物理馬戲團2 Q&A - 讓你熱力驚人的熱學、聲學題庫 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Jearl Walker

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為什麼從冰箱裏拿冰塊齣來時手會被黏住？
走火人用瞭什麼技巧纔免於燙傷？
冷水比較快結冰，還是熱水？
為什麼你答錄機裏的留言，聽起來比平常聲音嗲？
在沙漠裏傳聲比較遠，還是天寒地凍的雪地？
為什麼有些聲音會讓人頭痛、惡心？

　　「物理並不是那些必須在物理教室裏纔能處理的問題。物理和物理問題每天都在發生，且與我們生活、工作、戀愛、直至老死的真實世界息息相關。我希望這本書能喚起你對物理的興趣，找到你自己世界的物理馬戲團。當你在做飯、搭飛機或隻是懶洋洋地趟在小溪邊，卻開始思索物理問題時，我覺得寫這本書就值得瞭。總而言之，請各位以發掘趣味的心情來麵對這些問題。」
——本書作者沃剋

　　沃剋希望，每個人都能以玩味的心態看待物理，將生活中隨處可見的人、事、物當做問題的主角，以一問一答的方式，思考物理問題與現象。至於能答齣多少問題，並不那麼重要，重要的是，讀者真的能花些時間被這些問題所「煩惱」。

作者簡介

沃剋　Jearl Walker

　　1945年齣生於美國俄亥俄州。麻省理工學院物理係畢業，馬裏蘭大學物理博士。1973年起，任教於剋利夫蘭州立大學物理係，是該校第一位傑齣科學教學奬的得主；該教學奬自2005年起，命名為「沃剋傑齣教學奬」，等於錶彰他的終身成就。

　　沃剋曾為《科學美國人》雜誌的「業餘科學傢」專欄撰稿十三年，頗受好評；也上過「Tonight Show」電視節目，錶演「危險動作，不宜模仿」的物理實驗，例如躺釘床、吞飲液態氮、赤腳走火炭，而聲名大噪。

　　沃剋最知名的著作就是《物理馬戲團》，已經譯成十種語文，風行世界三十多年，仍持續受到學生及大眾歡迎。1990年起，沃剋從著名的教科書作者David Halliday與 Robert Resnick手中，接下《物理學基礎》（Fundamentals of Physics）的編修工作，迄今已經完成五次改版，銷量超過百萬冊，是大二理工科學生的「黃金寶典」。

譯者簡介

葉偉文

　　1950年齣生於颱北市。國立清華大學核子工程係畢業，原子科學研究所碩士（保健物理組）。曾任颱灣電力公司核能發電處放射實驗室主任、國傢標準起草委員（核子工程類）及中華民國實驗室認證體係的評鑑技術委員（遊離輻射領域）。現任颱灣電力公司緊急計畫執行委員會執行祕書。 譯作有《愛麗絲漫遊量子奇境》、《矽晶之火》、《小氣財神的物理夢遊記》、《乾嘛學數學？》、《物理馬戲團1、2、3》、《數學小魔女》、《統計，改變瞭世界》、《數學是啥玩意？I~III》、《葛老爹的推理遊戲 1、2》、《典雅的幾何》、《太陽係的華爾滋》、《一生受用的公式》、《看漫畫，學物理》、《詭論、鋪瓷磚、波羅米歐環》、《迷宮、黃金比、索馬立方體》、《統計你贏的機率》、《蘇老師化學黑白講》、《搞定幾何！—問數學博士就對瞭》、《彆讓統計圖錶唬弄你》、《搞笑學物理》、《費曼手劄》、《刻蔔勒的猜想》、《神奇數學117》、《蘇老師化學五四三》、《牛頓物理駕訓班》、《蘇老師化學聊是非》、《薛丁格的兔子》、《觀念化學I》、《靈魂有多重？》、《蚊子乾嘛老叮我？》、《隱藏的邏輯》、《物理早自習》、《數學嗆聲班》、《物理A＋班》、《蘇老師生活化學快問妙答》、《相對世界的美麗》等四十多種書（皆為天下文化齣版）。並曾翻譯大量專業作品，散見於《颱電核能月刊》。譯作《生物圈的未來》榮獲第二屆吳大猷科普譯作首奬金簽奬、《大自然的獵人》榮獲第一屆吳大猷科普譯作推薦奬、《雁鵝與勞倫茲》榮獲中國大陸第四屆全國優秀科普作品奬三等奬。

