科学出版社] --- 内容概要 本书《宇宙深处的低语——弦论与多维时空探索》并非传统意义上的教材，而是一次对现代理论物理前沿的深刻且引人入胜的哲学与数学之旅。它聚焦于构建一个超越标准模型、旨在统一描述自然界所有基本力的宏伟理论框架——超弦理论及其最新的发展方向。 本书旨在为具备坚实高等数学和理论物理基础的读者（如研究生、研究人员及资深爱好者）提供一个清晰的路线图，理解弦论如何试图解决量子场论和广义相对论在普朗克尺度上不兼容的核心难题。我们规避了电磁学和核物理的日常教学内容，转而深入探究那些构成宇宙结构最深层、最抽象的数学实体。 核心主题深度解析 第一部分：理论的基石——从张量到玻色子弦 本部分首先对经典场论和量子场论（QFT）进行了高屋建瓴的概述，但立刻将焦点转向弦论的诞生背景。我们着重分析了费米子和玻色子在标准描述下的局限性，特别是当试图在量子层面上处理引力子时遇到的无穷大问题。 张量网络与背景无关性： 详细探讨了背景独立性在广义相对论中的重要性，并介绍了如何在初始的玻色子弦理论中，通过共形场论（CFT）来维持理论的内禀一致性。我们详细解析了诺特（Nöther）对称性在弦论中如何转化为边界条件，以及张量网络在描述时空结构中的初步应用。 狄拉克导数与高阶修正： 深入考察了早期弦理论的数学结构，包括对狄拉克方程的修正，以及高阶曲率修正项（如 R^4 项）如何自然地从弦的动力学中涌现，而非被强加进去。这部分内容完全避开了对麦克斯韦方程组或核衰变的显式推导。 第二部分：超弦的交响——五种理论与对偶性 本部分是全书的核心，详述了五种看似不同的超弦理论（I型、IIA型、IIB型、杂化、异构）如何被发现，并最终统一于一个更宏大的框架——M理论之下。 拓扑与几何的交融： 我们花费大量篇幅解释卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形在紧致化过程中的关键作用。本书将这些多维几何的拓扑不变量（如贝蒂数、霍奇数）与物理学中的可观测量（如粒子谱、耦合常数）建立联系。这里的讨论侧重于弦论如何通过不同维度的紧致化，导出低能下的有效场论，而不是直接讨论电磁相互作用的细节。 对偶性的力量： 详细阐述了S-对偶、T-对偶和U-对偶。特别是T-对偶，如何展示了小半径紧致化与大半径紧致化在物理上等价的深刻洞察。通过对偶性的视角，读者将领略到理论结构本身的内在对称性。 D-膜的引入： 深入剖析了狄利克雷（Dirichlet）膜（D-branes）的概念。D-膜不仅是弦的终点，更是描述开放弦行为的动态背景。我们讨论了如何使用D-膜来研究规范场理论（如QCD的某些方面），但侧重点完全放在膜的张量性质和其对引力子传播的影响上，而非核物理的强相互作用细节。 第三部分：黑洞、信息悖论与全息猜想 本部分将理论物理推向宇宙学和信息论的前沿。 BPS态与量子引力效应： 探讨了BPS（Bogomolny-Prasad-Sommerfield）态如何为计数黑洞的微观状态提供了确切的数学工具。这部分内容是检验弦论作为量子引力理论有效性的关键，侧重于基于几何和拓扑的计数，而非电磁场与核子的具体耦合。 AdS/CFT 对应： 详细介绍了反德西特空间/共形场论（AdS/CFT）全息原理。我们将此视为一个强大的数学工具，用以理解量子引力在特定背景下的行为。这部分内容探讨了如何通过CFT（通常是一个规范场论的边界描述）来计算引力理论（在AdS内部）的物理量，这是一种深刻的数学等价性，而非对具体核反应的分析。 信息悖论的几何解释： 结合黑洞热力学，讨论了信息丢失悖论在弦论框架下的可能解决路径，如“火墙”假说及其在多维时空结构中的映射。 读者对象与阅读体验 本书的难度定位高于标准物理学本科课程，要求读者对微分几何、群论和量子场论有扎实的先备知识。我们的写作风格力求严谨而富有启发性，避免冗长而机械的计算过程，转而强调概念的清晰度和理论的内在美感。书中包含大量的数学论证和概念性插图，旨在引导读者真正理解“弦”和“膜”在更高维度上如何重塑我们对时空的认知。 本书独特性 本书的独特之处在于其纯粹的理论聚焦性。它完全致力于探索统一性理论的框架，系统性地忽略了低能物理（如经典电磁学、原子核结构、粒子衰变实验等）的细节。读者将在这里找到对量子引力、额外维度、拓扑场论的深入探讨，而不是对电磁场传播或核反应截面的计算。我们相信，只有理解了时空的终极几何，才能真正洞察自然法则的统一性。 ---

