中學生物理思維方法叢書:猜想與假設

中學生物理思維方法叢書:猜想與假設 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

束炳如,王溢然 編
圖書標籤:
  • 物理思維
  • 物理學習
  • 中學生
  • 學習方法
  • 猜想與假設
  • 物理輔導
  • 思維訓練
  • 解題技巧
  • 科普
  • 教材輔助
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齣版社: 中國科學技術大學齣版社
ISBN:9787312035364
版次:1
商品編碼:11633844
包裝:平裝
叢書名: 中學生物理思維方法叢書
開本:32開
齣版時間:2015-02-01
用紙:膠版紙
頁數:251
字數:210000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  在《中學生物理思維方法叢書:猜想與假設》中,王溢然摘取物理學發展史上的一些精彩片斷,通過若乾經典的猜想與假設,嚮讀者展示瞭猜想與假設在物理學發展中的重要作用以及前輩物理學傢是如何從紛雜的現象中萌發猜想、提齣假設、檢驗假設、完善和發展假設,從而形成科學理論的。同時,結閤中學物理教學的實際,闡述瞭猜想與假設的教學功能及其在分析、解決具體問題時的應用。
  希望廣大讀者通過閱讀《中學生物理思維方法叢書:猜想與假設》,能提高對猜想與假設這一重要思維方法的認識,並能運用它幫助自己理解和掌握物理知識。更希望廣大青少年讀者能充分張開智慧的翅膀,在浩瀚的未知世界中大膽地去猜想、假設,有所發現,有所創造。

內頁插圖

目錄

序1
序2
前言

1 大膽的猜想 絕妙的假設
1.1 落體運動規律的猜想
1.2 天體引力的平方反比假設
1.3 關於熱本質的猜想
1.4 關於電本質的假設
1.5 黑體輻射與量子假設
1.6 狹義相對論的兩個假設
1.7 宇宙大爆炸的假設

2 猜想與假設在科學認識中的作用
2.1 解釋物理現象或規律
2.2 提齣新的實驗和觀測方嚮
2.3 構成通往正確道路的橋梁

3 猜想的萌發 假設的形成
3.1 類比推理法
3.2 歸納推理法
3.3 演繹推理法
3.4 經驗公式法
3.5 矛盾推理法
3.6 直覺思維法

4 實踐是檢驗和發展猜想與假設的唯一途徑
4.1 伽利略的斜麵實驗
4.2 萬有引力定律的驗證
4.3 倫福德實驗與焦耳熱功當量的測定
4.4 湯姆孫巧測陰極射綫
4.5 勞厄一箭雙雕
4.6 時空相對性的驗證
4.7 宇宙大爆炸的佐證

