觀念物理5：電磁學・核物理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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原文作者： Paul G. Hewitt

圖書標籤:

• 電磁學
• 核物理
• 物理學
• 高等教育
• 大學教材
• 理論物理
• 觀念物理
• 電磁場
• 原子核
• 現代物理

　　大傢都知道電磁學與核物理很重要，
　　不隻在物理考試中是決定分數高低的關鍵，
　　而且處在這個電子時代、核能時代，
　　若缺少瞭相關常識，旦夕福禍經常就在一念之間。

　　可是在物理課堂上，這些知識的傳授總是壓軸演齣，
　　學生往往來不及學會多少招式，就匆匆忙忙綁赴考場瞭；
　　齣瞭考場，隻憑還記得的一招半式就這麼闖蕩險惡的江湖……
　　你也是這樣對待決定你人生前途的緊要觀念嗎？

　　如果你的傢教老師告訴你，在核反應中，原子核轉變為能量，
　　你聽到之後，就應該另找一位傢教老師纔對。為什麼？
　　你看到鳥兒兩腳站在一條幾萬伏特的高壓電綫上，
　　卻不會觸電烤焦；而你有時候碰觸到不過110伏特的傢用電器，
　　卻被電得哇哇叫。為什麼？
　　如果你知道發電廠並不齣售電子，而是要由你自己提供，
　　那你為什麼還要乖乖繳電費？
　　請看這本《觀念物理》第5冊吧！

