大众力学丛书：音乐中的科学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

武际可 著

图书标签:

• 力学
• 音乐
• 科学
• 物理
• 大众科普
• 音乐物理学
• 声音
• 振动
• 科普读物
• 音乐理论

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040356540

版次：1

商品编码：11043859

包装：平装

丛书名： 大众力学丛书

开本：32开

出版时间：2012-06-01

用纸：胶版纸

页数：186

字数：150000

正文语种：中文

内容简介

《大众力学丛书：音乐中的科学》收录了作者近十多年来的二十几篇科普文章。这些文章的主题都是与声学和音乐的科学原理相关的，涉及声音的产生和传播，声强的度量、建筑声学、笛子制作、各种乐器（弦乐器，管乐器、键盘乐器，以及锣和鼓等）的构造和发声原理等。特别是结合其中的科学道理及发现这些原理的历史。介绍了许多著名科学家的工作。同时，书中还介绍了一些迄今尚未解决的科学问题。作者将科学与艺术紧密结合地叙述，史料丰富，图文并茂，文字深入浅出，叙述生动。《大众力学丛书：音乐中的科学》对中学、大学，包括艺术类专业的师生都是一本很好的课外读物；对于广大音乐爱好者和对自然科学感兴趣的读者，以及这些方面的专业人员也是一本难得的参考书。

作者简介

武际可，北京大学力学与工程科学系教授，博士生导师，现退休。1934年出生于山西省霍县，1958年毕业于北京大学（数学力学系力学专业），后留校任教。他的专长在固体力学，计算力学与应用数学等方面。曾任北京大学力学系副系主任，中国力学学会力学史与方法论专业委员会主任委员，中国力学学会副理事长，计算力学专业委员会副主任，《力学与实践》主编，中国电机学会冷却塔委员会副主任，《力学学报》、《固体力学学报》、《计算力学》等杂志的编委，太原理工大学，吉林大学等校的兼职教授。著有《力学史》（重庆出版社，2000）、《近代力学在中国的传播与发展》（高等教育出版社，2005）、《拉家常？说力学》（高等教育出版社，2008）、《力学史杂谈》（高等教育出版社，2009），与他人合著有《旋转壳的应力分析》（水利电力出版社，1978）、《弹性力学引论》（北京大学出版社，1981，2001再版）、《弹性系统的稳定性》（科学出版社，1994）等著作，矗译有《何为科学真理》（上海科技教育出版社，2001）、《关于两门新科学的对话》（北京大学出版社，2006）。还发表有百余篇论文。他有广泛的兴趣，写过一些科普文章。合作结集出版了《力学诗趣》（南开大学出版社，1998，2001年获第4届全国优秀科普俸品二等奖）。曾获国家科技进步奖两项，部级奖励7项。2002年被科技部、中宣部、中科协授予全国科普先进工作者称号。

内页插图

目录

1 漫话周期运动——从天体的运行和乐器的发声说起
2 谈声音
3 漫话共振
4 律学和十二平均律
5 千锤打锣一锤定音
6 有关编钟的遐想
7 谈鼓
8 律管
9 管乐器漫谈
10 怎样制作笛子
11 从弹棉花说起
12 说说弦乐器
13 弓弦乐器里面的学问
14 丝不如竹，竹不如肉
15 为什么在洗澡间里唱歌特别好听
16 声音大小的度量——分贝
17 亥姆霍兹振子的妙用
18 音乐爱好者是怎样发起“烧”来的
19 湍流和声音
20 闲话键盘乐器
21 让我们的兴趣更宽一点！
22 音乐科学研究大事记

