相對論:從13歲開始學相對論  少年伽利略11

相對論:從13歲開始學相對論 少年伽利略11 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

日本Newton Press
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具體描述

《星際效應》電影中消失的23年去哪瞭?
雙生子悖論中的弟弟,為什麼會比哥哥還要老?
 
  ★日本牛頓獨傢授權,2021年全新係列!
  ★彩色印刷,圖解豐富,隻有80頁,內容輕量化,價格門檻低。
  ★內容隻談重點,方便讀者快速掌握,為國中的自然科學習打下劄實的基礎。
 
  大傢都聽過相對論,但不一定知道相對論在講什麼。愛因斯坦提齣相對論,顛覆瞭世人對時間、空間的概念。時間的速度為什麼會不一樣?重力又會對時間空間帶來什麼影響?
 
  本書透過清楚的圖解,讓國高中生也可以掌握到相對論的基本概念,13歲就可以開始熟悉相對論的思維方式,開拓學習物理的視野! 
 
係列特色
 
  1. 日本牛頓齣版社獨傢授權。
  2. 釐清脈絡,建立學習觀念。
  3. 一書一主題,範圍明確,知識更有係統,學習也更有效率。
《宇宙的奇妙旅程:從星辰到微觀世界的探索》 本書帶領讀者踏上一場橫跨宇宙尺度和物質深層的知識探索之旅。我們不從高深的理論公式入手,而是從我們日常生活中最直觀的現象——天空中閃爍的星光、物體墜落的規律——開始,逐步揭開隱藏在自然界背後的基本法則。 第一部分:我們身處的宇宙 這一部分聚焦於我們所處的宏大空間。我們將從肉眼可見的星空談起,迴顧人類曆史上對宇宙的認知演變。從古代文明對日月星辰的觀測與記錄,到望遠鏡發明後,人類視野的極大拓展。我們會詳細介紹太陽係的構造,從最靠近太陽的水星到遙遠的冥王星(以及其他矮行星),探究每顆行星獨特的環境、大氣層和地質活動。 隨後,我們將目光投嚮更遠的深空。瞭解恒星的生命周期,它們如何誕生於星雲之中,經曆主序星階段,最終演化成白矮星、中子星,乃至我們耳熟能詳的黑洞。行星的形成、星係的結構(如銀河係)以及星係團和超星係團的排列方式,都將被清晰地描繪齣來。我們還將探討宇宙學中最令人著迷的問題:宇宙的起源——大爆炸理論的證據是什麼?宇宙的未來又將走嚮何方?本部分將大量運用生動的比喻和曆史故事,讓這些宏大的概念變得觸手可及。 第二部分:物質的構成與相互作用 當我們把視野從浩瀚的星空收迴到我們身邊的物體時,會發現即便是最堅硬的石頭,也是由微小、永不停歇的粒子構成的。本部分將深入探討物質的微觀世界。 我們將從亞裏士多德的“四元素說”講起,追蹤到道爾頓的原子理論,直到現代化學和物理學的基石——元素周期錶的建立。讀者將學習到原子的基本結構:原子核與圍繞它運動的電子。但原子並非不可分割的終點。我們將介紹原子核的構成,質子與中子的世界,以及構成它們的基本單元——誇剋。 在這一過程中,我們會探討自然界的基本力:引力、電磁力、強核力和弱核力。這些力如何支配著粒子之間的相互作用,如何決定瞭物質的化學性質和物理狀態(固態、液態、氣態)。我們會用易於理解的方式解釋放射性現象,這不僅是核能的基礎,也是地球上許多自然過程的驅動力。通過對這些基本粒子的認識,我們得以理解為什麼天空是藍的,為什麼冰會融化,以及生命是如何通過復雜的分子結構得以存在的。 第三部分:運動、能量與守恒定律 物理學的核心在於描述世界如何變化,以及變化的規律是什麼。本部分將聚焦於經典力學,這是我們理解日常運動的基礎。從伽利略對自由落體運動的開創性觀察,到牛頓定律如何係統地解釋瞭行星的軌道和拋體的軌跡,我們將詳細解析這些基礎概念。 動量、能量和功的概念將是本部分的重點。我們會解釋為什麼能量不能被憑空創造或消滅(能量守恒),以及動量在碰撞中如何傳遞。我們將探討機械能(動能與勢能)的概念,並解釋彈簧的伸縮、水壩中水的能量轉化等生活中的例子。 此外,我們也會適當地引入“波”的概念。光、聲以及水波的特性,如反射、摺射、乾涉和衍射,將幫助讀者理解能量傳播的多種形式。這些基礎定律,雖然看似簡單,卻是構建所有現代工程技術和科學理解的基石。 第四部分:跨越維度的思維訓練 在探索瞭宏觀宇宙和微觀物質之後,本書的最後一部分旨在培養讀者的科學思維方式。科學不僅僅是知識的堆砌,更是一種提問、假設、實驗和證僞的過程。 我們將通過介紹曆史上著名的科學實驗,如米勒-尤裏實驗(探索生命的起源)、光電效應的觀察(揭示光的粒子性),來展示科學研究的動態過程。我們會強調“模型”在科學中的作用——科學模型如何幫助我們簡化復雜的現實,並預測未知的現象。 本書的最終目標,是激發讀者對未解之謎的好奇心,並提供一套可靠的工具,去審視那些看似神奇的自然現象,理解它們背後其實遵循著一套嚴謹而美麗的物理規律。它不是要取代專業教材,而是希望成為引導年輕人進入科學殿堂的第一塊墊腳石,讓他們在探索中獲得樂趣和洞察力。

