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第1部分 科学理论的产生 1

第1章 解释的性质 1

引言 1

解释的种类 3

阿基米德和阿基米德定律 7

阿基米德定律的进一步解释 8

气体动力学 9

科学理论怎样才能被人们接受 11

词汇表 14

问题 15

第2章 行星的运动——一个科学理论的例子 17

引言 17

星球的运动 18

托勒密系统 21

哥白尼 24

伽利略：惯性和相对论 26

第谷和开普勒 27

椭圆 29

行星运动定律 29

卫星和彗星 31

牛顿 33

水平运动和竖直运动的相互独立性 34

力学原理 38

引力的其他结果 39

词汇表 41

问题 45

第3章 光的速度 46

引言 46

电荷 49

磁力 51

电磁理论 53

电荷和电流 56

相对论 62

哪个先发生？一场不可调和的争论 65

时间和空间 68

相对论是一种科学的理论 70

相对论的一些其他结果 71

词汇表 74

问题 77

第2部分 能的概念 79

第4章 能——一个物理基本定律 79

引言 79

守恒定律 80

“水守恒定律”：一个不十分成功的定律 80

能量的定义 84

重量和质量 87

动能 88

定标：计算转换系数 92

重力势能 93

弹性势能 97

机械能 99

词汇表 99

问题 102

第5章 能量概念的应用 104

引言 104

弹簧上的重物 105

能量的损耗 106

撑杆跳运动 107

功率 109

骑车和跑步 110

力 111

用能量定义的其他物理量 112

大气的压强 113

电池中的能量 116

词汇表 119

问题 120

第6章 波动和声音 122

引言 122

波的定义 124

波的种类 125

频率、周期和波长 127

乐器的原理 129

波是沿直线传播的吗？ 133

波的干涉 135

正激波和声爆 138

物理学中的波 140

词汇表 141

问题 142

第7章 热能 144

引言 144

温度 145

热能 147

温度混合问题 149

比热 151

潜热 152

热是一种能量形式 152

实验：测量1卡热能是多少焦耳 153

热能和分子动力学 156

词汇表 158

问题 159

第8章 化学能——原子和光合作用 161

引言 161

燃烧热 162

原子和分子 164

能量的贮存 168

火的产生 170

人体内的能量 171

光合作用 172

我们的能量来源 174

词汇表 178

问题 180

第9章 热机——热力学第二定律 182

引言 182

热机 183

热机的特性 185

热机的低效率所产生的后果 187

卡诺热机 189

冰箱 193

热力学第二定律 194

克劳修斯命题和开耳芬命题是等价的 196

第二定律的分子观点 199

词汇表 202

问题 203

第3部分 电磁频谱 205

第10章 电磁波 205

引言 205

电动势的测量 206

电磁波的产生 209

波的产生 209

频率和波长 211

无线电波和雷达 212

AM和FM无线电广播 213

电磁波的检测 215

红外线 216

辐射热测量仪 217

红外线源 217

人体的红外辐射 218

词汇表 219

问题 221

第11章 可见光和紫外线——波和粒子 223

引言 223

颜色 224

为什么天空是蓝的 226

可见光的波长 229

光是一种电磁波 229

紫外线 232

量子理论 234

波和粒子 236

哲学问题 237

20世纪物理学——量子力学 239

词汇表 240

问题 242

第12章 X射线、γ射线及E＝mc2 244

引言 244

X射线 245

X射线的发现 247

小物体的检测 251

一个量子能量的大小 252

高能加速器 254

γ射线 257

正负电子偶的产生 258

质量和能量 260

词汇表 262

问题 263

第4部分 边缘科学 265

第13章 原子能 265

引言 265

原子核 267

中子和同位素 269

放射性和半衰期 271

结合能曲线 276

裂变 279

连锁反应和原子能反应堆 281

中微子 284

反粒子 286

亚核粒子 287

词汇表 290

问题 292

第14章 太阳系外 294

引言 294

太阳的年龄 295

恒星的诞生 296

恒星的死亡 298

广义相对论 304

星系 307

宇宙的膨胀 309

类星体 312

结论 313

词汇表 313

问题 315

附录(专名表) 317