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。

译者简介

陈可岗
    
　　生于广州，成长于台湾最艰困时期，曾就读海军官校，台大物理系毕业，美国普度大学物理博士，主修实验固态物理。曾任教于清华大学，后移居美国，任职电子工程师。
    
　　工余及退休后，辄常撰写科学新知投刊于海外华文报纸，有〈量子电脑的发展〉、〈火星上生物之谜〉、〈大陆生态环境破坏的事实〉。
   
　　译作有《十月的天空》、《观念物理4：声学‧光学》、《观念物理5：电磁学‧核物理》、《牛顿（上）－最后的巫师》、《牛顿（下）－科学第一人》、《数学妖法》、《阿基米德干了什么好事！》、《质数魔力（上）－横跨两世纪的狂热》、《质数魔力（下）－百万美元大挑战》、《居礼们：一个传奇的家族》、《时光旅人》（皆为天下文化出版）。

第五部　电与磁
第32章　静电学
32.1　电力及电荷
32.2　电荷守恆
32.3　库伦定律
32.4　导体及绝缘体
32.5　经由摩擦和接触的充电
32.6　由感应来充电
32.7　电荷的极化
 
第33章　电场与电位
33.1　电场
33.2　电场线
33.3　电屏蔽
33.4　电位能
33.5　电位
33.6　电能储存
33.7　范氏起电机
 
第34章　电流
34.1　电荷的流动
34.2　电流
34.3　电压源
34.4　电阻
34.5　欧姆定律
34.6　欧姆定律与电击
34.7　直流电与交流电
34.8　把交流电转换为直流电
34.9　电路中电子的速率
34.10　电路中电子的来源
34.11　电功率
 
第35章　电路
35.1　电池与灯泡
35.2　电路
35.3　串联电路
35.4　并联电路
35.5　电路图
35.6　复电路中的电阻组合
35.7　并联电路及超载
 
第36章　磁学
36.1　磁极
36.2　磁场
36.3　磁场的本质
36.4　磁域
36.5　电流与磁场
36.6　磁力作用在运动中的带电粒子
36.7　磁力作用于携载电流的电线
36.8　从电流计到电动机
36.9　地球的磁场
 
第37章　电磁感应
37.1　电磁感应
37.2　法拉第定律
37.3　发电机及交流电
37.4　电动机与发电机的比较
37.5　变压器
37.6　电能输送
37.7　电场与磁场的感应
37.8　电磁波
 
第六部　原子与核物理
第38章　原子与量子
38.1　原子模型
38.2　光量子
38.3　光电效应
38.4　如粒子般的波
38.5　波动的粒子
38.6　电子波
38.7　原子的相对大小
38.8　量子物理
38.9　混沌与可预测性
 
第39章　原子核与放射性
39.1　原子核
39.2　放射衰变
39.3　辐射贯穿能力
39.4　放射性同位素
39.5　放射性半衰期
39.6　元素的自然迁变
39.7　人为的元素迁变
39.8　以碳定年
39.9　以铀定年
39.10　放射性示踪物
39.11　辐射与你
 
第40章　核分裂与核融合
40.1　核分裂
40.2　核分裂反应器
40.3　钸
40.4　滋生式反应器
40.5　质能等效
40.6　核融合
40.7　控制核融合
 
附录F　指数成长与倍增所需时间
附录G　为从事物理工作预做准备

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，真正优秀的科普读物，不仅要能传递知识，更要能够激发读者的思考和想象。《观念物理5：电磁学・核物理》的封面设计和书名，就已经给我留下了深刻的印象，让我感觉它不是一本普通的教科书，而是一本能够引发共鸣、开启思维的读物。我期待这本书能够以一种更宏观的视角来解读电磁学和核物理。比如，在电磁学方面，它是否会讨论电磁波在宇宙传播中的作用，例如天文学中的射电望远镜如何接收来自遥远星系的信号？又或者，它会探讨电磁学在现代科技中的广泛应用，比如我们每天使用的手机、电脑，甚至是医疗设备，都离不开电磁学的原理。而在核物理领域，我希望它能深入浅出地介绍核反应堆的工作原理，以及未来核聚变能源的可能前景，这涉及到人类可持续发展的重大议题。我希望这本书能让我看到，这些看似遥远的物理概念，其实与我们的生活息息相关，并且蕴含着改变未来的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