5 中學物理中常見的幾種假設
5.1 物理條件的假設
5.2 物理過程的假設
5.3 矢量方嚮的假設
5.4 臨界狀態的假設
5.5 極端情況的假設

6 猜想與假設在中學物理學習中的指導作用
6.1 發展想象力的有效途徑
6.2 體驗科學探究
6.3 深化對物理原理的認識

7 猜想與假設在中學物理解題中的應用
7.1 力學問題中的應用
7.2 電磁學問題中的應用
7.3 熱學、光學問題中的應用
7.4 黑箱問題中的應用

結束語
參考文獻

前言/序言


《探尋微觀世界的奧秘:量子力學入門》 本書是一本麵嚮高中生及以上物理愛好者,旨在清晰、係統地介紹量子力學核心概念的入門讀物。它並非一套完整的物理思維方法叢書,而是專注於某個極具挑戰性且意義深遠的物理分支。我們希望通過這本書,讓讀者領略物理學如何從宏觀世界的經典描述,走嚮微觀粒子層麵那些看似“反直覺”卻又無比精確的規律。 第一章:超越經典——量子世界的曙光 本章將從經典物理學的成功與局限性切入,引齣量子力學誕生的曆史背景。我們將迴顧普朗剋的能量量子假說,它如何成功解釋瞭黑體輻射的難題,這標誌著能量不再是連續的,而是以離散的“量子”形式存在。緊接著,我們會探討愛因斯坦對光電效應的解釋,引入光量子(光子)的概念,進一步鞏固能量量子化的思想,並揭示光的波粒二象性。本章還將簡要介紹盧瑟福原子模型的成功與原子光譜的“紫外災難”,為玻爾模型和後續的量子化發展鋪平道路。我們將強調,正是這些看似零散的實驗現象,逼迫物理學傢們不得不打破經典物理的藩籬,去探索一個全新的微觀世界。 第二章:粒子的雙重身份——波粒二象性 在這一章,我們將深入探討量子力學最核心、也最令人著迷的概念之一:波粒二象性。在介紹瞭光的波粒二象性後,我們將轉嚮物質粒子,例如電子。德布羅意的物質波理論將是本章的重點,我們會解釋他是如何將光的波粒二象性推廣到物質粒子上的,並介紹其數學錶達式——德布羅意波長。接著,我們將通過一些經典的實驗,如電子衍射實驗,來生動地證明電子也具有波動性。我們會引導讀者思考:如果電子既是粒子又是波,那麼我們該如何理解它的運動?這種“二象性”是否意味著我們對粒子的描述方式需要根本性的改變?本章旨在培養讀者對微觀粒子行為的直觀感受,即使這種感受與日常經驗相悖。 第三章:概率的海洋——波函數與概率密度 經典物理學中的粒子運動是確定性的,我們可以精確預測其在任意時刻的位置和速度。然而,在量子力學中,這種確定性蕩然無存。本章將引入量子力學的核心數學工具——波函數(Ψ)。我們會解釋波函數本身並沒有直接的物理意義,但它的模的平方(|Ψ|²)卻具有重要的物理解釋:它代錶瞭在某個位置發現粒子的概率密度。這意味著,在量子世界裏,我們無法精確得知粒子的位置,隻能預測其齣現在某個區域的概率。我們將通過一些簡單的例子,例如在一個盒子裏的粒子,來演示如何利用波函數計算粒子在不同位置齣現的概率。本章將強調,概率性是量子力學最根本的特徵之一,它要求我們放棄經典意義上的“軌跡”概念,轉而擁抱一個充滿不確定性的微觀圖景。 第四章:不可預測的邊界——海森堡不確定性原理 基於概率性的波函數描述,本章將係統闡述海森堡不確定性原理。我們將從一個相對直觀的角度,例如通過“能量-時間”不確定性或“位置-動量”不確定性,來解釋為什麼我們不可能同時精確測量粒子的某些成對的物理量。我們會強調,這種不確定性並非源於測量儀器的不足,而是微觀粒子固有的性質。我們將通過一些比喻和類比,幫助讀者理解為什麼試圖更精確地測量一個量,必然會導緻另一個量的不確定性增加。例如,當我們想要精確測量粒子的位置時,就需要用高能量的光子去探測它,而這個高能量的光子本身就會極大地擾動粒子的動量,使其變得不確定。本章將帶領讀者認識到,微觀世界存在著一個根本性的“邊界”,任何試圖超越這個邊界的行為都會導緻巨大的“代價”。 第五章:量子世界的“怪誕”——疊加態與量子糾纏 本章將繼續探索量子力學的“怪誕”之處,首先介紹疊加態的概念。我們將解釋,一個量子係統在被測量之前,可以同時處於多種可能狀態的“疊加”之中。隻有當進行測量時,它纔會“坍縮”到其中一種確定的狀態。我們將用著名的薛定諤貓的例子來生動地說明這一概念,雖然這個例子本身存在爭議,但它極好地捕捉瞭量子疊加態的非直觀性。 隨後,我們將重點介紹量子糾纏。我們會解釋,當兩個或多個粒子發生糾纏後,它們之間會産生一種奇特的關聯,無論它們相距多遠,對其中一個粒子進行測量,都會瞬間影響到另一個粒子的狀態。我們將強調,這種關聯比經典的關聯更為深刻,它挑戰瞭我們對“局域性”的理解。我們會提及愛因斯坦將其稱為“幽靈般的超距作用”,並簡要介紹貝爾不等式及其相關的實驗驗證,這些實驗錶明量子糾纏是真實存在的,並且無法用經典的局域隱變量理論來解釋。本章將激發讀者對量子世界更深層次的思考,挑戰其對現實的認知。 第六章:量子躍遷與原子模型 在這一章,我們將迴到原子結構,並將其與量子力學聯係起來。我們會簡要迴顧玻爾模型,解釋其成功之處以及局限性。然後,我們將介紹量子力學如何更精確地描述原子,引入電子的軌道不再是經典意義上的圓周運動,而是以概率分布的形式存在,即原子軌道。我們將解釋,原子中的電子能量是量子化的,它們隻能處於特定的能量級上。 本章的重點將是量子躍遷。我們會解釋,當電子從一個能量級躍遷到另一個能量級時,會吸收或放齣一定能量的光子。這種躍遷過程是量子力學的核心錶現之一,也是原子光譜産生的原因。我們會通過介紹一些簡單的原子模型(如氫原子)來演示如何理解電子的能級結構和躍遷過程。本章將幫助讀者理解,原子之所以穩定,以及其發光發熱的特性,都源於微觀的量子規律。 第七章:探索未知的邊界——量子計算與量子通信 在對量子力學基本概念有瞭初步認識後,本章將展望量子力學在未來的應用前景。我們將介紹量子計算的概念,解釋量子比特(qubit)如何利用疊加態和量子糾纏來存儲和處理信息,以及量子計算機在解決某些特定問題(如大數分解、藥物設計)上可能實現的指數級加速。我們會用一些形象的比喻來解釋量子算法的優勢,例如並行計算的能力。 接著,我們將介紹量子通信,特彆是量子密鑰分發(QKD)。我們會解釋,利用量子疊加態和不可剋隆定理,可以實現理論上無法竊聽的安全通信。本章將激發讀者對量子技術未來發展的想象,認識到量子力學不僅僅是理論上的探索,更是一股正在改變世界的強大力量。 結語:物理學的無限可能 本書的最後,我們將對量子力學進行一個簡要的總結,並強調量子力學在現代物理學中的核心地位。我們將再次重申,量子世界與我們日常的宏觀經驗可能存在巨大差異,但正是這種差異,揭示瞭宇宙運行的更深層規律。我們鼓勵讀者保持好奇心,繼續探索物理學的奧秘。本書提供瞭一個起點,而物理學的世界,充滿瞭無限的可能,等待著年輕一代的探索與發現。 《探尋微觀世界的奧秘:量子力學入門》旨在為讀者構建一個清晰、可理解的量子力學圖景,培養其對物理學抽象概念的理解能力,並激發其對科學探索的熱情。本書的編寫風格力求生動形象,避免過於晦澀的數學推導,而將重點放在概念的闡述和物理圖像的構建上。

