【光速聲波物理學1、2、3】

內容簡介

駱駝為什麼很少中暑？ 螞蟻和大象究竟誰更強壯？

拿起杠鈴和舉著杠鈴，哪個更累？

在海拔4500米的山上，喝沸騰的茶會燙傷嗎？

《光速聲波物理學》由美國概念物理教學先驅、加利福利亞大學伯克利分校教授保羅·休伊特打造，全球暢銷30年，物理學奧林匹克競賽獎項得主的啟蒙讀物。

全書以貼近讀者日常生活的有趣問題引入，輔以細緻、前沿的解答，可以幫助讀者在探究中構建通識思維。

作者簡介

保羅·休伊特

美國物理學家、鈾礦勘探者、作家和漫畫家。 1964年，取得猶他州立大學科學教育與物理雙碩士學位，隨後開始了自己的教學生涯，直到1999年退休。

美國概念物理教學的先驅，美國多所大學、中學的客座教師。 休伊特認為，教學不僅僅是工作，更是一種對待生命與生活的態度。 休伊特相信，學習物理應該是一件有趣的事。 在多年的教學經驗中，開發出許多有趣的教學示範以及闡釋物理概念的方法，讓很多原本不可能喜愛物理的學生對物理產生了興趣。

為了表彰休伊特的成就，美國物理教師協會於1982年授予他一年一度的米利坎獎（Millikan Award），這是表彰對物理教學做出突出貢獻的權wei獎項。 他還曾獲得美國未來高中物理教師獎學金、美國教育電影節科學一等獎、美國物理教師協會密立根獎等。

