"在介紹物理學概念的同時，引入了可用這些概念來解釋的日常現像。強調了物理學的實用性及其與日常生活的關聯性。不要求讀者具備高深的數學知識。全書以敘述性文體撰寫。以事先設定問題的方式，將讀者引入物理思想的對話中。章末提供各種習題，書末提供部分習題答案。"

●第1章 物理學是基礎科學11.1 能量是怎麼回事？21.1.1 關於全球變暖的爭論21.1.2 能量是怎樣被卷入的？31.1.3 物理學和能量31.2 科學事業41.2.1 科學和彩虹41.2.2 什麼是科學方法？51.2.3 應當如何介紹科學？61.2.4 可以討論的問題61.3 物理學的範圍71.3.1 如何定義物理學？81.3.2 物理學的主要分支有哪些？81.4 測量和數學在物理學中的作用91.4.1 為什麼測量這麼重要？91.4.2 數學能幫什麼忙？101.4.3 為什麼使用公制單位？101.5 物理學和日常現像111.5.1 為什麼要研究日常現像？11小結12關鍵術語13概念題13練習題14綜合題15實驗與觀測15 牛 頓 革 命 第2章 運動的描述182.1 平均速率和瞬時速率192.1.1 平均速率的定義192.1.2 速率的單位192.1.3 瞬時速率202.1.4 可以討論的問題212.2 速度222.2.1 速率和速度的區別222.2.2 矢量232.2.3 瞬時速度的定義232.3 加速度232.3.1 平均加速度的定義242.3.2 瞬時加速度的定義252.3.3 加速度的方向252.3.4 汽車速率不變時能做加速運動嗎？252.4 運動的圖形表示262.4.1 一幅圖形能告訴我們什麼？262.4.2 速度圖和加速度圖272.4.3 能根據速度圖求走過的距離嗎？282.5 勻加速運動292.5.1 勻加速運動中速度怎樣變化？302.5.2 走過的距離如何隨時間變化？30小結31關鍵術語32概念題32練習題34綜合題35實驗與觀測35第3章 落體運動和拋體運動373.1 重力引起的加速度383.1.1 如何測量重力加速度？383.1.2 伽利略關於落體運動的觀點與亞裡士多德的觀點有何不同？403.2 落體追蹤403.2.1 速度如何隨時間變化？413.2.2 小球在不同時間裡下落多大的距離？413.2.3 下拋小球423.3 向上拋球443.3.1 小球的速度如何變化？443.3.2 小球能飛到多高？453.4 拋體運動463.4.1 拋體的軌跡是什麼樣子？463.4.2 飛行時間由什麼決定？473.5 打靶483.5.1 步槍射出的子彈會下落嗎？483.5.2 橄欖球的飛行493.5.3 怎樣纔能達到優選的距離？49小結52關鍵術語52概念題52練習題54綜合題55實驗與觀測55第4章 牛頓運動定律：運動的解釋574.1 歷史簡述584.1.1 亞裡士多德關於運動的原因有何看法？584.1.2 伽利略怎樣挑戰亞裡士多德的看法？594.1.3 牛頓完成了什麼業績？594.2 牛頓第一運動定律和第二運動定律604.2.1 什麼是牛頓第一運動定律？604.2.2 力和加速度有什麼關繫？614.2.3 力怎樣相加？624.3 質量和重量644.3.1 如何對質量進行比較？644.3.2 如何定義重量？644.3.3 為何重力加速度與質量無關？654.4 牛頓第三運動定律654.4.1 第三運動定律怎樣幫助我們定義力？654.4.2 怎樣用第三運動定律來認證力？664.4.3 騾子能夠加速一輛小車嗎？674.4.4 什麼力使汽車加速？674.5 牛頓定律的應用694.5.1 推沙發時涉及哪些力？694.5.2 跳傘運動員不開傘時會持續加速嗎？694.5.3 小球扔出後發生了什麼事情？704.5.4 怎樣分析連接在一起的物體的運動？71小結72關鍵術語72概念題73練習題75綜合題75實驗與觀測76第5章 圓周運動、行星和引力775.1 向心加速度785.1.1 什麼是向心加速度？785.1.2 怎樣求速度的改變量?v？795.1.3 向心加速度的大小有多大？795.1.4 什麼力產生向心加速度？795.2 向心力805.2.1 什麼力幫助汽車順利通過彎道？805.2.2 彎道修成內低外高會發生什麼？825.2.3 坐摩天輪時遇到哪些力？835.3 行星運動845.3.1 早期的天球模型是什麼樣的？845.3.2 哥白尼與托勒密的模型有何區別？