《星辰軌跡：宇宙的奧秘與探索》 內容簡介 本書是一部深度探索宇宙奧秘的科普讀物，旨在帶領讀者穿越浩瀚星河，揭示從微觀粒子到宏觀宇宙的深層規律。全書結構嚴謹，邏輯清晰，內容涵蓋天體物理學、宇宙學、行星科學以及人類太空探索的最新進展，旨在以深入淺齣的方式，激發讀者對未知世界的無限好奇。 第一章：宇宙的黎明——創世的起點 本章從宇宙大爆炸理論齣發，詳細闡述瞭早期宇宙的演化曆程。我們將追溯到普朗剋時期，探討引力、強核力、弱核力和電磁力如何從統一的超力中分離齣來，形成我們今天所知的四種基本力。接著，重點解析瞭暴脹理論，解釋瞭宇宙何以能在極短時間內達到如此宏大的尺度。 隨後，章節進入到物質的形成階段。誇剋和輕子的冷卻、質子的形成，以及宇宙微波背景輻射（CMB）的産生過程被細緻描繪。通過對CMB的各項參數（如溫度漲落和極化效應）的分析，讀者將能理解現代宇宙學如何通過觀測證據來驗證理論模型。本章還探討瞭暗物質和暗能量的引入，它們如何解釋瞭宇宙的結構形成和加速膨脹，盡管其本質至今仍是科學界麵臨的最大謎團。 第二章：恒星的生命周期——從塵埃到奇點 恒星是宇宙中最引人注目的天體，本章將係統梳理恒星的誕生、演化和死亡。 恒星的起源始於分子雲的引力坍縮。我們將詳細介紹原恒星的形成過程，以及何時何地氫聚變會點燃，標誌著主序星的誕生。不同質量的恒星，其生命曆程截然不同。對於類日恒星，我們將描繪紅巨星階段、行星狀星雲的拋射，以及最終成為白矮星並冷卻為黑矮星的命運。 對於大質量恒星，其結局則更為壯觀。超新星爆發被深入剖析，包括II型超新星和Ia型超新星的機製差異及其在元素閤成中的關鍵作用。本章將展示，構成我們身體的幾乎所有重元素（金、銀、鐵等）都起源於這些宇宙級的熔爐。 最後，本章將探討極端天體——中子星和黑洞。對脈衝星的觀測如何驗證瞭廣義相對論的預言，以及事件視界、奇點等黑洞基本概念的物理意義。 第三章：星係的構建與宇宙網 本章將視角放大到星係尺度，探討宇宙的結構是如何從早期不均勻的物質分布演化成如今宏偉的宇宙網。 我們將介紹星係的分類係統（如哈勃音叉圖），詳細描述螺鏇星係、橢圓星係和不規則星係的形成機製和動態特徵。星係團和超星係的形成，是暗物質暈主導引力作用的結果。讀者將瞭解到，星係在引力作用下會發生碰撞和閤並，這一過程如何驅動星係的形態演化，並可能觸發活躍星係核（AGN）的爆發。 銀河係，作為我們所在的傢園，將作為重點案例進行分析。本章會介紹銀河係的結構（盤、核球、暈）、鏇轉麯綫的測量，以及超大質量黑洞“人馬座A”在銀河係中心的作用。 第四章：行星科學與係外世界的搜尋 隨著觀測技術的發展，我們對太陽係內行星的理解日益深入，對太陽係外的探索也取得瞭突破性進展。 對於太陽係，本章對比瞭類地行星（水星、金星、地球、火星）和氣態巨行星（木星、土星、天王星、海王星）的形成、內部結構和大氣環流的差異。重點討論瞭火星的過去和未來宜居性，以及木星大紅斑等復雜大氣現象的物理機製。 係外行星的發現是當代天文學的熱點。我們將介紹淩星法、視嚮速度法（多普勒效應）等主要的探測技術，並分類討論熱木星、超級地球等不同類型的係外行星。本章高潮部分在於探討係外生命的可能性，包括對宜居帶的定義、對生物標記（如氧氣、甲烷）的搜尋，以及詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）在分析係外行星大氣成分方麵的突破性貢獻。 第五章：相對論、量子場論與時空本質 本章將觸及現代物理學的兩大支柱，探討它們如何共同描繪我們對時空和物質的理解。 狹義相對論部分，重點在於洛倫茲變換、時間膨脹和長度收縮的物理內涵，以及質能等價原理（$E=mc^2$）在核物理中的體現。廣義相對論則以更直觀的方式解釋引力並非“力”，而是時空彎麯的幾何效應。本章將闡述引力波的産生機製（如雙黑洞並閤），以及LIGO等探測器如何首次捕捉到時空的漣漪。 量子場論（QFT）是粒子物理學的理論基礎。我們將簡要介紹標準模型，描述基本粒子（誇剋、輕子、玻色子）的性質和它們之間的相互作用。雖然量子力學與廣義相對論在宏觀尺度上成功，但它們在黑洞奇點等極端環境下仍存在不兼容之處。因此，本章最後會引齣弦理論、圈量子引力等試圖統一這兩大理論的前沿探索方嚮。 結語：人類的宇宙視野 本書的最終篇章將聚焦於人類的太空探索曆程。從早期火箭技術的發展到阿波羅登月計劃的科學意義，再到國際空間站（ISS）的長期駐留實驗，展現瞭人類對拓展生存疆域的執著追求。 最後，我們將展望未來幾十年內可能實現的宏大目標：載人登陸火星、深空探測器對冰凍衛星（如歐羅巴、恩剋拉多斯）的探索，以及對係外行星進行直接成像。宇宙的邊界仍在不斷後退，而人類探索求知的精神，將是驅動我們穿越下一個未知深淵的終極動力。本書旨在嚮所有對宇宙心懷敬畏的讀者，提供一套堅實的理論框架和前沿的觀測視角。

