目录 1
第一章 科学事业 1
1.1 小引 1
1.2 什么是科学？ 2
1.3 人文学家和科学家 5
1.4 科学的界限 7
1.5 科学与社会 9
1.6 科学与技术 11
1.7 科学家和他们的工作 13
22.4 半衰期与用碳 14
1.8 科学交流 17
习题 19
第二章 度量 19
2.1 小引 19
2.2 为什么要 19
标准化？ 19
2.3 公制 21
2.4 公制度量单位的变换 24
2.5 为什么要用国际单位制？ 26
2.6 倍数和因数 28
2.7 为什么采用指数表示法？ 29
2.8 指数的乘除 33
2.9 量纲分析 36
2.10 有效数字 39
3.1 小引 43
第三章 了解运动 43
习题 43
3.2 不停顿的宇宙 44
3.3 矢量分折，位移 46
3.4 矢量的分解 50
3.5 速率与速度 51
3.6 加速运动 55
3.7 一种运动理论 58
3.8 伽利略和实验方法 61
3.9 抛体运动 66
3.10 运动是相对的 68
习题 72
第四章 行星的运动 72
4.1 小引 72
4.2 托勒密体系 73
4.3 哥白尼的革命 77
4.4 “通天门户”：第谷 80
4.5 行星是如何运动的：开普勒 84
4.6 伽利略用望远镜作出的发现 90
5.2 牛顿的“奇迹年” 97
习题 97
5.1 小引 97
第五章 运动定律和万有引力定律 97
5.3 《自然哲学的数学原理》 98
5.4 牛顿第一运动定律：惯性 99
5.5 牛顿第二运动定律：力 100
5.6 牛顿第二定律的应用 105
5.7 牛顿第三运动定律：作用力-反作用力 110
5.8 “指向中心”的力 112
5.9 苹果和月亮 115
5.10 “称一称地球” 119
5.11 我们在空间中的新邻居 120
5.12 地球的卫星 123
习题 127
第六章 动量、功和能 127
6.1 小引 127
6.2 动量 128
6.3 冲量 129
6.4 动量守恒 132
6.5 角动量 137
6.6 功 139
6.7 功率 141
6.8 动能 143
6.9 势能 145
6.10 能量守恒 146
习题 151
第七章 温度 151
7.1 小引 151
7.2 温度的度量 152
7.3 华氏温标和摄氏温标 154
7.4 温标的变换 156
7.5 显温比较法 157
7.6 温度与生命 158
7.7 热污染 159
7.8 开氏温标（绝对温标） 161
7.9 分子运动论 162
7.10 分子运动论与温度 165
7.11 在绝对零度附近 166
8.2 热和温度 169
第八章 热现象 169
习题 169
8.1 小引 169
8.3 比热 171
8.4 量热法 172
8.5 燃烧热 174
8.6 物态的变化 175
8.7 热膨胀 180
8.8 水的热膨胀 183
8.9 压力对水的冰点和沸点的影响 184
8.10 热转移的几种方式 187
8.11 热和生命 191
第九章 能量的转换 195
9.1 小引 195
9.2 热功当量 195
习题 195
9.3 热力学第一定律 199
9.4 热力学第二定律 200
9.5 “热寂”、“时间指向”和麦克斯韦的“精灵” 203
9.6 蒸汽机 206
9.7 内燃机 209
9.8 旺凯尔发动机 211
9.9 燃气轮机 212
9.10 火箭 213
9.11 燃料电池 215
习题 219
第十章 波动 219
10.1 小引 219
10.2 波的概念 219
10.3 波的性质 221
10.4 横波 226
10.5 纵波 229
10.6 声波的速度 231
10.7 多普勒效应 233
10.8 波的反射 236
10.9 声波的吸收 237
10.10 波的折射 239
10.11 衍射 241
10.12 波的叠加——干涉 243
11.1 小引 248
11.2 声音是一种振动现象 248
习题 248
第十一章 声音 248
11.3 振动的弦 249
11.4 驻波 251
11.5 振动着的空气柱 254
11.6 音色 256
11.7 强度和响度 258
11.8 耳朵和听觉 260
11.9 噪声和噪声污染 262
11.10 超声波 265
11.11 共振 267
11.12 声震 271
第十二章 静电 276
12.1 小引 276
习题 276
12.2 琥珀现象 277
12.3 电的理论 278
12.4 导体、半导体和绝缘体 281
12.5 验电器 282
12.6 电荷之间的力 285
12.7 闪电 288
12.8 “动物电”与“金属电” 290
12.9 静电起电机 293
12.10 静电的某些现代应用 295
习题 301
第十三章 电场和 301
磁场 301
13.1 小引 301
13.2 磁石 301
13.3 磁体的性质 303
13.4 地球是一个磁体 306
13.5 磁力 309
13.6 电流的磁效应 310
13.7 磁畴 313
13.8 场 314
13.9 由磁产生电 317
13.10 地球磁场的来源 319
13.11 电流 320
13.12 电路 324
13.13 电功率与电能 327
13.14 超导电性 330
14.1 小引 335
第十四章 光 335
习题 335
14.2 光的速度 337
14.3 偏振光 342
14.4 电磁波 346
14.5 “光以太” 349
14.6 电磁波谱 351
14.7 简单透镜 353