855.3.3 開普勒行星運動定律865.4 牛頓萬有引力定律885.4.1 牛頓有什麼驚人發現？885.4.2 什麼是牛頓萬有引力定律？885.4.3 重量與引力定律怎樣關聯？895.5 月球和其他衛星905.5.1 如何解釋月相？905.5.2 月球服從開普勒定律嗎？915.5.3 人造衛星的軌道915.5.4 可以爭論的問題92小結93關鍵術語94概念題94練習題96綜合題96實驗與觀測97第6章 能量和振動986.1 簡單機械、功和功率996.1.1 什麼是簡單機械？996.1.2 怎樣定義功？1006.1.3 任何力都做功嗎？1006.1.4 功和功率有什麼關繫？1016.2 動能1016.2.1 如何定義動能？1016.2.2 什麼是負功？1026.2.3 汽車的停車距離1026.3 勢能1036.3.1 什麼是重力勢能？1036.3.2 勢能的實質是什麼？1036.3.3 什麼是彈性勢能？1046.3.4 什麼是保守力？1056.4 能量守恆1056.4.1 擺在擺動時的能量如何變化？1056.4.2 能量守恆是什麼意思？1056.4.3 為什麼使用能量的概念？1066.4.4 能量分析為何像計賬似的？1076.4.5 可以爭論的問題1086.5 彈簧和簡諧運動1106.5.1 拴在彈簧上的質塊的振動1106.5.2 什麼是周期和頻率？1116.5.3 任何回復力都產生簡諧運動嗎？111小結112關鍵術語113概念題113練習題115綜合題116實驗與觀測117第7章 動量和衝量1187.1 動量和衝量1197.1.1 小球彈跳時發生了什麼？1197.1.2 怎樣分析如此快速的變化？1197.1.3 什麼是衝量和動量？1207.1.4 如何應用衝量-動量原理？1207.2 動量守恆1227.2.1 動量為何及何時守恆？1237.2.2 動量守恆和踫撞1237.3 反衝1247.3.1 什麼是反衝？1247.3.2 獵槍的反衝1257.3.3 火箭怎樣工作？1257.4 彈性踫撞和非彈性踫撞1267.4.1 什麼是接近非彈性踫撞？1267.4.2 踫撞中能量守恆嗎？1267.4.3 臺球彈跳時發生了什麼？1277.5 互成某個角度的踫撞1287.5.1 二維非彈性踫撞1287.5.2 二維彈性踫撞1307.5.3 可以討論的問題131小結131關鍵術語132概念題132練習題134綜合題135實驗與觀測135第8章 固體的轉動1368.1 什麼是轉動？1378.1.1 角位移和角速度1378.1.2 什麼是角加速度？1388.1.3 恆定角加速度1388.1.4 線速度和角速度有什麼關繫？1398.2 轉矩和杆秤1398.2.1 杆秤何時平衡？1398.2.2 什麼是轉矩？1408.2.3 多個轉矩如何相加？1418.2.4 什麼是重心？1418.3 轉動慣量和牛頓第二運動定律1428.3.1 什麼是轉動慣量？1428.3.2 適用於轉動的牛頓第二運動定律1438.3.3 求旋轉木馬的轉動慣量1448.4 角動量守恆1458.4.1 什麼是角動量？1458.4.2 角動量何時守恆？1458.4.3 滑冰運動員自轉速率的變化1468.4.4 開普勒第二定律1478.5 騎自行車和其他驚人的絕技1488.5.1 角動量是矢量嗎？1488.5.2 角動量和自行車1498.5.3 轉椅和陀螺150小結152關鍵術語153概念題153練習題154綜合題156實驗與觀測156 流體的行為和熱學 第9章 流體的行為1609.1 壓強和帕斯卡原理1619.1.1 如何定義壓強？1619.1.2 什麼是帕斯卡原理？1629.1.3 水壓機如何工作？1629.2 氣壓和氣體的行為1639.2.1 怎樣測量氣壓？1639.2.2 氣壓如何變化？1649.2.3 空氣柱的重量1659.2.4 氣體的體積如何隨壓強改變？1669.3 阿基米德原理1689.3.1 什麼是阿基米德原理？1689.3.2 浮力來源於什麼？1689.3.3 有哪些力作用在浮體上？1699.3.4 為何鋼船會浮在水面上？1709.3.5 氣球何時上浮？1709.4 運動的流體1719.4.1 為什麼流速會變？1719.4.2 黏性如何影響流動？1729.4.3 層流和湍流1739.5 伯努利原理1749.5.1 什麼是伯努利原理？