物理与生活（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书选用生活中常见的各种问题，以浅显易懂的物理理论解释说明，使读者轻松明白生活上的各种疑问与相关的物理原理，非常适合专技院校「基础物理」或「生活物理」等通识课程教学之用。

　　全书分成物理学与物理量、力与运动、体力学、热、声波、光、电与磁、能量与生活等八大单元，各单元开头以「学习地图」呈现该单元学习要点，之后分为理论篇与应用篇，理论篇简明扼要整理该单元的基本知识，接着应用篇则以一问一答的方式编写，以生活实例加以灵活运用。

　　每个问题皆提供相关「物理小常识」，每个解答后面均安排「动动脑、动动手」的小单元，其内容有的是思考性的问题，有的是实际操作的实验，这些安排可以让读者更进一步认识每个单元的物理内涵。

　　本书图文并茂，内容平易近人而不失物理内涵，从生活上的问题启发读者的兴趣，进而引导读者认识相关的物理原理。

　　第三版主要新增各单元的理论篇，并对应用篇的问题进行大幅更新，依最新资讯及时事，加入许多更吸引人的问题，并删除部份第二版中的问题。此外，也对文句再加以修整润饰，让全书更流畅易读。

 

书籍简介：现代工程材料学导论 作者： 张伟 教授，李明 副教授 出版社： 科技创新出版社 出版年份： 2023年 ISBN： 978-7-5675-XXXX-X --- 卷首语：面向未来的材料科学与工程 在人类文明的每一个重大进步的背后，材料的选择与创新都扮演着核心角色。从青铜时代的冶金术到信息时代的半导体技术，我们对物质的理解和驾驭能力，直接决定了工程技术的边界。进入21世纪，面对全球气候变化、能源短缺以及对高性能、轻量化结构的需求，材料科学与工程正以前所未有的速度发展。 本书《现代工程材料学导论》旨在为工程学、材料科学、化学工程以及相关交叉学科的本科生和初级研究生提供一个全面、深入且紧跟前沿的知识框架。我们不满足于传统材料学的罗列式介绍，而是致力于构建一个以性能-结构-加工-应用为主线的逻辑体系，强调材料的微观结构如何决定宏观性能，以及如何通过工程手段来控制和优化这些结构。 本书内容涵盖了经典金属材料的深入解析，先进高分子材料的最新进展，以及陶瓷、复合材料等功能性材料的理论基础与工程应用，并特别关注了当前热点——智能材料和可持续材料的设计与制造。 --- 第一部分：材料科学的基石与基础理论 (Foundation & Fundamentals) 本部分奠定了理解材料科学所需的物理和化学基础，强调从原子层面理解宏观行为。 第一章：材料科学导论与原子结构 材料的分类与角色： 概述金属、陶瓷、高分子、复合材料及功能材料的定义、特点及其在现代工程中的地位。 原子键合与晶体结构： 深入探讨离子键、共价键、金属键和范德华力对材料宏观性质（如熔点、硬度、导电性）的决定性影响。详细介绍晶格常数、晶面指数（密勒指数）的计算与应用，重点分析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）结构的特性及其对塑性变形的影响。 晶体缺陷的物理意义： 区别点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。着重分析位错理论（刃位错、螺型位错）如何解释金属的塑性变形机制，为后续的强化理论打下基础。 第二章：材料的热力学与动力学 材料的热力学基础： 运用吉布斯自由能最小化原理解释相变发生的驱动力。重点分析二元合金相图的解读，包括固溶体、共晶、共析反应的平衡条件。以Fe-C系相图为例，详细解析钢铁材料热处理的基础。 材料的扩散机制： 阐述Fick定律在材料工程中的应用，包括固态扩散、晶界扩散和快速扩散通道。结合扩散动力学，解释渗碳、渗氮等表面强化工艺的原理与速率控制。 相变动力学： 引入形核与长大理论（如詹森-塞恩斯模型），分析非平衡相变过程，如冷却速率对微观组织形成的影响，为控制材料性能提供时间维度上的依据。 --- 第二部分：主要材料体系的结构与性能 (Core Material Systems) 本部分将三大传统材料——金属、陶瓷、高分子——的理论知识与工程实践相结合，进行系统阐述。 