精彩书摘

天体力学和振动理论这些成果又会反过来把人类观测天体以及制造乐器的实践推向更高的水平。1846年海王星的发现，1930年冥王星的发现，以及1957年以后数以千计的人造天体的发射和技术应用无不凝结了天体力学的研究成果。在非线性振动理论的指导下，更精美的振荡器设计出来了，更精密的电子计时器诞生了，粒子加速装置、各种风动工具、机械都可以找到它的应用。而作为新一代的乐器——电子乐器正是各种复杂振荡器的综合，只要按下琴键，振荡器通过扬声器即可发出美妙的乐音，需要的话可以任意延长，没有气短弓尽之憾。
回顾这段历史，不免使我们中国人为之心酸。我们有五千年文明，我们也较早地提出了这类问题，而且历代对这些问题也不可谓不重视，确曾花了大力气去探索，但划时代的成果却总是出现在西方。这种状况恐怕有两方面的原因。
第一，在研究学问上急功近利的哲学思想的长久统治。科学和技术不同，它是非赢利的事业。牛顿力学、庞加莱极限环、安德罗诺夫一霍普夫分岔都不能卖钱，都不可能成为商品，甚至从急功近利的眼光看，它们都没有“用”的，然而它们都是人类文明的无价之宝。
我国在历和律的研究上虽然名家代有辈出，著作汗牛充栋，但考其内容无非是为了应用。在历上，主要为了发布准确的皇历和观察天象的祥瑞与凶兆。历史上，我国曾出现过90多种不同的历法，古书记载的天象也总是和世事的吉凶联系在一起阐明的，因而没有也不可能有更高层次的力学和天体力学产生。在律上，主要是应定调、定音、和弦之需，为制造乐器和为乐曲定调服务，没有也不可能产生一般的振动学和声学理论。
……