用戶評價

評分

我是在一個偶然的機會瞭解到這套“中學生物理思維方法叢書”的,恰好又翻到瞭《猜想與假設》這一本。說實話,最初拿到這本書的時候,我並沒有抱太大的期望,因為市麵上關於物理的輔導書太多瞭,大多是題海戰術或者知識點梳理。然而,這本書卻給瞭我一個意想不到的驚喜。它不是直接告訴你“怎麼做題”,而是深入淺齣地剖析瞭物理思維的底層邏輯。書中通過大量生動形象的例子,將抽象的“猜想”和“假設”這兩個概念具象化。比如,它會引用曆史上科學傢們在麵對未解之謎時,是如何憑藉直覺和靈感提齣各種奇思妙想,又是如何通過設計巧妙的實驗來驗證這些想法的。讀這些故事,我感覺自己仿佛置身於那些偉大的科學發現現場,親眼見證瞭科學是如何一步步從模糊走嚮清晰。更重要的是,這本書提供瞭很多實操性的方法,教我們如何在學習中運用猜想和假設的思維方式。它鼓勵我們不要害怕犯錯,要敢於質疑,勇於提齣自己的想法,即使這些想法一開始看起來很“離譜”。這種顛覆瞭我以往的學習模式,讓我覺得物理學習不再是枯燥的知識堆砌,而是一個充滿創造力和樂趣的探索過程。

評分

拿到《猜想與假設》這本書,我最大的感受就是它打破瞭我對物理學習的刻闆印象。以往,我總覺得物理就是公式、定理、計算,是一門邏輯性極強但缺乏想象力的學科。但這本書,卻把“猜想”和“假設”這兩個充滿瞭創造性和探索性的詞匯,放在瞭物理學習的核心位置。書中的內容,並沒有直接給你一套解題的公式或者技巧,而是從更宏觀的角度,探討瞭物理學研究的本質。它通過大量的曆史事例,比如亞裏士多德的落體運動猜想,牛頓的萬有引力猜想,以及愛因斯坦的相對論猜想,細緻地描繪瞭科學傢們是如何從觀察現象到提齣大膽猜想,再到構建嚴謹假設,最終形成科學理論的。我特彆喜歡書中對這些過程的解讀,它不僅僅是羅列事實,而是深入挖掘瞭科學傢們當時的思考過程,以及他們是如何剋服睏難,堅持探索的。這讓我明白,科學的進步,很大程度上是建立在一次次的“試錯”和“假設”之上的。讀完這本書,我發現自己對物理的看法完全改變瞭,我不再害怕遇到那些沒有現成公式解決的問題,反而開始享受思考、探索和驗證的過程。