第三章：金属材料的本构关系与强化 塑性变形与形变机理： 详细分析滑移和孪晶在应力作用下的行为。介绍双晶界效应和加工硬化现象。 金属的强化机制： 全面系统地介绍四种主要的强化途径：固溶强化（偏析效应）、晶界强化（Hall-Petch关系）、第二相粒子钉扎（Orowan环机制）和析出强化（时效硬化）。 断裂力学导论： 引入应力强度因子（K）、断裂韧性（$K_{Ic}$）和裂纹扩展速率（d$a$/d$N$）。重点讨论Griffith裂纹形成理论与Paris-Erdogan定律，评估结构在服役中的可靠性。 疲劳与蠕变： 深入探讨低周疲劳（LCF）与高周疲劳（HCF）的S-N曲线分析。解释蠕变过程的三个阶段及其阿伦尼乌斯型加速模型，特别关注高温合金的设计考量。 第四章：陶瓷与玻璃材料的特性 结构特点与化学键合： 分析陶瓷材料高熔点、高硬度和脆性的根本原因——离子键和共价键的强度与方向性。 晶体结构与化学计量： 探讨氧化物、非氧化物陶瓷（如氮化硅、碳化硅）的晶体结构对称性及其对电学、热学性能的影响。 陶瓷的断裂与增韧： 阐述陶瓷的脆性断裂特征。重点介绍第二相增韧技术，如相变增韧（PSZ）、纤维增强增韧的微观机理。 玻璃的非晶态特性： 介绍玻璃转变温度（$T_g$）的概念，粘滞流变学，以及玻璃的制造、热处理和应力控制技术。 第五章：高分子材料的链结构与粘弹性 高分子化学基础： 聚合物的结构特征（分子量、分子量分布、支化度）。介绍聚合反应类型及其对拓扑结构的影响。 构象、构型与态： 详述链段运动、玻璃化转变温度（$T_g$）与熔点（$T_m$）的测定和意义。对比无定形和半结晶高分子的性能差异。 粘弹性理论： 阐述粘滞性和弹性的耦合效应。引入Maxwell模型、Kelvin-Voigt模型来描述高分子的时间依赖性响应（如蠕变和应力松弛）。 高分子材料的加工成型： 简述挤出、注塑等过程中的剪切速率对取向和结晶度的影响。 --- 第三部分：先进材料与交叉学科应用 (Advanced Topics & Interdisciplinary Fields) 本部分聚焦于21世纪工程挑战所催生的新型材料体系及其跨学科应用。 第六章：复合材料的界面科学与力学 复合材料的分类与设计原则： 重点分析纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料的微观几何结构。 界面在载荷传递中的作用： 深入探讨界面结合强度、界面反应对宏观力学性能的决定性影响。分析Mises应力在基体与增强体之间的传递效率。 层合板理论基础： 介绍经典层合板理论（CLT）在分析各向异性材料中的应用，重点讲解铺层顺序对复合材料抗弯刚度和屈曲性能的影响。 第七章：功能与智能材料 电子与光学材料： 概述半导体材料的能带结构理论，介绍PN结的形成与工作原理。探讨压电效应、铁电性及其在传感器和致动器中的应用。 磁性材料的微观起源： 区分抗磁性、顺磁性和铁磁性。详细分析磁畴壁运动对磁滞回线的影响，介绍软磁与硬磁材料的应用场景。 形状记忆合金与智能响应： 聚焦于镍钛合金等材料的马氏体相变和热弹性滞后现象，解释其在自适应结构和医疗器械中的独特优势。 第八章：可持续材料与环境工程 材料的生命周期评估（LCA）： 从“摇篮到坟墓”的角度审视材料的能耗、环境影响和废弃物处理。 绿色加工技术： 探讨低能耗合成方法，如溶胶-凝胶法、机械合金化等，减少传统高温冶金过程的环境负荷。 可回收性与生物基材料： 分析现有材料体系的回收挑战，介绍生物可降解聚合物和再生金属的应用潜力，强调循环经济在材料科学中的重要性。 --- 结语：材料的未来展望 《现代工程材料学导论》不仅仅是一本知识的集合，更是一扇通往材料创新世界的窗口。我们希望读者在掌握了从原子尺度到宏观结构、从基础理论到前沿应用的完整知识链条后，能够具备批判性思维和解决复杂工程问题的能力。材料科学的未来，在于跨学科的深度融合，在于对极端环境（如高压、高辐照）下材料行为的精准预测，以及在于面向人类社会可持续发展的材料设计。本书的完成，正是为了激励下一代工程师和科学家，去创造那些尚未被人类想象的卓越材料。 --- 附录： 常用材料性能数据表、工程单位换算与标准、重要实验方法简介（如XRD, SEM, TEM, DSC/TGA）。