團長的話

第3章  熱的幻想與刺激
冷水比較快結冰，還是熱水？
為什麼從冰箱裏拿冰塊齣來時手會被黏住？

第4章  噓！聽聽怪物的聲音
為什麼你答錄機裏的留言聽起來比平常聲音嗲？
在沙漠裏傳聲比較遠，還是天寒地凍的雪地？

索引

團長的話

沃剋

　　這些問題都因趣味而來，而我也不想要你們以嚴肅的角度看待它們。它們之中，有的很容易，有的卻非常睏難，所以很多人藉著研究這些難題來謀生，即使它們最初是以趣味為目的。對於你們能答齣多少問題，我並不是那麼感興趣，我所在意的，是你們真能被這些問題所「煩惱」。

　　在這裏我隻是想指齣，物理並不是那些必須在物理教室裏纔能處理的問題。物理和物理問題每天都在發生，且與我們生活、工作、戀愛直至老死的真實世界息息相關。我希望這本書能喚起你對物理的興趣，找到你自己世界的物理馬戲團。當你在做飯、搭飛機或隻是懶洋洋地趟在小溪邊，卻開始思索物理問題時，我覺得寫這本書就值得瞭。總而言之，請各位以發掘趣味的心情來麵對些問題。

【關於解答】

　　為《物理馬戲團》準備答案真有些危險，即使隻是簡答也不例外。首先，我的參考文獻和物理知識可能會錯。尤其對那些目前仍在研究中的主題，特彆可能發生，例如球狀閃電問題，這些問題的特性分彆屬於幾個不同的物理領域，也在幾種期刊上熱烈討論著。我隻能說，我的答案是依照手邊的資料，在有限的範圍內盡力而為。但請記住，這些簡答隻是冰山的一角，在它下麵還有大量的物理理論。切勿把它們當成最終的解答，要把它們看成是研究的起點，且每當有剛齣爐的文獻或資料時，隨時更新你的答案。

　　第二種危險更嚴重，讓我在準備答案時非常踟躕。讀者在讀完答案後，也許很快就翻看答案，而失去考慮問題的刺激。除非你仔細品嘗每道題目的滋味，就算遇到挫摺也一樣，否則你會錯過這本書真正的價值所在。要學習怎樣檢驗我們生存的世界，大部分得依靠本書的題目而非答案。因此，請盡量多花點時間思索每個題目，再去翻看答案，或查閱文獻尋找答案。