目錄

《光速聲波物理學1》

序章學習大自然的規則

科學的起點：量測

科學的宿命：求真

科學的未來：全新的可能

第一部分力學

牛頓第一運動定律——慣性

Q1物體是如何保持“天性”的？

Q2慣性為什麼不是一種力？

Q3物體如何保持運動？

Q4靜止的物體如何受力？

Q5飛機在飛行中如何保持平衡？

Q6為什麼在行駛的火車上起跳會落在原地？

速度如何影響運動狀態

Q1我們相對於太陽的速度是多少？

Q2為什麼公交車加速時，人站不穩？

Q3什麼情况下，羽毛和硬幣的下落速度相同？

Q4為什麼飛機會被吹離航線？

是什麼影響了物體的下落

Q1“牛頓世界”的力有哪些？

Q2下雪天為什麼不能猛踩刹車？

Q3如何在真空狀態下稱重？

Q4真空中，硬幣和羽毛受到的重力相等嗎？

Q5自由落地運動如何“自由”？

Q6跳傘者為什麼不會加速降落？

力是如何相互作用的

Q1你在推牆時，牆也在推你嗎？

Q2為什麼桌上的書不會“自發”地加速？

Q3在馬路上行走時，道路會升起“迎接”你嗎？

Q4滑雪時如何保持平衡？

Q5為什麼候鳥遷徙時呈V形？

什麼是運動中的慣性

Q1同樣速度下，為什麼卡車比小汽車更難停下？

Q2從高處跳到地面為何要彎曲膝蓋？

Q3為什麼發生反彈時衝量更大？

Q4為什麼推儀錶盤不會讓車動起來？

Q5什麼情况下碰撞的物體會“粘”在一起？

能量是如何轉換的

Q1拿起杠鈴和舉著杠鈴，哪個更累？

Q2是什麼讓過山車在空中轉圈？

Q3為什麼車速越快，刹車距離越長？

Q4太陽為什麼會發光？

Q5為什麼“給我一個支點，我就能撬起整個地球”？

Q6世界上存在效率達100%的機械嗎？

Q7大自然取之不盡的能源是什麼？

物體旋轉時發生了什麼

Q1旋轉時，為什麼外側軌道速度更快？

Q2洗衣機的脫水功能是如何實現的？

Q3汽車向左轉彎時，為何身體會向右傾斜？

Q4是什麼讓陀螺持續旋轉？

Q5兩個體重不同的人能讓蹺蹺板平衡嗎？

Q6為什麼比薩斜塔不會倒塌？

Q7滑冰時，為何收回手臂和腿時旋轉更快？

引力如何塑造世界

Q1地球的引力也在吸引月球嗎？

Q2為什麼體重會因地點的不同而不同？

Q3海水為什麼會出現週期性的漲落？

Q4當你掉進一個貫穿地球的洞裏會發生什麼？

Q5坐過山車時為什麼會有失重感？

Q6黑洞具有攻擊性嗎？

Q7地球為什麼是圓的？

衛星是如何運動的

Q1投出的球為什麼沿抛物線運動？

Q2衛星如何實現繞地飛行？

Q3衛星軌道是圓形還是橢圓形的？

Q4行星運動的三大定律是什麼？

Q5什麼樣的速度能够讓衛星“逃離”地球？

第二部分物質的性質

原子如何構成了複雜的世界？

Q1愛麗絲會如何漫遊原子世界？

Q2為什麼說你身體裏的原子可能與宇宙一樣年代久遠？

Q3我們如何觀察原子？

Q4為什麼原子內部幾乎是空的？

Q5原子有多少種結合管道？

Q6反物質到底是什麼？

固體有哪些不為人知的特性？

Q1晶體是如何形成的？

Q2一斤棉花和一斤鐵哪個重？

Q3為什麼棒球被擊打後不會永久變形？

Q4為什麼拱形建築更堅固？

Q5螞蟻和大象誰相對更強壯？

液體能產生哪些力？

Q1人躺在插滿釘子的床上會受傷嗎？

Q2為什麼把巨石從河底吊起相對容易？

Q3為什麼魚能在水中自由上浮和下沉？

Q4如何用液體控制一臺怪手？

Q5雨滴和油滴為何是球形的？

Q6把方糖一角浸入咖啡，為什麼整個方糖都濕了？

氣體的特性如何影響我們的生活？

Q1為什麼我們感覺不到空氣的重量？

Q2汽車輪胎裏藏著什麼氣體定律？

Q3氣球在空氣中上升要具備什麼條件？

Q4飛馳而過的大車為什麼會產生吸力？

Q5如何讓螢光燈、霓虹燈中的氣體發光？

《光速聲波物理學2》

第一部分熱

溫度是如何產生的

Q1我們為何能感知不同的溫度？

Q2物質本身含有熱量嗎？

Q3為什麼熱湯比烤麵包凉得慢？

Q4為什麼自行車的車胎在夏天時不宜打太足？

熱是如何傳遞的

Q1炊具的把手為什麼通常是木制的？

Q2為什麼把手放在蠟燭火焰上方會感覺更熱？

Q3看得見星星的夜晚更冷嗎？

Q4為什麼冷凍食品在溫暖的房間裏升溫更快？

Q5為什麼車在暴曬後內部溫度更高？

Q6人類能多大程度地影響氣候變化？

Q7我們在陽光下為什麼能感到溫暖？

Q8保溫瓶是如何保溫的？

相變是如何發生的

Q1冰塊長時間放在冰柜裏，為什麼會變小？

Q2濕度會讓我們感覺更熱還是更冷？

Q3在海拔4 500米的山上，喝沸騰的茶會被燙傷嗎？

Q4為什麼天氣太冷就沒法打雪仗？

Q5為什麼用濕手指短暫觸摸熱鍋不會受傷？

熱力學告訴我們什麼

Q1溫度有上限和下限嗎？

Q2為什麼搓手掌時，手掌會變得更暖和？

Q3是什麼導致了各地的氣候差异？