好的，这是一份关于《大众力学丛书：音乐中的科学》之外的，其他书籍的详细简介，旨在介绍与力学、物理学、或者其他大众科学主题相关的不同读物，避免提及音乐与科学的交叉点。 --- 《大众力学丛书：宇宙的基石——经典力学的恢弘画卷》 导言：重塑我们对运动与存在的理解 本书是“大众力学丛书”的又一力作，旨在带领广大科学爱好者，深入浅出地领略经典力学这门物理学之母的精妙与宏伟。我们不再仅仅将力学视为高中物理课本中的枯燥公式集合，而是将其还原为一套描述我们日常世界乃至浩瀚宇宙运行规律的精炼语言。从亚里士多德的直觉世界到牛顿的革命性范式，本书将带领读者穿越数千年的思想演变，感受人类心智如何逐步揭开物质运动的本质。 第一部分：静力学的力量与平衡的艺术 本部分聚焦于描述物体在静止或匀速直线运动状态下的力学原理。我们将从最基础的概念入手：力、质量与加速度。通过详细的案例分析，读者将理解牛顿第一定律（惯性定律）的深刻含义——物体保持其运动状态的内在倾向。 接着，我们将深入探讨力的矢量性质，学习如何分解与合成各种复杂载荷。本书着重阐述了静力平衡的条件：合力为零与合力矩为零。读者将通过阅读关于桥梁设计、起重机械平衡点计算的实例，直观地感受到静力学在工程实践中的决定性作用。我们还将探讨摩擦力——一个既是阻碍又是必要的物理现象，它如何决定了我们行走、抓握乃至车辆启动的可能性。 第二部分：动力学的核心——牛顿三定律的实证之旅 动力学是经典力学的灵魂。本书将用大量贴近生活的实例来阐释牛顿第二定律（$F=ma$）的普适性。我们不仅会计算抛体运动的轨迹，还会探讨在非惯性参考系中（如加速的电梯或旋转的平台）观察到的“假想力”——科里奥利力和离心力——它们如何帮助我们更精确地描述真实世界的运动。 在介绍牛顿第三定律（作用力与反作用力）时，我们将超越简单的推墙与被推的场景，扩展到火箭发射的推进原理、人行走时的地面反作用力，以及天体间的引力作用。这些看似不同的现象，在同一条简洁的定律下得到了完美的统一。 第三部分：能量、动量与守恒的宇宙秩序 如果说牛顿定律描述了“如何变化”，那么能量和动量定律则揭示了“什么保持不变”。本部分是理解物理系统稳定性的关键。 功与能：本书详细解析了动能、势能（包括引力势能和弹性势能）的概念，并清晰地阐明了机械能守恒定律。读者将学习如何利用能量的转化来解决那些仅凭力学计算难以处理的复杂问题，例如过山车的设计原理，以及永动机为什么不可能存在。 动量与碰撞：动量（质量乘以速度）是描述物体运动状态的另一个基本量。我们将分析各种碰撞类型——完全弹性碰撞、非弹性碰撞，以及完全非弹性碰撞，理解动量在封闭系统中的守恒性。通过分析球体之间的撞击，乃至粒子物理学中的初步概念，动量守恒展现出其作为宇宙基本法则的地位。 第四部分：超越直线：转动、振动与波的初步探索 经典力学并未止步于质点的运动。本部分将目光投向宏观世界的复杂运动形式。 刚体转动：我们将引入力矩、转动惯量和角动量等概念。通过类比线运动与转动，读者可以理解转动惯量在转动中的角色如同质量在线运动中的角色。从陀螺的稳定进动到花样滑冰运动员收紧手臂加速旋转，转动定律无处不在。 简谐运动与波动：本书将简谐运动（SHM）视为所有振动现象的基石。弹簧振子和单摆的运动方程将被清晰推导，帮助读者理解周期、频率和振幅的物理意义。最后，我们将简要触及波的初步概念，将简谐运动的原理扩展到宏观的机械波传播，为读者未来探索声学或光学打下坚实的基础。 结语：经典力学的现代回响 经典力学体系虽然在面对极高速和极微观世界时需要相对论和量子力学的补充，但它仍然是我们理解日常现象、设计宏伟工程、以及探索太阳系运行规律的绝对基石。本书旨在培养读者一种“力学思维”——一种基于逻辑推理、模型简化和精确计算的科学分析方法。掌握了这些原理，您将能够以全新的、更深刻的视角审视您周围的每一个运动和静止的物体。 --- 《大众力学丛书：电磁学的世纪交响》 导言：看不见的力量与现代文明的驱动力 如果说经典力学描绘了物质运动的宏大蓝图，那么电磁学则揭示了支撑现代科技文明的无形支柱。本书是“大众力学丛书”的又一力作，它将聚焦于电、磁现象的统一性，以及它们如何塑造了我们的世界——从灯光、通讯到医疗诊断。我们将追溯从琥珀摩擦到麦克斯韦方程组的伟大思想历程，揭示电与磁这两个看似独立的现象，实则是一枚硬币的两面。 第一部分：静电学的构建——电荷的疆域 本部分将从最基础的电荷概念开始，解释物质的电中性与电荷守恒定律。我们将详细探讨库仑定律，理解电荷之间的吸引与排斥力是如何随距离变化的。 本书的核心内容之一是对电场的深入解析。我们将学习如何通过电场线来可视化电荷周围的影响区域，并利用高斯定律来简化复杂电荷分布下的电场计算。对于普通读者而言，理解电势（电压）的概念至关重要，我们将解释电势差如何驱动电流的产生，以及电容器如何作为储存电能的“蓄水池”。 第二部分：电流的律动——电路与磁场的初遇 电流的流动带来了新的物理现象。本部分首先聚焦于直流电路。我们将详细解析欧姆定律，理解电阻的物理本质，并通过串联和并联电路的分析，掌握分析复杂电网的基本方法。 随后，我们将进入磁场的领域。我们将介绍毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律，这些定律如同库仑定律和高斯定律之于静电场，是计算稳恒磁场的强大工具。读者将看到，电流不仅能产生磁场，磁场还能对运动中的电荷施加洛伦兹力，这正是电动机工作的基本原理。 第三部分：电磁感应的革命与统一的麦克斯韦方程组 本部分是电磁学史上最辉煌的篇章。我们将详细探讨法拉第的电磁感应定律，理解变化的磁场如何凭空产生电流，这是发电机和变压器工作的核心。 随后，我们将进入电磁学的集大成者——麦克斯韦方程组的介绍。虽然我们不会陷入高等数学的泥潭，但我们将清晰地阐释麦克斯韦引入的“位移电流”概念，正是这一天才的补全，揭示了电磁场自身的动态特性。