讀者好評

　　作者休伊特是教學很用心的好老師，
　　我的物理基本觀念很薄弱，
　　更需要這種講解清晰的書來幫我建立觀念。

　　這不隻是一套能幫助學生考試高分的參考書，
　　更是一套可以刺激頭腦思考的優秀科普書。

　　建議用班費購買一套放在班上，大傢輪流看；
　　或是請老師建議學校圖書館，多買幾套吧。

好的，這是一份關於一部假設的、不包含《觀念物理5：電磁學・核物理》內容的圖書的詳細簡介。 --- 圖書簡介：宇宙深處的低語——《弦論與多維時空探索》 副標題：從基本粒子到宏觀宇宙的統一框架構想 作者：[此處填寫一個虛構的權威物理學傢姓名，例如：維剋多·科瓦奇] 齣版社：[此處填寫一個虛構的學術齣版社名稱，例如：尖端科學齣版社] --- 內容概要 本書《宇宙深處的低語——弦論與多維時空探索》並非傳統意義上的教材，而是一次對現代理論物理前沿的深刻且引人入勝的哲學與數學之旅。它聚焦於構建一個超越標準模型、旨在統一描述自然界所有基本力的宏偉理論框架——超弦理論及其最新的發展方嚮。 本書旨在為具備堅實高等數學和理論物理基礎的讀者（如研究生、研究人員及資深愛好者）提供一個清晰的路綫圖，理解弦論如何試圖解決量子場論和廣義相對論在普朗剋尺度上不兼容的核心難題。我們規避瞭電磁學和核物理的日常教學內容，轉而深入探究那些構成宇宙結構最深層、最抽象的數學實體。 核心主題深度解析 第一部分：理論的基石——從張量到玻色子弦 本部分首先對經典場論和量子場論（QFT）進行瞭高屋建瓴的概述，但立刻將焦點轉嚮弦論的誕生背景。我們著重分析瞭費米子和玻色子在標準描述下的局限性，特彆是當試圖在量子層麵上處理引力子時遇到的無窮大問題。 張量網絡與背景無關性： 詳細探討瞭背景獨立性在廣義相對論中的重要性，並介紹瞭如何在初始的玻色子弦理論中，通過共形場論（CFT）來維持理論的內稟一緻性。我們詳細解析瞭諾特（Nöther）對稱性在弦論中如何轉化為邊界條件，以及張量網絡在描述時空結構中的初步應用。 狄拉剋導數與高階修正： 深入考察瞭早期弦理論的數學結構，包括對狄拉剋方程的修正，以及高階麯率修正項（如 R^4 項）如何自然地從弦的動力學中湧現，而非被強加進去。這部分內容完全避開瞭對麥剋斯韋方程組或核衰變的顯式推導。 第二部分：超弦的交響——五種理論與對偶性 本部分是全書的核心，詳述瞭五種看似不同的超弦理論（I型、IIA型、IIB型、雜化、異構）如何被發現，並最終統一於一個更宏大的框架——M理論之下。 拓撲與幾何的交融： 我們花費大量篇幅解釋卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形在緊緻化過程中的關鍵作用。本書將這些多維幾何的拓撲不變量（如貝蒂數、霍奇數）與物理學中的可觀測量（如粒子譜、耦閤常數）建立聯係。這裏的討論側重於弦論如何通過不同維度的緊緻化，導齣低能下的有效場論，而不是直接討論電磁相互作用的細節。 對偶性的力量： 詳細闡述瞭S-對偶、T-對偶和U-對偶。特彆是T-對偶，如何展示瞭小半徑緊緻化與大半徑緊緻化在物理上等價的深刻洞察。通過對偶性的視角，讀者將領略到理論結構本身的內在對稱性。 D-膜的引入： 深入剖析瞭狄利剋雷（Dirichlet）膜（D-branes）的概念。D-膜不僅是弦的終點，更是描述開放弦行為的動態背景。我們討論瞭如何使用D-膜來研究規範場理論（如QCD的某些方麵），但側重點完全放在膜的張量性質和其對引力子傳播的影響上，而非核物理的強相互作用細節。 第三部分：黑洞、信息悖論與全息猜想 本部分將理論物理推嚮宇宙學和信息論的前沿。 BPS態與量子引力效應： 探討瞭BPS（Bogomolny-Prasad-Sommerfield）態如何為計數黑洞的微觀狀態提供瞭確切的數學工具。這部分內容是檢驗弦論作為量子引力理論有效性的關鍵，側重於基於幾何和拓撲的計數，而非電磁場與核子的具體耦閤。 AdS/CFT 對應： 詳細介紹瞭反德西特空間/共形場論（AdS/CFT）全息原理。我們將此視為一個強大的數學工具，用以理解量子引力在特定背景下的行為。這部分內容探討瞭如何通過CFT（通常是一個規範場論的邊界描述）來計算引力理論（在AdS內部）的物理量，這是一種深刻的數學等價性，而非對具體核反應的分析。 信息悖論的幾何解釋： 結閤黑洞熱力學，討論瞭信息丟失悖論在弦論框架下的可能解決路徑，如“火牆”假說及其在多維時空結構中的映射。 讀者對象與閱讀體驗 本書的難度定位高於標準物理學本科課程，要求讀者對微分幾何、群論和量子場論有紮實的先備知識。我們的寫作風格力求嚴謹而富有啓發性，避免冗長而機械的計算過程，轉而強調概念的清晰度和理論的內在美感。書中包含大量的數學論證和概念性插圖，旨在引導讀者真正理解“弦”和“膜”在更高維度上如何重塑我們對時空的認知。 本書獨特性 本書的獨特之處在於其純粹的理論聚焦性。它完全緻力於探索統一性理論的框架，係統性地忽略瞭低能物理（如經典電磁學、原子核結構、粒子衰變實驗等）的細節。讀者將在這裏找到對量子引力、額外維度、拓撲場論的深入探討，而不是對電磁場傳播或核反應截麵的計算。我們相信，隻有理解瞭時空的終極幾何，纔能真正洞察自然法則的統一性。 ---

作者簡介

休伊特(Paul G. Hewitt)

　　高中時夢想當個拳擊手，畢業後開始學漫畫，後來從事畫戶外廣告招牌的工作。27歲纔決定迴到學校，在麻州羅爾技術學院就讀物理係，是班上年紀最大的學生。1964年，取得猶他州立大學科學教育與物理雙主修的碩士學位，便到舊金山城市學院開始教學生涯，直到1999年退休。
    
　　1982年，休伊特獲得美國物理教師學會頒發的密立根講座奬。獲奬原因是由於他在物理教學專業上的投入，發展齣許多有趣而令人激賞的教學示範，以及闡釋觀念的方式，讓很多原本不可能喜愛物理的學生，對物理産生興趣。
    
　　休伊特認為：教學不僅僅是工作，也不僅僅是專業，而是一種對待生命與生活的態度；因此對於當老師的人來說，盡力把教學工作做好，是非常重要的一件事。因為，不論學生有多大的熱情，老師都有能力把它澆熄；但老師同樣也有能力去激發學生，讓他們發揮齣最大的潛能。休伊特相信：學物理應該是很有趣的，雖然也許要相當用功，但一定是有趣的事。《觀念物理》這套書正是他這個信仰底下的産物之一。

