隨著教育和教學改革的深入發(fā)展，國內(nèi)對不斷更新的優(yōu)秀外文教材的需求明顯增加。《概念物理》(ConceptualPhysics)是PaulG.Hewitt教授所著的一部獨具特色的優(yōu)秀物理教材。該書自1971年第1版問世以來，伴隨美國物理教學的革新，不斷修訂和更新，現(xiàn)已出版至第11版。本書不僅在美國被很多學校選作物理學教材，很受歡迎，而且在世界范圍內(nèi)也十分暢銷。
《概念物理（翻譯版 原書第11版）》主要內(nèi)容有力學、物質(zhì)特性、熱學、聲學、電磁學、光學、原子物理與核物理、相對論等。作者在學習興趣和教育方法等方面進行了深入而充分的挖掘，全書突出概念，強調(diào)物理，以基本概念、基本規(guī)律、典型現(xiàn)象和應用為主題內(nèi)容，著力聯(lián)系實際，并介紹了當代物理學的新進展和科學發(fā)展前沿成果，頗具活力和現(xiàn)代氣息。雖然省略了通常較復雜的數(shù)學，但對公式的產(chǎn)生及相關的物理概念卻給出了非常獨特的闡述。
隨著教育和教學改革的深入發(fā)展，國內(nèi)對不斷更新的優(yōu)秀外文教材的需求明顯增加。《概念物理》(ConceptualPhysics)是PaulG.Hewitt教授所著的一部獨具特色的優(yōu)秀物理教材。該書自1971年第1版問世以來，伴隨美國物理教學的革新，不斷修訂和更新，現(xiàn)已出版至第11版。本書不僅在美國被很多學校選作物理學教材，很受歡迎，而且在世界范圍內(nèi)也十分暢銷。
在美國有超過2/3的教師使用保羅??休伊特教授的這本最暢銷的通識物理教材被斯坦福大學、哥倫比亞大學、哈佛大學、麻省理工學院、普林斯頓大學等120余所美國大學選用。主要特點有：聚焦物理世界的基本原則；用最常見的例子講述最核心的概念；內(nèi)容靈活生動，輕松易懂；突出概念，強調(diào)物理。
對廣大大學生和中學生來說，這部教材不僅是了解物理、增進興趣的讀物，更是啟迪心智的優(yōu)秀教科書。對廣大教師同樣極具閱讀價值。
中文版序
致學生
致教師
本版的新內(nèi)容
第1章 關于科學
科學測量
埃拉托色尼如何測量地球的大小
月球的大小
地球到月球的距離
地球到太陽的距離
太陽的大小
數(shù)學-科學的語言
科學的方法
科學的態(tài)度
科學、藝術和宗教
偽科學
科學和技術
風險評估
物理學-基礎科學
前景展望
第1部分
力學
第2章 牛頓第一運動定律-慣性
亞里士多德論運動
哥白尼和地動說 18 亞里士多德（前384-前322）
伽利略和比薩斜塔
伽利略的斜面 19 伽利略·伽利萊（1564-1642）
牛頓第一運動定律 21 個人隨筆
合力
平衡法則
支持力
物理實踐
運動物體的平衡
運動的地球
第2章 牛頓第一運動定律-慣性
第3章 直線運動
第4章 牛頓第二運動定律
第5章 牛頓第三運動定律
第6章 動量
第7章 能量
第8章 轉動
第9章 萬有引力
第10章 拋體運動和衛(wèi)星運動
第2部分
物質(zhì)的性質(zhì)
第11章 物質(zhì)的原子本質(zhì)
第12章 固體
第13章 液體
第14章 氣體
第3部分
熱學
第15章 溫度、熱和膨脹
第16章 熱傳遞
第17章 相變
第18章 熱力學
第4部分
聲學
第19章 振動和波
第20章 聲音
第21章 樂音
第2章 牛頓第一運動定律-慣性
第3章 直線運動
第4章 牛頓第二運動定律
第5章 牛頓第三運動定律
第6章 動量
第7章 能量
第8章 轉動
第9章 萬有引力
第10章 拋體運動和衛(wèi)星運動
第2部分
物質(zhì)的性質(zhì)
第11章 物質(zhì)的原子本質(zhì)
第12章 固體
第13章 液體
第14章 氣體
第3部分
熱學
第15章 溫度、熱和膨脹
第16章 熱傳遞
第17章 相變
第18章 熱力學
第4部分
聲學
第19章 振動和波
第20章 聲音
第21章 樂音
第11章 物質(zhì)的原子本質(zhì)