评分☆☆☆☆☆

**深刻的洞察，獨到的視角，開啓全新的物理認知！** 《物理馬戲團2 Q&A》最讓我印象深刻的是它所展現齣的深刻洞察和獨到視角。這本書並沒有僅僅停留在對基本概念的講解，而是通過一個個精心設計的問題，深入剖析瞭熱學和聲學現象背後的本質。它善於從看似平凡的生活細節中挖掘齣深刻的物理原理，並以一種令人耳目一新的方式呈現齣來。例如，關於聲學部分，書中有一個關於“為什麼在演唱會上，你離舞颱越近，聽到的音樂就越響亮，但低音的效果也越明顯？”的問題。這個問題觸及瞭聲強、頻率以及人耳對不同頻率聲音的感知差異等多個層麵，而書中的解答，則將這些復雜的概念融會貫通，並且用非常形象的比喻來解釋，讓我對聲波的傳播特性以及其在不同環境下的錶現有瞭全新的認識。這種“化繁為簡，化抽象為具體”的能力，是這本書最寶貴的財富。它不僅幫助我理解瞭知識本身，更重要的是，它訓練瞭我用一種更具物理學眼光的視角去觀察和思考世界。我發現，在閱讀這本書的過程中，我仿佛開啓瞭一個全新的物理認知模式，能夠更敏銳地捕捉到身邊那些與物理相關的現象，並嘗試去理解它們背後的原理。這種主動探索和思考的能力，是任何一本單純的知識堆砌的書籍都無法給予的。這本書，絕對是一次對物理學習方式的革新。

评分☆☆☆☆☆

**知識的寶庫，思維的啓迪，讓物理不再枯燥！** 《物理馬戲團2 Q&A》帶給我的，遠不止於解決幾個具體的問題。它更像是一座知識的寶庫，同時也是啓迪我思維的燈塔。書中對於熱學和聲學各個知識點的挖掘，既廣博又深入，但呈現方式卻極為巧妙。它並非僅僅羅列事實，而是通過層層遞進的問題，引導讀者去探索知識背後的邏輯和原理。比如，在解釋熱輻射時，書中沒有直接給齣黑體輻射的公式，而是從“為什麼黑色的衣服夏天穿起來比白色的更熱？”這樣的日常現象入手，逐步引入輻射的概念，然後探討不同物體錶麵對輻射吸收和反射的差異。這種“由錶及裏”、“化繁為簡”的處理方式，讓我在輕鬆愉快的閱讀中，就掌握瞭復雜的物理知識。我特彆喜歡書中對於一些“看起來很簡單，但細想起來卻很有意思”的問題的解答，例如“為什麼敲鼓時，鼓麵越大的聲音越響？”這類問題，它會從能量傳遞、振動幅度、共振等多個角度進行解釋，讓我體會到物理世界的精妙之處。這本書讓我發現，物理學並不是一門高高在上、難以理解的學科，它就蘊藏在我們生活的方方麵麵，而《物理馬戲團2 Q&A》就像一位睿智的嚮導，帶領我發現並欣賞這些“物理之美”。它不僅鞏固瞭我已有的知識，更激發瞭我對物理學的濃厚興趣，讓我意識到，學習物理，真的可以是一件充滿樂趣的事情。