通过理解这四个方程，读者将明白：变化的电场会产生磁场，变化的磁场也会产生电场，这种相互激发，形成了电磁波。 第四部分：电磁波的传播与光的本质 电磁波的发现是物理学史上的一座里程碑。本书将解释电磁波的性质：它们是横波，无需介质传播，并且其传播速度恰好是光速。我们将对比不同频率的电磁波谱，从无线电波、微波、红外线到可见光、紫外线和X射线，理解它们如何被用于通讯、加热和成像。 本书的最后，我们将回顾电磁学如何与经典力学交汇，引出狭义相对论的早期萌芽。电磁现象的精确性，最终挑战了牛顿时代对绝对时空的认知，预示着物理学进入了一个全新的纪元。 结语：无处不在的电磁力 电磁力是自然界四种基本力之一，它主导着化学反应、生命活动以及我们所有的电子设备。通过本书对电磁学原理的深入浅出阐述，读者将不再把电流和磁场视为抽象的概念，而是能理解它们在宏观世界中驱动一切的根本力量。 --- 《大众力学丛书：微观世界的幽灵——量子力学的诞生与诠释》 导言：旧物理学的黄昏与新视野的开启 本书将带领读者从经典物理学的宏伟殿堂，步入二十世纪初物理学界那场颠覆性的革命——量子力学的世界。经典力学在解释黑体辐射、光电效应等现象时遭遇了无法克服的困难，迫使科学家们开始接受一个令人不安却又无比精确的新图景：能量是量子化的，粒子同时具有波的特性。本书旨在为普通读者勾勒出这一伟大理论的诞生历程、核心概念及其对我们世界观的深远影响。 第一部分：量子化的黎明——从黑体到光子 我们将从马克斯·普朗克对黑体辐射的解释开始，理解能量不再是连续可变的，而是由一份份不连续的“能量包”组成的。这是量子概念的首次登场。 随后，我们将深入探讨阿尔伯特·爱因斯坦对光电效应的解释，这确立了光的粒子性——光子。通过分析光电效应的实验数据，我们将体会到能量$E=h u$（其中$h$为普朗克常数）的革命性意义。最后，我们将简要回顾卢瑟福的原子模型及其在经典物理框架下的不稳定性，为引入新的量子轨道理论做铺垫。 第二部分：波粒二象性与物质的怪异性 量子力学的核心特征之一是波粒二象性。德布罗意提出物质粒子（如电子）也具有波的属性，其波长与动量相关。我们将通过双缝干涉实验的视角，展示电子如何表现出波的干涉现象，以及观测行为如何彻底改变实验结果的这一诡异特性。 紧接着，我们将讨论海森堡提出的不确定性原理。这个原理并非因为测量仪器不够精良，而是宇宙固有的基本属性：我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量。我们将用简洁的语言解释这一原理对“确定性”的哲学冲击。 第三部分：薛定谔方程与概率的统治 量子力学的数学核心是薛定谔方程。本书将把薛定谔方程描绘成描述微观粒子“概率波”演化的基本定律。我们关注的不再是粒子精确的轨道，而是其出现在特定位置的概率幅。 我们将介绍波函数（$Psi$）的概念，并理解波函数的平方代表的物理意义——概率密度。通过分析氢原子中的电子，读者将看到量子化能级如何自然地从薛定谔方程的解中涌现出来，解释了元素的稳定性与光谱的离散性。 第四部分：多重诠释与量子世界的哲学挑战 量子力学在数学上取得了空前的成功，但在其物理诠释上却引发了旷日持久的争论。本部分将介绍量子力学的几种主要诠释： 1. 哥本哈根诠释：强调波函数的坍缩和观测者的作用。 2. 多世界诠释：每一个测量都导致宇宙分裂成无数个平行的分支。 3. 隐变量理论的尝试：以德布罗意-玻姆理论为例，探讨是否存在我们尚未发现的“隐藏”变量来恢复决定论。 最后，我们将简要探讨量子力学在现代技术中的应用，如激光、半导体晶体管，以及未来量子计算的前景，展示这些“幽灵般的作用”是如何成为我们当代世界的坚实基础。 结语：一门仍在成长的物理学 量子力学彻底改变了我们对实在的看法。它迫使我们放弃了宏观世界的直觉，接受一个充满概率、不确定性和内在联系的微观宇宙。本书旨在提供一把钥匙，让读者能够窥见这扇通往物质最深层结构的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者绝对是一位天才！他将“力学”这个看似与音乐毫不相干的领域，与我们热爱的音乐巧妙地结合在一起，创造出了一部令人惊叹的作品。我一直以为力学是关于物体运动和受力的，没想到它在解释音乐的产生和传播上竟然如此得心应手。《大众力学丛书：音乐中的科学》让我看到了声音作为一种物理现象的本质，包括它的频率、振幅、波形等基本要素。书中通过对不同乐器发声原理的深入剖析，让我对它们的构造和声音特点有了全新的认识。我第一次理解了为什么不同材质的琴弦会发出不同的音色，为什么不同形状的共鸣箱会影响声音的响度和丰满度。而且，书中还穿插了许多有趣的音乐史小故事和著名作曲家的轶事，这些都为枯燥的科学知识增添了生动的色彩。读这本书，我仿佛置身于一个巨大的音乐实验室，亲眼见证着一个个美妙音符是如何在科学的规律下被创造出来的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我着迷的地方在于，它打破了我固有的思维定式，让我看到了音乐不仅仅是艺术，更是严谨的科学。《大众力学丛书：音乐中的科学》的作者以一种非常独特且富有洞察力的方式，将物理学的基本原理与音乐的创作和欣赏紧密联系起来。我之前从未想过，诸如波的干涉、衍射这些物理概念，竟然能够解释我们听到音乐时所感受到的空间感和立体感。书中关于声音的频谱分析，让我明白了为什么不同的乐器会发出如此丰富多样的音色，以及合成器是如何通过叠加不同频率的声音来创造出全新的音效的。作者的论述逻辑清晰，层次分明，即使是对于没有深厚科学背景的读者来说，也能够轻松理解。读完这本书，我感觉自己对音乐的理解上升到了一个全新的高度，每一次聆听音乐，都仿佛在进行一场关于声学的奇妙探索。