當被問及誰是20世紀最出色的物理學家時，大多數(shù)人可能會回答阿爾伯特·愛因斯坦。當物理學家們被問到誰是20世紀最幽默、風趣的物理學家，如果答案不是愛因斯坦，這將會是理查德·費曼。這一章是關于原子的，也是費曼工作和教學所關注的焦點，他的工作使我們進一步了解原子，為此他獲得了諾貝爾物理學獎。如果你閱讀過他的書《別鬧了，費曼先生》，你會發(fā)現(xiàn)他除了熱愛物理，對如何教授物理也非常感興趣，特別是高中物理。在1987年的物理學教學會議上，我很榮幸與費曼分在一個專題小組。專題小組解決哪些物理內(nèi)容應該在高中講授的問題。當我到達舉辦會議的學校時，我發(fā)現(xiàn)費曼正獨自一人站在大廳里。人們都知道，費曼常常在這樣的會議上感到很孤寂，因為老師們在他面前會感到不安。你們會與費曼這樣的人談論些什么？我有事可以談論，因為我送給他一本最新版的《概念物理》高中版，而且我希望他對此有些印象。讓我感到高興，但又不太令我驚奇的是，他已經(jīng)讀過這本書了，而且還閱讀了它全部的內(nèi)容，并且對下一版提出了建設性的改進建議。因為在他自己的書中解釋得很清楚，因此在他的演講之前，費曼就“已經(jīng)做好了他的功課”。在他準備參加這個小組會議時，他已經(jīng)讀過我的書和其他幾本高中教材，不幸的是，這是他最后一次公開露面。我們都知道他正在與癌癥作斗爭。
在這個專題會上，使我大吃一驚的是，我和他辯論的不是在高中應該如何講授物理，而是是否應該在高中教物理。費曼喜歡極端的觀點，他的觀點是不應該在高中教物理，因為大部分教師缺乏對這個學科的激情。這種缺乏激情的情緒會傳達給學生，而這些學生在進入大學學習時最好是一張白紙。我的觀點是，物理課應該教授基本概念，物理學中的任何問題—求解式的課程應該作為第二階段的課程，物理學的中心概念應該讓所有的學生都熟悉。物理，像數(shù)學、英語和歷史課一樣，應該成為教學的主流。費曼反駁說，我觀點的主要問題是訓練有素的物理教師數(shù)量不足，他們來自哪里？我的回答是：如果我們的課程令人愉快，喜歡物理學的學生比例會比現(xiàn)在更多，主修它的人也會更多，十年之后他們就成為所需要的教師隊伍中的一員。
十年后，在拉斯維加斯的一次物理會議上，一位年輕人在大廳里攔住了我，告訴我他是怎么偶然讀到我的書，并引導他主修物理，然后成為一名物理老師。他進一步表示了對物理學的強烈愛好。我心想：“你聽到了沒有，理查德？”這是真的，《概念物理》的定位有助于增加新的物理教師隊伍。從此，我的座右銘是，如果學習者在物理學習上第一階段的課程令人愉快，嚴謹?shù)牡诙A段課程將會受到歡迎。
下落的愛麗絲
想象一下，如果你居住在愛麗絲縮小身體漫游的仙境世界里。假設你從椅子上跌倒，并緩慢跌落到地面上，在下落的同時，你的身體不斷縮小。你準備好撞擊在木地板上，但當你越來越接近地板時，你變得越來越小，你注意到地板的表面并不如先前看起來那么光滑了。遍布整個木塊的微小無規(guī)則的大裂縫出現(xiàn)了。當落入其中一個峽谷大小的裂縫中，你再次準備面對沖擊，卻發(fā)現(xiàn)峽谷底部由許多其他縫隙組成。進一步下落的同時你變得更小，你發(fā)現(xiàn)堅實的墻在跳動并起皺。跳動的表面由模糊、難以名狀的一團東西組成，主要是球形，有一些是蛋形的，有些比較大，并相互滲透在一起，形成長鏈狀復雜的結構。你仍然還在進一步下落，當你接近這一個個云狀球體時，你做好撞擊的準備，越來越近了，你也越來越小，哇！你似乎進入了一個新的世界。你落入遼闊的海洋，偶然有一些微粒旋轉著、令人難以置信地高速通過。你就在一個像太陽系一樣，空無一物的原子中。你下落到的堅實地板，除了一些散亂的物質(zhì)微粒，絕大部分是空曠的空間。你已經(jīng)進入了原子的微觀世界。
思
1. 在一位老年人身體內(nèi)與在一個嬰兒的身體內(nèi)的原子，誰身體內(nèi)原子的年代更久遠？2. 每年世界人口都在增長。這是否意味著每年地球的質(zhì)量都在增加？3. 曾經(jīng)是阿爾伯特·愛因斯坦身體中一部分的原子真的進入你家人的大腦中了嗎？
檢查你的答案1. 兩種情況的原子年齡都是一樣的。大部分的原子在太陽系出現(xiàn)之前、恒星爆發(fā)時就被制造出來了。2. 更多的人口并沒有增加地球的質(zhì)量。現(xiàn)在構成我們身體的原子與我們出生前的原子是相同的原子，我們不過是一些塵埃，我們也將復歸為塵埃。構成人類細胞的材料是已經(jīng)存在材料的重新排列。在母親子宮里形成嬰兒，構成嬰兒的原子均由母親吃的食品提供，而那些原子起源于恒星，有些原子來源于遙遠的星系。（有趣的是，由于每年大約有40 000 t星際塵埃入射，地球的質(zhì)量確實會增加，但這不是由每年出生和更多人的存活所增加的。）3. 的確如此，并且巴拉克·奧巴馬也一樣。然而，這些原子的結合與它們以前是不同的。如果有一天，當你感覺你一事無成時，可自我安慰一下，告訴自己，現(xiàn)在構成你身體的許多原子將會永遠活在還未出生的地球上所有人的身體里。原子是永存的。
……
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