著者信息

圖書目錄


一、何謂時間?何謂空間?
牛頓所認為的「時間」與「空間」……………………………2
「1秒」是如何定義的呢?……………………………………4
現在所定義正確的「1秒」……………………………………6
「1公尺」是如何定義的呢?…………………………………8
現在所定義正確的「1公尺」…………………………………10

二、必須將時間與空間成對思考
時間和空間是相似?還是相異?………………………………12
何謂「3維空間」?……………………………………………14
時間是幾個維度?………………………………………………16
以一個圖來錶示時間與空間……………………………………18

三、何謂「狹義相對論」?
時間與空間都是會伸縮的!……………………………………20
時間與空間會一起伸縮!………………………………………22

四、光速恆久不變!
汽車的速度是時速多少公裏?…………………………………24
物體的速度會因觀察者的立場而改變…………………………26
以與光相同的速度追趕光,結果為何?………………………28
光的速度不會因觀察者的立場而變……………………………30
為什麼光的速度不變呢?………………………………………32
有物體的速度能夠超越光速嗎?………………………………34
Coffee Break 聲波的傳遞需要空氣,那麼光的傳遞呢?……………………36

五、時間與空間會伸縮!
為什麼可以用伸縮來形容呢?…………………………………38
伸縮情形會因速度而異…………………………………………40
伸縮會因觀察者的立場而有所不同……………………………42
利用時間延遲從事太空旅行!…………………………………44
以接近光速的速度前進,景色看起來會成什麼樣呢?………46

六、何謂「同時」?
「同時」的常識改變瞭?………………………………………48
是否「同時」會因觀察者的立場而異…………………………50
遠處發生的事是發生於未來的事?……………………………52

七、何謂「廣義相對論」?
牛頓所認為的「萬有引力定律」是什麼?……………………54
重力的本質是什麼?……………………………………………56

八、直線與麯線
何謂「筆直」?何謂「彎麯」?………………………………58
光在水中為什麼會彎麯?………………………………………60
何謂在麯麵上的「直線」?……………………………………62

九、時間與空間會彎麯!
如何得知空間彎麯呢?…………………………………………64
「重力透鏡」使看到的天體齣現扭麯?………………………66
重力強大,時間齣現延遲!……………………………………68
在黑洞附近,時間會變得如何?………………………………70
黑洞的裡麵是什麼?……………………………………………72
在黑洞錶麵的太空船會變成什麼狀況?………………………74
Coffee Break時間旅行是可能的嗎?…………………………………………76

圖書序言

  • ISBN:9789864612628
  • 叢書係列:少年伽利略科學叢書
  • 規格:平裝 / 80頁 / 24.8 x 24 x 0.7 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

用戶評價

评分

坦白說,對於一個已經接觸過一些物理知識的成年讀者來說,我本來有點擔心這本書的內容會不會太過於基礎、流於錶麵。結果證明我的顧慮完全是多餘的。雖然它標榜是「從13歲開始」,但它在概念的深度上,處理得非常細膩,沒有因為對象年齡而有任何的「偷工減料」。舉例來說,它在解釋慣性係變換時,那個細微的視角切換,連我這個理科背景的都覺得寫得非常到位。這本書的優勢在於,它用最純淨、最少數學乾擾的方式,把相對論的核心邏輯徹底闡明。很多進階的書會用大量的張量分析來解釋,反而讓人迷失在數學符號裡,失去瞭對物理圖像的直觀理解。這本反而像是一次「迴到本源」的旅程,讓我重新審視自己對時間和空間的那些既有認知,用一種全新的、更貼近物理本質的方式去理解。我認為,這不僅適閤少年讀者,更是所有想重新鞏固或釐清相對論基本概念的成年人,都應該收藏的一本經典入門。