Q4駱駝為什麼很少中暑？

Q5在自然界，無序才是常態嗎？

Q6如何把炒雞蛋還原成一個雞蛋？

第二部分聲

聲音是如何產生和傳播的

Q1為什麼宇宙是寂靜無聲的？

Q2我們如何描繪聲波？

Q3為什麼海嘯過後，被擾亂的物品會最終回到原位？

Q4波是如何相互干涉的？

Q5為什麼遠方急駛過來的火車鳴笛聲變得尖細？

Q6飛機是如何實現超音速飛行的？

Q7聲爆是如何發生的？

為什麼我們能聽見聲音

Q1大象如何通過聲波交流？

Q2聲音為什麼能在空氣中傳播？

Q3蝙蝠為何能在暗夜中捕食？

Q4為什麼敲擊不同的物體會發出不同的聲音？

Q5降噪耳機的原理是什麼？

Q6我們如何借助聲音的頻率來調節樂器？

奇妙的音樂是怎樣產生的

Q1為什麼音樂是千變萬化的？

Q2樂器是怎樣發出聲音的？

Q3留聲機的發聲原理是什麼？

Q4人耳會自動進行傅立葉分析嗎？

電和磁

電如何影響世界

Q1電力是什麼樣的？

Q2為什麼靜電有時很危險？

Q3為什麼不同資料的導電性存在差异？

Q4充電的微觀過程發生了什麼？

Q5電場是什麼？

Q6電如何轉換成能量？

電流是怎樣工作的

Q1電流如何發揮作用？

Q2電流過大會造成哪些危害？

Q3直流電和交流電有什麼不同？

Q4電子如何運動？

Q5為什麼LED燈取代了白熾燈？

Q6電路中的開與關到底代表什麼？

磁如何影響我們的生活

Q1磁鐵有什麼神奇力量？

Q2信用卡如何刷出資訊？

Q3磁懸浮列車的原理是什麼？

Q4磁場會怎樣影響帶電粒子的運動？

Q5地球的磁場一直保持不變嗎？

Q6為什麼動物能感應磁場？

電磁感應如何發生

Q1什麼情况下會發生電磁感應？

Q2發電機如何發電？

Q3變壓器如何工作？

Q4關電器時為何要先關開關再拔插頭？

Q5電力公司為什麼主要提供交流電？

《光速聲波物理學3》

第一部分光

光如何“創造”世界

Q1光竟然是一種電磁波？

Q2什麼是可見光？

Q3為什麼光能够透過玻璃？

Q4金屬為什麼有光澤？

Q5日食和月食是怎麼形成的？

Q6我們的眼睛怎麼看到物體？

我們如何看到五彩斑斕的顏色

Q1為什麼物體有不同的顏色？

Q2白色如何成為“顏色組合體”？

Q3如何用彩色顏料調配出不同的顏色？

Q4藍天真的是藍色的嗎？

Q5陽光下的水究竟是什麼顏色？

光如何反射和折射

Q1炎熱的夏天，為什麼屋頂漆成白色更凉快？

Q2為什麼濕沙看起來比幹沙更暗？

Q3日落時，為什麼太陽沉入地平線以下還能被看到？

Q4海市蜃樓是如何形成的？

Q5為什麼每個人看到的彩虹都不同？

Q6鑽石為什麼會“閃閃發光”？

Q7夜空中的星星為什麼“眨眼睛”？

Q8為什麼我們在明亮的光線下看得更清楚？

光波是如何產生的

Q1為什麼水波會形成同心圓？

Q2海豚為什麼能“像醫生一樣觀察事物”？

Q3孔雀羽毛的美麗顏色來自哪裡？

Q4潮濕路面上的油污為何是彩虹色的？

Q5 3D成像的原理是什麼？

我們如何看到光

Q1極光是如何產生的？

Q2化學元素都有自己的“光譜指紋”？

Q3白熾燈與霓虹燈有什麼不一樣？

Q4怎樣通過恒星發出的光譜來確定它們的速度？

Q5為什麼不同礦物會發出不同顏色的光？

Q6為什麼有些物體可以在黑暗中發光？

Q7為什麼人們現在普遍使用LED燈？

Q8為什麼我們看不見雷射？

光如何開啟量子理論

Q1量子理論是如何誕生的？

Q2我們看似“平滑”的世界背後是什麼？

Q3光伏電池如何發電？

Q4相機是如何成像的？

Q5光子什麼時候會表現為粒子？

Q6高速步槍子彈如何擁有波粒二象性？

Q7原子層面的自然為何是不確定的？

Q8如何在混亂中尋找秩序？

第二部分核子物理在研究什麼

原子和量子如何運動

Q1原子核是如何被發現的？

Q2電子是如何被發現的？

Q3科學家如何探查太陽的原子結構？

Q4原子如何塑造生命？

Q5電子為何“神出鬼沒”？

Q6通往未來物理學的視窗是什麼？

放射性如何產生和衰變

Q1我們的生活中到處都有放射性物質？

Q2“輻照食品”為什麼是安全的？

Q3我們為什麼感覺不到中微子“穿身而過”？

Q4人體如何成為天然輻射源？

Q5原子核中有哪些力？

Q6為什麼半衰期不受外界影響？

Q7如何檢查輻射是否過量？

Q8元素如何相互轉化？

Q9碳-14為何只能探測5萬年以內的歷史？

核裂變和核聚變是如何發生的

Q1為什麼天然鈾礦床不發生鏈式反應？

Q2核彈拆除後可以用來發電嗎？

Q3核能電廠如何發電？

Q4核廢料會無限期影響人類嗎？

Q5愛因斯坦如何理解原子核內的能量？

Q6原子結合時如何釋放能量？

Q7你真的“來自星星”嗎？

第三部分相對論告訴我們什麼