1749.5.2 管道和軟管中各處的壓力如何變化？1749.5.3 氣流和伯努利原理1759.5.4 商店門前的廣告球為何會懸在空中？175小結177關鍵術語178概念題178練習題179綜合題179實驗與觀測180第10章 溫度和熱量18110.1 溫度及其測量18210.1.1 怎樣測量溫度？18210.1.2 溫標的發展18310.1.3 存在熱力學零度嗎？18410.2 熱量和比熱18510.2.1 什麼是比熱？18510.2.2 熱量和溫度有何區別？18610.2.3 熱量怎樣參與熔化或凝固過程？18610.3 焦耳實驗和熱力學第一定律18910.3.1 焦耳實驗表明了什麼？18910.3.2 熱力學第一定律19010.3.3 什麼是內能？19010.3.4 計算食物的熱量19110.4 氣體的行為與熱力學第一定律19210.4.1 壓縮氣體時發生了什麼事？19210.4.2 內能與溫度有什麼關繫？19210.4.3 怎樣保持氣體的溫度不變？19310.4.4 熱氣球中的氣體發生了什麼？19310.5 熱流19410.5.1 熱傳導產生的熱流19410.5.2 什麼是對流？19510.5.3 什麼是輻射？輻射怎樣傳遞能量？196小結198關鍵術語199概念題199練習題200綜合題200實驗與觀測201第11章 熱機和熱力學第二定律20211.1 熱機20311.1.1 熱機是干什麼的？20311.1.2 熱機的效率20311.1.3 熱力學第一定律關於熱機告訴了我們什麼？20411.2 熱力學第二定律20611.2.1 什麼是卡諾機？20611.2.2 卡諾循環包含哪幾步？20711.2.3 卡諾機的效率是多少？20711.2.4 熱力學第二定律20811.3 制冷機、熱泵和熵20911.3.1 制冷機和熱泵是干什麼的？20911.3.2 熱力學第二定律的克勞修斯表述21011.3.3 什麼是熵？21111.4 熱電廠和能源21211.4.1 熱電廠是如何工作的？21211.4.2 化石燃料的替代物21311.4.3 高品位熱量和低品位熱量21411.4.4 可以討論的問題21511.5 永動機和能量騙局21511.5.1 第一類永動機21511.5.2 第二類永動機215小結217關鍵術語218概念題218練習題220綜合題221實驗與觀測221 電學和磁學 第12章 靜電現像22412.1 電荷的作用22512.1.1 從木髓球實驗能學到什麼？22512.1.2 什麼是驗電器？22612.1.3 富蘭克林的單流體模型22612.2 導體和絕緣體22712.2.1 絕緣體與導體有何不同？22712.2.2 讓導體感應起電22812.2.3 為何絕緣體被吸向帶電物體？22912.3 靜電力：庫侖定律23112.3.1 庫侖是怎樣測量靜電力的？23112.3.2 庫侖的測量結果如何？23212.3.3 庫侖定律與萬有引力定律的比較23312.4 電場23312.4.1 求幾個電荷施加的力23412.4.2 什麼是電場？23412.4.3 電場線是怎樣使用的？23512.5 電勢23612.5.1 求電荷勢能的改變量23612.5.2 什麼是電勢？23712.5.3 電勢和電場的關繫238小結240關鍵術語240概念題241練習題242綜合題243實驗與觀測243第13章 電路245學習提示24613.1 電路和電流24613.1.1 怎樣使燈泡發光？24613.1.2 什麼是電流？24713.1.3 什麼了電流？24913.1.4 與水流的類比24913.2 歐姆定律和電阻25013.2.1 電流對電壓的依賴關繫25013.2.2 什麼是電池的電動勢？25113.2.3 電池沒電了是怎麼回事？25213.3 串聯電路和並聯電路25213.3.1 什麼是串聯電路？25213.3.2 什麼是並聯電路？25313.3.3 安培計和伏特計的使用25513.4 電能和電功率25613.4.1 電路中發生了什麼能量轉換？25613.4.2 電功率與電流和電壓有何關繫？25613.4.3 怎樣分配和使用電功率？25713.5 交流電和家庭電路25913.5.1 交流電與直流電有何區別？25913.5.2 什麼是電流和電壓的有效值？26013.5.3 家庭電路如何布線？