Unit 01 物理学与物理量
理论篇
1-1 物理学
1-2 物理量
应用篇
问题1-1 蜡烛点燃过程先发生物理变化还是化学变化呢？
问题1-2 一公尺是如何定义的？
问题1-3 重量与质量的物理意义有何不同？
问题1-4 历法中有闰年，那有没有闰秒？
问题1-5 一滴水所含的原子数与银河系中的恆星总数比较起来，谁比较多？

Unit 02 力与运动
理论篇
2-1 运动
2-2 力与平衡
2-3 牛顿运动定律
应用篇
问题2-1 一拱桥耐重的祕密是什么？
问题2-2 用力握住鸡蛋，鸡蛋会不会被你握破？
问题2-3 不倒翁的原理是什么？
问题2-4 平衡鸟平衡的祕密是什么？
问题2-5 如何判断生鸡蛋还是熟鸡蛋？
问题2-6 跳车要怎么跳才不会受伤？
问题2-7 掷球的仰角要多少才能丢得最远？
问题2-8 为什么用橡皮筋发射纸弹比用手投掷更具威力？
问题2-9 火箭为什么可以飞到外太空？
问题2-10 拔河比赛只是比谁力气大吗？
问题2-11 物体在地表的重量是不是都一样？
问题2-12 电梯在升降的时候体重会不会改变？
问题2-13 为什么脚踏车的轮子不设计成三个呢？
问题2-14 潮汐的成因是什么？

Unit 03 流体力学
理论篇
3-1 压力
3-2 大气压力
3-3 波以耳定律
3-4 查理定律
3-5 静止流体的压力
3-6 连通管原理与帕斯卡原理
3-7 浮力
3-8 柏努力原理
应用篇
问题3-1 铁达尼号为什么会撞上冰山？
问题3-2 为什么冰山融化会造成海平面上升？
问题3-3 听说在人在死海中就算不会游泳也会浮起来，这是真的吗？
问题3-4 天灯是如何飞上天的呢？
问题3-5 潜水艇浮潜的原理是什么？
问题3-6 为何人不会被大气压力压垮？
问题3-7 吸盘是靠吸力吸住墙壁吗？
问题3-8 马桶能沖水的祕密是什么？
问题3-9 空气枪的原理是什么？
问题3-10 降落伞缓慢下降的原理是什么？
问题3-11 为什么沸腾的油中加入水，会产生油爆现象？ . 80
问题3-12 风筝是如何飞上天的呢？
问题3-13 变化球的祕密是什么？

Unit 04 热
理论篇
4-1 温度与热量
4-2 热的传播
4-3 热与物态变化
应用篇
问题4-1 热水瓶的保温原理是什么？
问题4-2 栗子为什么要和沙子一起炒，才容易炒熟呢？
问题4-3 白天在海边的风会从哪边吹过来？
问题4-4 圣诞灯泡为何会一闪一闪的？
问题4-5 高速公路上为何每隔一段距离就会留一条缝隙？
问题4-6 纸锅子可以用来煮开水吗？
问题4-7 乒乓球不小心踩扁了，该怎么办？
问题4-8 为什么滚热的砂锅要避免放在很冷的地方？
问题4-9 冬天沖开水时，要使用厚的玻璃杯还是薄的玻璃杯装？
问题4-10 施放干冰所产生的白色烟雾是二氧化碳吗？
问题4-11 高山上煮食物，使用压力锅还是焖烧锅比较好？

Unit 05 声波
理论篇
5-1 波的意义与传播
5-2 声音的形成
5-3 声波的反射与折射
5-4 多变的声音
5-5 都卜勒效应
应用篇
问题5-1 为什么每个人讲话的声音都不一样呢？
问题5-2 为什么声音在晚上可以传得较远？
问题5-3 为什么蚊子会发出嗡嗡的声音，蝴蝶就不会？
问题5-4 排笛的发声原理是什么？
问题5-5 大船进港鸣汽笛，岸上的你听到汽笛声的音调会由低变高，这是为什么？
问题5-6 倒车雷达运用原理与蝙蝠抓猎物有什么关联呢？