《观念物理5：电磁学・核物理》这个标题，对我来说，更像是一扇通往未知世界的门。我之前对物理学的认知，大多停留在初高中课本的浅显层面，而关于电磁学和核物理，我只模糊地知道它们与电力、磁力、放射性以及原子弹有关。我真心希望这本书能弥补我知识的空白，并且是以一种非常易于理解的方式。我期待它能够从最基本的世界观开始，例如，描述电荷的本质是什么，为何会有静电，又为何会有电流？磁场又是如何产生的，它与电场之间究竟是怎样一种“亲密关系”？对于核物理，我希望它能解释清楚原子核的组成，它为何会如此稳定，但又为何会衰变，甚至释放出如此巨大的能量。是否会涉及一些著名的实验，比如卢瑟福的α粒子散射实验，又或者关于爱因斯坦质能方程E=mc²的通俗讲解？我希望这本书能让我感受到物理学的逻辑之美，以及科学家们探索未知世界的勇气和智慧。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够将复杂事物简单化、有趣化的作者深感佩服，尤其是当涉及到像电磁学和核物理这样看似晦涩难懂的学科时。《观念物理5》这个书名，让我对作者的这种能力充满了期待。我希望这本书不会用堆砌的公式和枯燥的定理来轰炸我的大脑，而是能够通过引人入胜的叙述、恰当的比喻，甚至是生活中常见的例子，来构建起一个清晰的知识体系。例如，在讲述电磁学时，我希望它能像讲故事一样，从法拉第的实验讲到麦克斯韦方程组的统一，让我们看到科学理论是如何一步步演进的。而在核物理部分，我希望能了解那些发现原子核、质子、中子的科学家们的故事，以及他们是如何一步步揭开原子内部的秘密的。我对这本书的期待是，它能够像一位耐心的老师，引导我逐步走进电磁学和核物理的殿堂，让我不再觉得它们遥不可及，而是能感受到其中的智慧和魅力，甚至激发出我进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上那几个字“观念物理”，就足以让我这个对物理学一直充满好奇但又觉得它高深莫测的读者，眼前一亮。我一直以来都对宇宙的运行法则、物质的本质充满了求知欲，但市面上很多物理学书籍要么太过专业，要么过于浅显，难以找到那种既能满足我探索欲，又能让我真正理解物理概念的读物。当我在书架上看到《观念物理5：电磁学・核物理》时，直觉告诉我，这可能就是我一直在寻找的那本。虽然我还未开始细读，但仅仅是书名本身，就唤起了我对那些神秘而强大的力量的想象：电磁力如何编织着我们的世界，从可见光到无线电波，无处不在；而核物理，更是触及了物质最核心的秘密，原子核的能量释放，那是足以改变世界的强大力量。我期待这本书能够用一种我能理解的方式，带我领略电磁学和核物理的精妙之处，揭开那些抽象概念背后的真实面貌，让我不再望“物”兴叹，而是能真正“玩味”物理。

评分☆☆☆☆☆

作为一个曾经在物理课上屡屡受挫的学生，我对“电磁学”和“核物理”这些词汇一直带有某种程度的畏惧。它们似乎是属于少数天才的领域，充满了复杂的公式和令人费解的理论。然而，《观念物理5》的出现，却让我看到了希望。我非常欣赏“观念物理”这个系列的名字，它暗示着一种更侧重于理解物理概念本质的 pendekatan，而非死记硬背公式。我期待这本书能够以一种生动、形象的方式，将电磁学的奥秘娓娓道来。比如，它是否会从日常生活中的电磁现象入手，比如闪电的威力、磁铁的吸力，然后层层深入，解释电场和磁场的产生机制、它们之间的相互作用，以及光作为一种电磁波的本质？同样，对于核物理，我希望它能解释清楚原子核的结构是怎样的，为什么会存在放射性，以及核裂变和核聚变这些概念背后的物理原理，甚至可能涉及核能的应用，比如核电站的原理，以及核武器的可怕之处。如果这本书真的能做到这一点，那将是一次重大的突破，它能帮助我这样的普通读者，重新建立对物理学的信心。