260小結261關鍵術語262概念題262練習題264綜合題265實驗與觀測266第14章 磁體和電磁學26714.1 磁體和磁力26814.1.1 什麼是磁極？26814.1.2 磁力和庫侖定律26914.1.3 能將場線與磁體聯繫起來嗎？26914.1.4 地球是一個磁體嗎？27014.2 電流的磁效應27114.2.1 一個出乎意料的效應27114.2.2 載流導線所受到的磁力27214.2.3 運動電荷所受到的磁力27214.2.4 運動電荷上的磁力方向27314.3 電流回路的磁效應27314.3.1 電流回路的磁場27414.3.2 電流回路上作用有磁轉矩嗎？27414.3.3 怎樣制作一個電磁體？27514.4 法拉第定律：電磁感應27714.4.1 法拉第的實驗表明了什麼？27714.4.2 法拉第定律27814.4.3 楞次定律27914.4.4 什麼是自感應？27914.5 發電機和變壓器28114.5.1 發電機是如何工作的？28114.5.2 變壓器有什麼作用？28214.5.3 變壓器和功率分配283小結284關鍵術語284概念題285練習題286綜合題287實驗與觀測287 波動和光學 第15章 波的生成29015.1 脈衝波和周期波29115.1.1 脈衝波在彈簧上怎樣行進？29115.1.2 波動的一些共同特征29115.1.3 可以討論的問題29215.1.4 縱波和橫波的區別29215.1.5 什麼是周期波？29215.2 繩索上的波29415.2.1 波的曲線圖是什麼樣？29415.2.2 繩索上的波速由什麼決定？29515.2.3 波的頻率和波長由什麼決定？29615.3 干涉和駐波29715.3.1 繩索上的兩個波如何合成？29715.3.2 什麼是駐波？29815.3.3 琴弦上波的頻率由什麼決定？29815.4 聲波30015.4.1 聲波的實質是什麼？30015.4.2 聲速由什麼決定？30115.4.3 用飲料瓶生成音樂30315.5 音樂物理學30415.5.1 什麼是諧波分析？30415.5.2 音程是如何定義的？30515.5.3 為何有些合成的樂音聽起來很和諧？306小結308關鍵術語308概念題309練習題310綜合題310實驗與觀測311第16章 光和顏色31216.1 電磁波31316.1.1 什麼是電磁波？31316.1.2 電磁波的速率是多少？31416.1.3 存在多種不同的電磁波嗎？31516.1.4 可以爭論的問題31616.2 波長和顏色31616.2.1 光是由不同顏色組成的嗎？31616.2.2 人眼如何分辨不同的顏色？31716.2.3 為什麼物體有不同的顏色？31816.3 光波的干涉32016.3.1 楊氏雙縫實驗32116.3.2 條紋間距由什麼決定？32216.3.3 什麼是薄膜干涉？32216.4 衍射和光柵32516.4.1 單縫如何衍射光？32516.4.2 光如何被其他形狀的物體衍射？32616.4.3 什麼是衍射光柵？32716.5 偏振光32816.5.1 什麼是偏振光？32816.5.2 怎樣產生偏振光？32816.5.3 為什麼要用偏光太陽鏡？32916.5.4 什麼是雙折射？329小結330關鍵術語331概念題331練習題332綜合題333實驗與觀測333第17章 光和成像33517.1 反射和成像33617.1.1 光線與波前有什麼關繫？33617.1.2 什麼是反射定律？33717.1.3 平面鏡如何成像？33717.2 光的折射33817.2.1 什麼是折射定律？33817.2.2 為何水下物體的位置要比實際位置高？33917.2.3 全內反射34017.2.4 稜鏡如何使光線彎折？什麼是色散？34117.3 透鏡和成像34317.3.1 追蹤穿過凸透鏡的光線34317.3.2 像距和物距有什麼關繫？34417.3.3 追蹤通過凹透鏡的光線34517.4 用曲面鏡聚焦光束34617.4.1 凹面鏡的光線追蹤34617.4.2 物距和像距34717.4.3 凸面鏡34817.5 眼鏡、顯微鏡和望遠鏡34917.5.1 眼睛是如何工作的？34917.5.2 眼鏡矯正的是哪些問題？35017.5.3 顯微鏡如何工作？35017.5.4 望遠鏡是如何工作的？