Unit 06 光
理论篇
6-1 光的性质
6-2 光的反射与折射
6-3 光的色散
6-4 光的干涉
6-5 光的绕射
6-6 光的频率、波长与光速
应用篇
问题6-1 万花筒有着美丽图案的祕密是什么？
问题6-2 单向玻璃为什么只能单边看得见？
问题6-3 为什么天空是蓝色的？
问题6-4 月全食的月亮是什么颜色？
问题6-5 虹与霓的成因是什么？
问题6-6 星星为何会一闪一闪的？
问题6-7 肥皂膜的彩色是怎样形成的？
问题6-8 天上的星星为什么有不同的颜色？
问题6-9 夜市常见会发光的光纤玩具，其原理是什么？
问题6-10 为什么戴上立体眼镜才能看出立体电影的立体感？
问题6-11 为什么有人说远红外光是一种生育光线？
问题6-12 宇宙是静止的吗？

Unit 07 电与磁
理论篇
7-1 电的认识
7-2 电路与电器
7-3 电流
7-4 电阻与欧姆定律
7-5 电场、电位能、电位
7-6 电磁感应与冷次定律
应用篇
问题7-1 人体的神经传导方式跟电线中的电流传导是一样的吗？
问题7-2 为什么同一个插座不要接太多电器？
问题7-3 鸟站在高压电线上为什么不会触电？
问题7-4 怎样测量体内脂肪有多少？
问题7-5 雷电是如何形成的？
问题7-6 避雷针的原理是什么？
问题7-7 汽车被闪电打到，车子里的人会不会也被电到？
问题7-8 广播的AM 与FM 有何不同？
问题7-9 大卖场的防盗门原理为何？

Unit 08 能量与生活
理论篇
8-1 功与能
8-2 功率
8-3 能量的转换与守恆
8-4 光电效应
8-5 质能互换
应用篇
问题8-1 我们能不能由植物取得能源？
问题8-2 我们为什么要付电费？
问题8-3 如何利用风力来发电？
问题8-4 如何利用水力来发电？
问题8-5 游乐场的海盗船设施运用什么物理定律？
问题8-6 如何利用太阳能来发电？
问题8-7 如何利用核能来发电？

动动脑、动动手 谜底
索引

 

三版序

　　如果您想了解物理但又怕物理太难懂，那么这本书就非常适合您。全书配合教育部课程纲要之教学架构，循序编撰，非常适合专技院校「基础物理」或「生活物理」等通识课程教学之用。

　　本书编写方式着重平实、平易而不失物理内涵。一般人大多觉得物理的理论艰涩难懂，所以本书试图以生活上的问题启发读者的兴趣，再以物理的理论解释此一现象，希望能达到让读者既明白生活上的物理问题，又懂得相关的物理原理。

　　本书每个问题的最后皆安排「动动脑、动动手」的小单元，其内容有的是思考性的问题，有的是实际操作的实验，这些安排可以让读者更进一步认识每个单元的物理内涵。

　　本次改版新增「理论篇」，先了解理论知识再进入「应用篇」，以生活实例加以灵活运用，因此加入许多最新、最吸引人的问题，以及全面检视修正错漏字与适度润饰文句，使内容更臻完善且流畅易懂。