评分☆☆☆☆☆

**告彆迷茫，豁然開朗，學習效率的飛躍！** 長期以來，熱學和聲學的某些知識點總像籠罩著一層迷霧，讓我倍感睏擾，尤其是涉及到一些細微的差彆和應用場景時，更是容易混淆。閱讀《物理馬戲團2 Q&A》的過程，就是一次撥雲見日的體驗。書中大量的Q&A設計，簡直就是為我量身定製的“痛點解決器”。它沒有迴避那些容易讓人卡殼的細節，反而是將這些“難點”巧妙地轉化為“焦點”，通過精準的問題設置，引導我主動思考，然後給齣清晰、透徹的解答。例如，關於聲波的傳播，我一直對“聲速與介質的關係”感到有些模糊，書中的一個問題“為什麼在水中聽到的聲音比在空氣中更清楚？”就立刻抓住瞭我的興趣點，並循循善誘地解釋瞭密度、彈性模量等因素對聲速的影響。這種“問到點上，答到心坎裏”的感覺，讓我在短時間內就對這些概念有瞭更深刻的理解。以往學習這些章節，常常需要翻閱多本參考書，耗費大量時間，而且效果往往不盡如人意。但這本書，卻能用精煉的語言，將復雜的問題分解，並給齣直觀的解釋。它不僅解決瞭我的疑惑，更重要的是，它教會瞭我如何去思考這些物理問題，如何將理論與實際聯係起來。我發現，通過解答這些問題，我的物理思維能力得到瞭顯著提升，解決其他相關問題的信心也大增。不得不說，這是一本能夠真正提升學習效率，並且帶來成就感的書籍。

评分☆☆☆☆☆

**實踐的指南，解題的利器，為我的學習之路添彩！** 在我看來，《物理馬戲團2 Q&A》不僅是一本理論知識的梳理，更是一份實用的實踐指南和強大的解題利器。我常常在遇到一些實際問題時，會想到書中是否有相關的解答，而這本書也從未讓我失望。它將熱學和聲學中的許多抽象概念，通過生動形象的例子，與我們的日常生活緊密聯係起來。比如，書中關於熱量散失的討論，就對我理解如何更有效地保溫和製冷提供瞭很多思路。而聲學部分，則讓我對聲音的産生、傳播以及我們如何感知聲音有瞭更深的認識，這對我理解音樂、建築聲學等領域都非常有幫助。這本書的Q&A形式，最吸引我的地方在於它能夠迅速地定位到問題的核心，並提供清晰、準確的答案，這極大地提高瞭我的學習效率。尤其是在麵對考試復習時，這本書簡直就是我的“救星”。它涵蓋瞭熱學和聲學中絕大多數的重點和難點，並且以問題為導嚮，讓我能夠更有針對性地進行復習。很多我曾經覺得棘手的題目，在這本書的引導下，都迎刃而解。它不僅僅是告訴瞭我答案，更重要的是，它讓我理解瞭解決問題的思路和方法。這是一種“授人以魚不如授人以漁”的學習體驗，讓我受益終生。總而言之，這本書為我的學習之路增添瞭無限色彩，讓我對物理學的探索更加自信和充滿熱情。

评分☆☆☆☆☆

**初見驚艷，深入淺齣，解惑立竿見影！** 第一次翻開《物理馬戲團2 Q&A》，就被它彆具一格的名字吸引瞭——“物理馬戲團”，這本身就預示著一場精彩的物理盛宴。而“Q&A - 讓你熱力驚人的熱學、聲學題庫”更是精準地定位瞭這本書的核心價值。我是一名對物理充滿好奇但又常被復雜概念睏擾的讀者，尤其是在熱學和聲學這兩個領域，總是感覺似懂非懂。本書的問答形式，讓我眼前一亮。它不像傳統的教科書那樣，上來就堆砌大量理論和公式，而是從一個個讀者可能遇到的、或者說好奇的問題齣發，層層遞進地進行解答。例如，書中關於熱傳遞的解釋，不是直接給齣“傳導、對流、輻射”這三個名詞，而是通過“為什麼鼕天烤火會覺得暖和，但耳朵離火源遠一點就不那麼暖瞭？”這樣的問題，引導你去理解不同距離下熱量傳遞效率的差異，進而引齣傳導和輻射的概念。這種方式，大大降低瞭學習門檻，讓原本抽象的物理原理變得生動有趣，仿佛真的在跟著一位經驗豐富的老師進行一對一的輔導。每一條Q&A都精心設計，邏輯清晰，語言通俗易懂，即使是初學者也能輕鬆跟上。更難得的是，它不僅解答瞭“是什麼”，更深入探討瞭“為什麼”，以及這些現象在生活中的實際應用，比如空調的製冷原理，或者樂器發聲的物理機製，都得到瞭詳盡而又易於理解的闡釋。這對於想要真正理解物理，而不是死記硬背的讀者來說，簡直是福音。