评分

從颱灣教育體係的脈絡來看,這本書的齣現簡直是一股清流。我們現行的理化課程,雖然會提到一點點現代物理的皮毛,但往往時間很短,而且重點都在計算,很少深入探討其背後的哲學意涵和實驗設計。學生們對相對論的印象,可能就是「很難」、「很玄」,然後就這樣略過瞭。但這本,它完全沒有被課綱的框架所限製,它敢於深入探討那些「為什麼」的問題。它沒有預設立場地認為讀者是白紙,而是假設讀者是個充滿好奇心的探險傢。我特別欣賞作者在談到伽利略的實驗時,那種對科學傢精神的緻敬,那種「懷疑一切、親自驗證」的態度,遠比單純知道公式更有教育意義。這本書不隻是在教物理,它更像是在教導一種科學方法論,教導年輕一代如何獨立思考,如何質疑權威,這在現今資訊爆炸的時代,顯得格外重要。我希望颱灣的教學現場可以多引進這類型的讀物,讓學習不再隻是填鴨式的記憶。

评分

我必須說,作者的敘事功力真的讓我驚艷。他不是直接丟齣E=mc²然後要你相信,而是很巧妙地透過一些歷史故事和思想實驗,讓你「自己」感受到為什麼相對論會被提齣來。舉例來說,他講到光速不變的那個環節,沒有直接用複雜的數學去證明,而是用火車和月颱的場景來比喻,那個畫麵感十足,讓我瞬間抓住瞭問題的核心。這種「講故事」的能力,是很多理工背景的作傢比較欠缺的,他們有知識,但缺少「翻譯」知識的能力。這本書最棒的地方,就在於它成功地扮演瞭「翻譯者」的角色,把原本屬於大學甚至研究所層級的抽象概念,用國中生聽得懂的語言重新編碼。我以前看過其他科普書,常覺得讀完好像懂瞭,但仔細一想,其實隻是記住瞭幾個關鍵詞,無法內化。但這本,它建立的是一種思維模型,讓我對時間、空間的看法都產生瞭微妙的變化,感覺好像打開瞭一扇新的窗戶,從這個角度看世界,一切都變得不一樣瞭。這種由內而外的啟發,纔是科普書真正的價值所在啊。

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讀這本書的過程,我常常覺得像在玩一個高智商的解謎遊戲。它不是那種「讀完就沒事瞭」的書,而是會讓你讀完一章,需要停下來,望著天花闆消化一下,然後自己腦補一些情境。尤其在講到光錐和時空彎麯的部分,作者安排瞭一些前後呼應的提示,讓你好像在一步步跟著線索前進,最後豁然開朗。這種結構設計非常高明,讓讀者始終保持在「主動學習」的狀態,而不是被動接收。很多少年科普書為瞭求快,會犧牲深度,但這本顯然在這方麵做得非常平衡。它既能滿足少年讀者對新奇知識的渴望,又能提供足夠的嚴謹性,不會讓人覺得學到的是一堆似是而非的「都市傳說」。我幾乎可以想像,一個對物理有興趣的國中生,會把這本書翻得爛爛的,到處做筆記,因為它真的激發瞭一種「想弄懂它」的強烈慾望,而不是「被要求去瞭解它」的壓力。

评分

這本書的裝幀設計真的很有心思,封麵那種簡潔又帶點復古的配色,拿在手上感覺就不一樣。我特別喜歡它在排版上的處理,字體選得很有質感,而且重點的地方都會用不同的字級或顏色標示齣來,對於初學者來說,這種視覺上的引導超級重要。不像有些科普書,內容寫得不錯但排版亂七八糟,讀起來就很吃力。但這本,就算隻是隨手翻翻,都能感受到編輯團隊的用心,他們顯然很懂年輕讀者需要什麼樣的閱讀體驗。我光是看目錄和前言,就覺得這不是那種硬邦邦、把物理公式當聖經擺齣來的教科書,比較像是一個很有耐心的老教授,用最貼近生活的方式在跟你聊天,把那些原本感覺高深莫測的概念,一步步拆解成可以理解的小 टुक塊。我猜,對很多國中生來說,第一次接觸愛因斯坦的世界,最怕的就是被那些艱澀的術語嚇跑,但這本書從一開始就營造瞭一種「沒關係,我們慢慢來」的氛圍,光是這點,就已經贏在起跑點上瞭。我身為一個對科學有興趣的讀者,光是衝著這份對閱讀體驗的尊重,就願意給它很高的評價。

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