譯者簡介

陳可崗
    
　　生於廣州，成長於颱灣最艱睏時期，曾就讀海軍官校，颱大物理係畢業，美國普度大學物理博士，主修實驗固態物理。曾任教於清華大學，後移居美國，任職電子工程師。
    
　　工餘及退休後，輒常撰寫科學新知投刊於海外華文報紙，有〈量子電腦的發展〉、〈火星上生物之謎〉、〈大陸生態環境破壞的事實〉。
   
　　譯作有《十月的天空》、《觀念物理4：聲學‧光學》、《觀念物理5：電磁學‧核物理》、《牛頓（上）－最後的巫師》、《牛頓（下）－科學第一人》、《數學妖法》、《阿基米德乾瞭什麼好事！》、《質數魔力（上）－橫跨兩世紀的狂熱》、《質數魔力（下）－百萬美元大挑戰》、《居禮們：一個傳奇的傢族》、《時光旅人》（皆為天下文化齣版）。

第五部　電與磁
第32章　靜電學
32.1　電力及電荷
32.2　電荷守恆
32.3　庫倫定律
32.4　導體及絕緣體
32.5　經由摩擦和接觸的充電
32.6　由感應來充電
32.7　電荷的極化
 
第33章　電場與電位
33.1　電場
33.2　電場綫
33.3　電屏蔽
33.4　電位能
33.5　電位
33.6　電能儲存
33.7　範氏起電機
 
第34章　電流
34.1　電荷的流動
34.2　電流
34.3　電壓源
34.4　電阻
34.5　歐姆定律
34.6　歐姆定律與電擊
34.7　直流電與交流電
34.8　把交流電轉換為直流電
34.9　電路中電子的速率
34.10　電路中電子的來源
34.11　電功率
 
第35章　電路
35.1　電池與燈泡
35.2　電路
35.3　串聯電路
35.4　並聯電路
35.5　電路圖
35.6　復電路中的電阻組閤
35.7　並聯電路及超載
 
第36章　磁學
36.1　磁極
36.2　磁場
36.3　磁場的本質
36.4　磁域
36.5　電流與磁場
36.6　磁力作用在運動中的帶電粒子
36.7　磁力作用於攜載電流的電綫
36.8　從電流計到電動機
36.9　地球的磁場
 
第37章　電磁感應
37.1　電磁感應
37.2　法拉第定律
37.3　發電機及交流電
37.4　電動機與發電機的比較
37.5　變壓器
37.6　電能輸送
37.7　電場與磁場的感應
37.8　電磁波
 
第六部　原子與核物理
第38章　原子與量子
38.1　原子模型
38.2　光量子
38.3　光電效應
38.4　如粒子般的波
38.5　波動的粒子
38.6　電子波
38.7　原子的相對大小
38.8　量子物理
38.9　混沌與可預測性
 
第39章　原子核與放射性
39.1　原子核
39.2　放射衰變
39.3　輻射貫穿能力
39.4　放射性同位素
39.5　放射性半衰期
39.6　元素的自然遷變
39.7　人為的元素遷變
39.8　以碳定年
39.9　以鈾定年
39.10　放射性示蹤物
39.11　輻射與你
 
第40章　核分裂與核融閤
40.1　核分裂
40.2　核分裂反應器
40.3　鈽
40.4　滋生式反應器
40.5　質能等效
40.6　核融閤
40.7　控製核融閤
 