14.8 眼睛的光学 358
14.9 显微镜和望远镜 360
14.10 颜色 362
习题 369
第十五章 量子理论 369
15.1 小引 369
15.2 光谱学 369
15.3 巴耳末公式和氢光谱 373
15.4 电子 375
15.5 X射线 378
15.6 放射性 382
15.7 卢瑟福的原子模型 384
15.8 普朗克的量子假说 387
15.9 爱因斯坦的光电方程 390
15.10 玻尔的带有能级的原子 394
15.11 康普顿效应 396
15.12 物质波 397
15.13 量子理论和发光 402
15.14 激光 404
习题 409
第十六章 原子结构与周期表 409
16.1 小引 409
16.2 化学元素 409
16.3 元素的符号 411
16.4 原子量的量度，同位素，原子序数 414
16.5 周期表 419
16.6 原子的波动力学模型 423
16.7 建立周期表 427
习题 435
第十七章 化学键与分子几何学 435
17.1 小引 435
17.2 稀有气体 435
17.3 离子键 437
17.4 共价键 441
17.5 极性分子 444
17.6 偶极矩 448
17.7 分子几何学 451
17.8 配位共价键 454
17.9 氢分子的结构 455
17.10 金属键 456
17.11 固体的能带学说 459
习题 463
第十八章 化学式和化学方程 463
18.1 小引 463
18.2 化合物与化学式 463
18.3 氧化值 464
18.4 根据氧化值写化学式 467
18.5 分子量和化学式量 469
18.6 化合物的成分百分比 470
18.7 盖吕萨克化合体积定律 471
18.8 阿伏伽德罗假说 471
18.9 克分子，阿伏伽德罗数 472
18.10 实验式和分子式 475
18.11 化学方程 477
19.2 有机-无机二元论 483
19.1 小引 483
第十九章 有机化学概述 483
19.3 链烷烃：同系列 484
19.4 异构现象 486
19.5 结构理论 487
19.6 链烷的命名 489
19.7 饱和烃的结构 492
19.8 不饱和烃的结构 494
19.9 链烷的一些反应 497
19.10 汽油的辛烷值 499
19.11 苯，芳烃 501
19.12 官能团，醇 505
19.13 聚合物 509
19.14 再谈异构现象 514
习题 521
第二十章 反应速度和平衡 521
20.1 小引 521
20.2 反应速度 521
20.3 反应物的性质 522
20.4 温度的影响 523
20.5 碰撞理论 524
20.6 浓度对反应速度的影响 527
20.7 催化剂对反应速度的影响 528
20.8 反应机理 532
20.9 化学平衡 533
20.10 吕·查德里原理 536
20.11 哈伯法 539
习题 545
第二十一章 水、溶体和污染 545
21.1 小引 545
21.2 我们对水的需要 546
21.3 溶液 548
21.4 悬浮液和胶态物系 551
21.5 溶液的浓度单位（体积克分子浓度和重量克分子浓度） 552
21.6 阿伦尼乌斯的电离学说 555
21.7 依数性 557
21.8 酸和碱 560
21.9 pH标度 563
21.10 肥皂和水的硬度 566
21.11 合成洗涤剂 569
21.12 过营养作用 571
22.2 原子核的稳定性 576
习题 576
22.1 小引 576
第二十二章 原子核物理学 576
22.3 核嬗变 577
测定年代 579
22.5 盖革-弥勒计数器 583
22.6 核作用过程中的能量 584
22.7 粒子加速器，回旋加速器 586
22.8 中子的反应 589
22.9 原子核裂变的发现 590
22.10 链式反应 592
22.11 核动力反应堆 595
22.12 反应堆的安全性 597
22.13 放射性废物的处理 598
22.14 聚变能 600
22.15 原子核的结构 603
22.16 辐射的生物效应 605
23.1 小引 608
23.2 星座 608
第二十三章 天文学的革命 608
习题 608
23.3 天体的距离与位置 610
23.4 恒星的特征 612
23.5 恒星的生与死 613
23.6 新星与超新星 616
23.7 脉动星 617
23.8 星系、星云与星团 618
23.9 射电天文学 624
23.10 氢的21厘米波 628
23.11 类星体 630
23.12 星际媒质 631
23.13 现代宇宙论 633
习题 636
第二十四章 地球在空间中的邻居 636
24.1 小引 636
24.2 太阳系 636
24.3 太阳 639
24.4 月亮 643
24.5 水星 649
24.6 金星 651
24.7 火星 654
24.8 木星 657
24.9 土星 659
24.10 天王星 661
24.11 海王星 662
24.12 冥王星 663
24.13 小行星 664
24.14 陨星 666
24.15 彗星 669
25.1 小引 673
第二十五章 我们的地球 673
习题 673
25.2 固体地球的构造 674
25.3 地壳、地幔和地核 677
25.4 火山 681
25.5 大陆漂移 685
25.6 海底扩张 687
25.7 板块构造 689
25.8 大气层 691
25.9 “有水的行星” 697
25.10 侵蚀 699