評分

對於我這樣一個曾經對物理感到有些畏懼的學生來說,《猜想與假設》這本書無疑是一劑強心針。我一直覺得物理是一門枯燥、死闆的學科,充滿瞭各種公式和定理,需要死記硬背。但這本書卻以一種非常新穎的視角,展現瞭物理學的魅力所在——那就是它充滿著探索和創新的精神。書中沒有充斥著冰冷的公式,而是用講故事的方式,講述瞭許多曆史上偉大的物理學傢是如何從一個簡單的“猜想”齣發,最終發現瞭深刻的物理規律。例如,書中關於“慣性”的猜想過程的描述,讓我第一次意識到,原來一個如此基礎的物理概念,也曾經是科學傢們經過反復思考和驗證纔得齣的。更重要的是,這本書並沒有停留在理論層麵,而是給齣瞭很多切實可行的方法,指導我們如何在日常的學習和生活中培養這種“猜想”和“假設”的能力。它鼓勵我們保持好奇心,敢於提問,不怕犯錯,並積極地去尋找答案。這種思維方式的轉變,讓我不再覺得物理學習是一個被動的過程,而是變成瞭一個主動的、充滿樂趣的探索之旅。

評分

這本書簡直讓我醍醐灌頂!我一直覺得物理這門學科,雖然公式定理一大堆,但背後的邏輯和思考過程纔是精髓。而這本書,就像是為我打開瞭一扇新世界的大門。我以前做題,總覺得是被動地套用公式,遇到新問題就束手無策。讀瞭這本書,我纔明白,原來物理學的很多突破,都是從大膽的“猜想”開始的,然後通過嚴謹的“假設”去驗證。書中舉瞭很多曆史上偉大的物理學傢是如何提齣猜想,又如何一步步建立起科學理論的例子,比如從蘋果落地的現象聯想到萬有引力,這個過程的描述太精彩瞭!它讓我意識到,物理學習不僅僅是記憶和計算,更是一種探索未知、挑戰極限的精神。書裏還講到瞭如何培養這種猜想和假設的能力,比如多觀察生活中的現象,多問“為什麼”,然後嘗試提齣自己的解釋。這真的讓我感覺自己不再是被動的知識接受者,而是能夠主動參與到科學探索中的一員。我開始嘗試在做物理題時,先不急著找公式,而是先思考題目背後可能存在的物理規律,嘗試用自己的話去“猜”一下答案,然後再去驗證。這種方法論的轉變,讓我對物理的理解更加深入,也更加享受解決問題的過程。

評分

這本書對我來說,最大的價值在於它提供瞭一種全新的視角來審視物理學。一直以來,我總覺得物理學習是被動接受的過程,老師講什麼,課本寫什麼,我們就學什麼,然後就是刷題。但《猜想與假設》這本書,徹底顛覆瞭我的這種想法。它告訴我,其實科學的進步,尤其是物理學的飛躍,很大程度上都源於一種“敢於想象,勇於嘗試”的精神。書中列舉的那些偉大的物理學傢,他們都不是一開始就知道答案的,而是通過敏銳的觀察,大膽的猜想,然後設計實驗去驗證自己的猜想。我印象最深刻的是關於“量子糾纏”的猜想部分,那簡直是顛覆三觀的思考方式,讓我第一次感覺到物理學背後隱藏著如此深刻的哲學思考。這本書不僅僅是講“怎麼猜”,更是教你“如何去猜”,如何從看似無關的現象中捕捉靈感,如何構建一個可以被檢驗的假設。它鼓勵我們打破思維定勢,不要被已有的知識束縛,而是要敢於提齣自己的疑問,去探索那些未知的領域。讀完之後,我感覺自己的好奇心被極大地激發瞭,開始主動地去觀察身邊的物理現象,並嘗試用書中提到的方法去思考。

評分

特彆好的書,老師推薦買的,終於在京東買到瞭。搞活動很閤適

評分

開捲有益,富有啓發

評分

這個版本很好。

評分

可惜沒有包裝

評分

很不錯的書,開捲有益!

評分

6.18促銷買瞭一堆書,囤貨中,物美價廉,雖然這次優惠不如雙11,不過還是很實惠

評分

內容不錯,信賴京東,支持京東。

評分

叢書中的一本,還是不錯的!

評分

下單的第三天就到貨瞭,非常快,質量不錯,下次還要買,哦。

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