附錄F　指數成長與倍增所需時間
附錄G　為從事物理工作預做準備

评分☆☆☆☆☆

我一直認為，真正優秀的科普讀物，不僅要能傳遞知識，更要能夠激發讀者的思考和想象。《觀念物理5：電磁學・核物理》的封麵設計和書名，就已經給我留下瞭深刻的印象，讓我感覺它不是一本普通的教科書，而是一本能夠引發共鳴、開啓思維的讀物。我期待這本書能夠以一種更宏觀的視角來解讀電磁學和核物理。比如，在電磁學方麵，它是否會討論電磁波在宇宙傳播中的作用，例如天文學中的射電望遠鏡如何接收來自遙遠星係的信號？又或者，它會探討電磁學在現代科技中的廣泛應用，比如我們每天使用的手機、電腦，甚至是醫療設備，都離不開電磁學的原理。而在核物理領域，我希望它能深入淺齣地介紹核反應堆的工作原理，以及未來核聚變能源的可能前景，這涉及到人類可持續發展的重大議題。我希望這本書能讓我看到，這些看似遙遠的物理概念，其實與我們的生活息息相關，並且蘊含著改變未來的巨大潛力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵上那幾個字“觀念物理”，就足以讓我這個對物理學一直充滿好奇但又覺得它高深莫測的讀者，眼前一亮。我一直以來都對宇宙的運行法則、物質的本質充滿瞭求知欲，但市麵上很多物理學書籍要麼太過專業，要麼過於淺顯，難以找到那種既能滿足我探索欲，又能讓我真正理解物理概念的讀物。當我在書架上看到《觀念物理5：電磁學・核物理》時，直覺告訴我，這可能就是我一直在尋找的那本。雖然我還未開始細讀，但僅僅是書名本身，就喚起瞭我對那些神秘而強大的力量的想象：電磁力如何編織著我們的世界，從可見光到無綫電波，無處不在；而核物理，更是觸及瞭物質最核心的秘密，原子核的能量釋放，那是足以改變世界的強大力量。我期待這本書能夠用一種我能理解的方式，帶我領略電磁學和核物理的精妙之處，揭開那些抽象概念背後的真實麵貌，讓我不再望“物”興嘆，而是能真正“玩味”物理。

评分☆☆☆☆☆

《觀念物理5：電磁學・核物理》這個標題，對我來說，更像是一扇通往未知世界的門。我之前對物理學的認知，大多停留在初高中課本的淺顯層麵，而關於電磁學和核物理，我隻模糊地知道它們與電力、磁力、放射性以及原子彈有關。我真心希望這本書能彌補我知識的空白，並且是以一種非常易於理解的方式。我期待它能夠從最基本的世界觀開始，例如，描述電荷的本質是什麼，為何會有靜電，又為何會有電流？磁場又是如何産生的，它與電場之間究竟是怎樣一種“親密關係”？對於核物理，我希望它能解釋清楚原子核的組成，它為何會如此穩定，但又為何會衰變，甚至釋放齣如此巨大的能量。是否會涉及一些著名的實驗，比如盧瑟福的α粒子散射實驗，又或者關於愛因斯坦質能方程E=mc²的通俗講解？我希望這本書能讓我感受到物理學的邏輯之美，以及科學傢們探索未知世界的勇氣和智慧。

评分☆☆☆☆☆

作為一個曾經在物理課上屢屢受挫的學生，我對“電磁學”和“核物理”這些詞匯一直帶有某種程度的畏懼。它們似乎是屬於少數天纔的領域，充滿瞭復雜的公式和令人費解的理論。然而，《觀念物理5》的齣現，卻讓我看到瞭希望。我非常欣賞“觀念物理”這個係列的名字，它暗示著一種更側重於理解物理概念本質的 pendekatan，而非死記硬背公式。我期待這本書能夠以一種生動、形象的方式，將電磁學的奧秘娓娓道來。比如，它是否會從日常生活中的電磁現象入手，比如閃電的威力、磁鐵的吸力，然後層層深入，解釋電場和磁場的産生機製、它們之間的相互作用，以及光作為一種電磁波的本質？同樣，對於核物理，我希望它能解釋清楚原子核的結構是怎樣的，為什麼會存在放射性，以及核裂變和核聚變這些概念背後的物理原理，甚至可能涉及核能的應用，比如核電站的原理，以及核武器的可怕之處。如果這本書真的能做到這一點，那將是一次重大的突破，它能幫助我這樣的普通讀者，重新建立對物理學的信心。

评分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠將復雜事物簡單化、有趣化的作者深感佩服，尤其是當涉及到像電磁學和核物理這樣看似晦澀難懂的學科時。《觀念物理5》這個書名，讓我對作者的這種能力充滿瞭期待。我希望這本書不會用堆砌的公式和枯燥的定理來轟炸我的大腦，而是能夠通過引人入勝的敘述、恰當的比喻，甚至是生活中常見的例子，來構建起一個清晰的知識體係。例如，在講述電磁學時，我希望它能像講故事一樣，從法拉第的實驗講到麥剋斯韋方程組的統一，讓我們看到科學理論是如何一步步演進的。而在核物理部分，我希望能瞭解那些發現原子核、質子、中子的科學傢們的故事，以及他們是如何一步步揭開原子內部的秘密的。我對這本書的期待是，它能夠像一位耐心的老師，引導我逐步走進電磁學和核物理的殿堂，讓我不再覺得它們遙不可及，而是能感受到其中的智慧和魅力，甚至激發齣我進一步探索的興趣。