　　在此要特别感谢新文京开发出版股份有限公司编辑部与相关同仁的配合，才能使得本书顺利再版。本书经再三斟酌详校，若有疏漏不全之处，尚祈各界不吝指正。
　
 

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《物理与生活（第三版）》，还没深入阅读，但光看目录和一些章节的引言，就足以让我对它充满期待。我是一名对生活中的各种现象充满好奇的普通读者，一直以来都觉得科学离我们很遥远，是实验室里的专有名词和复杂的公式。然而，这本书似乎打破了这种隔阂。它没有上来就堆砌晦涩的理论，而是用一种极其贴近生活的方式来引入物理学。比如，它会从我们每天都会经历的现象讲起，像早上醒来听到闹钟的声音，看到窗外透进的光线，出门坐交通工具，到晚上回家煮饭等等，这些看似平凡的日常，书中都试图用物理学的原理去解释。这种“从生活出发，回归生活”的叙事方式，对我来说非常有吸引力。我尤其期待它能够解答我的一些困惑，比如为什么天会是蓝色的？为什么冬天会感觉比夏天更冷？彩虹到底是怎么形成的？我希望能通过这本书，不再只是机械地接受这些自然现象，而是能理解其背后的科学逻辑，从而获得一种更深刻的认知和体验。这本书的排版也很舒服，插图丰富，希望能帮助我这个物理“小白”也能轻松理解那些“大咖”们才能懂的知识。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对艺术和人文有着深厚情感的读者，一直觉得科学和艺术之间存在着一种微妙的联系，但始终难以捕捉。当我看到《物理与生活（第三版）》的描述中，提到了“物理学的视角如何丰富我们对自然美的理解”时，我感到非常好奇。我一直认为，很多令人惊叹的自然现象，如星空的浩瀚、光影的变幻、甚至物质的微观结构，都蕴含着深刻的美学价值。我希望这本书能从物理学的角度，为我解读这些美。例如，书中是否会探讨光波的干涉和衍射现象，从而解释色彩的丰富多彩，以及艺术家们是如何运用光影来创作的？在描述宇宙的起源和演化时，是否会展现出一种宏大的史诗感，如同宇宙本身就是一首壮丽的诗篇？我期待这本书能够 bridging 科学与艺术之间的鸿沟，让我能够以一种全新的、更加理性的方式去欣赏和理解我们所处的这个世界。我希望它能教会我如何在科学的理性光辉中，发现那份源于物理规律的独特美学。

评分☆☆☆☆☆

作为一名喜欢探索事物本质的读者，我总是不满足于表面的解释，渴望深入理解事物的内在规律。《物理与生活（第三版）》在这一点上恰好契合了我的需求。它并非仅仅停留在现象的描述，而是试图挖掘现象背后的根本原因。我期待这本书能够帮助我建立起一个完整的科学思维框架，让我能够以一种更加系统和严谨的方式去观察和分析周围的世界。比如，书中在解释能量的转换和守恒定律时，是否会联系到我们生活中随处可见的能源消耗问题？在讲述力学原理时，是否会分析体育运动中的技巧和效率？我希望它能引导我从“是什么”上升到“为什么”，从而培养出一种主动探究的精神。而且，这本书的“第三版”字样也暗示着它包含了最新的科学发现和修正，这对于我这样一个追求知识准确性的人来说至关重要。我希望能通过阅读，提升自己的逻辑思维能力和分析能力，不再被一些似是而非的说法所迷惑，而是能够基于科学的证据去做出判断。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对科技发展和社会变迁有着浓厚兴趣的读者，一直关注着新技术如何影响我们的生活。所以，当我看到《物理与生活（第三版）》的简介时，立刻被它所提及的“现代物理学的最新进展”以及“科技如何塑造我们的未来”所吸引。我理解这本书不仅仅是关于基础物理的科普，更重要的是它会将物理学原理与当下的科技前沿紧密结合。想象一下，能够理解我们每天使用的智能手机、高速互联网、甚至是新能源汽车背后的物理基础，这该是多么令人兴奋的事情。我很好奇书中是如何解释这些复杂技术的，是会像其他科普书一样，简单带过，还是会深入浅出地揭示其核心原理。我尤其关注书中对人工智能、量子计算、生物技术等新兴领域的介绍，想知道这些听起来“高大上”的科学分支，到底是如何建立在物理学的坚实基础之上的，以及它们将如何改变我们的社会结构和日常生活。希望这本书能为我打开一扇新的窗口，让我不再只是一个技术的被动使用者，而能成为一个更具洞察力的观察者，甚至为未来的发展方向提供一些独立的思考。

评分☆☆☆☆☆

我是一位务实的读者，对那些能够切实解决生活中的问题，或者提高生活品质的知识格外感兴趣。《物理与生活（第三版）》这本书，从书名来看，就给了我这样的感觉。我希望它不是一本只停留在理论层面，而是能够将抽象的物理概念转化为实际应用的指导。比如，在讲解热力学时，它是否会提供一些关于如何更有效地利用能源，节约家庭开支的建议？在涉及材料科学的部分，是否会解释为什么某些材料比其他材料更适合用于制造特定物品，从而帮助我更好地理解产品的选择和使用？我特别关注书中是否会涉及一些与健康、安全相关的物理学知识，例如关于辐射的防护，或者声波对人体的影响等等。我希望通过阅读这本书，能够提升我在日常生活中做出更明智选择的能力，能够更好地理解和利用身边的科技产品，甚至在遇到一些小问题时，能够运用所学的物理知识找到解决方案。这本书对我来说，更像是一本“生活指南”，一本能够让我的生活变得更科学、更便捷、更安全的工具书。