评分☆☆☆☆☆

我通常不太喜欢阅读那种需要费很大力气去理解的书，但《大众力学丛书：音乐中的科学》绝对是个例外。它让我体会到了“寓教于乐”的最高境界。作者并没有刻意去追求某种特定的文体风格，而是以一种非常自然、流畅的叙事方式，引导读者一步步深入探索音乐背后的科学世界。书中大量的插图和图表，让原本抽象的概念变得直观易懂。我尤其喜欢书中关于听觉感知的章节，它解释了为什么我们对某些声音会感到愉悦，对另一些声音会感到不适，甚至还探讨了音乐对我们情绪的影响。这些内容让我开始重新审视自己日常听音乐的习惯，并尝试用更科学的视角去理解音乐带给我的感受。这本书不仅仅是一本科普读物，更是一次关于声音、感知和科学的奇妙旅程。我强烈推荐给所有热爱音乐，或者对声音的奥秘感到好奇的读者。

评分☆☆☆☆☆

天呐，这本书简直把我对音乐的理解完全颠覆了！我一直以为音乐只是旋律、和弦和节奏的堆砌，是一种纯粹的情感表达，但《大众力学丛书：音乐中的科学》让我看到了隐藏在音乐背后那令人惊叹的物理学原理。书中没有枯燥的公式和晦涩的术语，而是用非常生动形象的方式，将声波的传播、共振的原理、乐器发声的机制，甚至是声音的感知，都解释得淋漓尽致。我第一次明白，为什么小提琴的声音听起来如此悠扬，为什么管风琴能奏出如此宏大的乐章，为什么有些音符组合在一起会感觉和谐，而有些则会产生不协和感。作者就像一位技艺精湛的魔术师，将那些无形的物理定律巧妙地融入到我们熟悉又喜爱的音乐中，让我们在欣赏美妙乐章的同时，也能窥探到宇宙深处的奥秘。读完这本书，每次听到一段音乐，我都会忍不住去思考它背后隐藏的科学原理，这让我的音乐体验变得更加丰富和立体，仿佛打开了一个全新的维度。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，我最初拿到这本书，是被它“科学”的外壳吓住了。我一直是个对科学类书籍有点畏惧的读者，总觉得它们要么过于理论化，要么就是一堆让人头疼的数据。然而，《大众力学丛书：音乐中的科学》彻底改变了我的看法。这本书的写作风格异常平易近人，完全没有我预想中的那种学术腔调。作者用了很多生活中常见的例子来比喻复杂的科学概念，比如用抛物线来解释声波的反射，用弹簧的振动来类比弦乐器的发声。我甚至觉得，这本书更像是一本精彩的科普故事集，讲述了声音是如何诞生的，如何在空间中传播，又是如何进入我们的耳朵并最终被大脑解读的。更让我惊喜的是，书中还探讨了音乐与情感之间的微妙联系，以及人类大脑对声音的感知机制。这些内容让我意识到，音乐不仅仅是声音的组合，更是人类生理和心理活动的反映。读这本书，就像在听一位经验丰富的老师娓娓道来，让你在轻松愉快的氛围中，不知不觉地学到了很多宝贵的知识。

评分☆☆☆☆☆

质量真的很不错价钱给力

评分☆☆☆☆☆

还行， 还行， 还行 还行

评分☆☆☆☆☆

质量真的很不错价钱给力

评分☆☆☆☆☆

质量真的很不错价钱给力

评分☆☆☆☆☆

有意思的，比看无聊的电视剧好多了。

评分☆☆☆☆☆

质量真的很不错价钱给力

评分☆☆☆☆☆

科学无处不在，只有科学才能推动一切。

评分☆☆☆☆☆

质量真的很不错价钱给力

评分☆☆☆☆☆

卢昌海在自己博客里推荐的，是中国物理学科普读物中素质很不错的，不过略深，需要一些高中和比较浅的微积分知识