35117.5.5 雙筒鏡和觀劇鏡353小結354關鍵術語355概念題356練習題357綜合題357實驗與觀測358 原子和原子核 第18章 原子的結構36018.1 原子的存在：從化學中得到的證據36118.1.1 化學研究揭示了原子的哪些方面？36118.1.2 質量在化學反應中守恆嗎？36218.1.3 原子量的概念是怎樣產生的？36218.1.4 可以討論的問題36518.1.素周期表是怎樣發展的？36518.2 陰極射線、電子和X射線36618.2.1 陰極射線是怎樣產生的？36718.2.2 陰極射線的組成36918.2.3 X射線是怎樣被發現的？36918.3 放射性和原子核的發現37118.3.1 放射性是怎樣被發現的？37118.3.2 放射性中包含多種輻射嗎？37118.3.3 原子核是怎樣被發現的？37218.4 原子光譜和玻爾原子模型37418.4.1 氫光譜的本質是什麼？37418.4.2 光能的量子化37518.4.3 玻爾原子模型有哪些特征？37618.5 粒子波和量子力學37718.5.1 什麼是德布羅意波？37818.5.2 量子力學與玻爾模型有何不同？37918.5.3 什麼是海森伯不確定原理？37918.5.4 量子力學如何解釋周期表？380小結381關鍵術語382概念題382練習題383綜合題383實驗與觀測384第19章 原子核和核能38519.1 原子核的結構38619.1.1 質子是怎樣被發現的？38619.1.2 中子是怎樣被發現的？38719.1.3 什麼是同位素？38819.2 放射性衰變39019.2.1 ?衰變中發生了什麼？39019.2.2 ?衰變和衰變中會發生什麼？39119.2.3 如何描述衰變的快慢？39219.2.4 為何放射性對人體健康有害？39219.3 核反應和核裂變39319.3.1 什麼是核反應？39419.3.2 能量和質量如何參與核反應？39419.3.3 核裂變是怎樣被發現的？39419.4 核反應堆39719.4.1 如何實現鏈式反應？39719.4.2 為什麼反應堆中會產生鐶？39819.4.3 現代反應堆有何設計特征？39819.4.4 核動力的環境問題39919.4.5 可以討論的問題40019.5 核武器和核聚變40119.5.1 什麼是臨界質量？40119.5.2 鐶彈是怎樣設計的？40219.5.3 什麼是核聚變？40319.5.4 能用受控的核聚變發電嗎？404小結405關鍵術語405概念題406練習題407綜合題407實驗與觀測408 相對論及其他 第20章 相對論41020.1 經典物理學中的相對運動41120.1.1 速度如何相加？41120.1.2 在二維空間速度如何相加？41220.1.3 相對論41320.1.4 慣性參考繫41320.2 光速和愛因斯坦的假設41420.2.1 什麼是光以太？41420.2.2 以太能夠當普適參考繫用嗎？41420.2.3 邁克爾孫-莫雷實驗41520.2.4 愛因斯坦的狹義相對論假設41620.3 時間膨脹和長度收縮41720.3.1 不同觀測者的時間測量41720.3.2 對不同觀測者長度測量如何變化？41920.4 牛頓運動定律和質能等價42220.4.1 牛頓第二定律要怎樣修改？42220.4.2 質能等價理論是如何提出的？42220.4.3 如何解釋靜止能？42320.5 廣義相對論42320.5.1 什麼是等效原理？42420.5.2 光束在強引力場中會彎曲嗎？42520.5.3 廣義相對論有哪些時空效應？42620.5.4 什麼是黑洞？427小結427關鍵術語428概念題428練習題429綜合題430實驗與觀測430第21章 日常現像深入研究43121.1 誇克和其他基本粒子43221.1.1 新粒子是怎樣發現的？43221.1.2 粒子園的成員43321.1.3 什麼是誇克？43321.1.4 有哪些基本作用力？43421.2 宇宙學：向外窺視宇宙43521.2.1 宇宙在膨脹嗎？43521.2.2 追溯我們宇宙的開端43721.3 半導體和微電子學43821.3.1 什麼是半導體？43821.3.2 什麼是晶體管？44021.3.3 計算機和集成電路44021.4 超導體和其他新材料44221.4.1 什麼是超導電性？44221.4.2 什麼是高溫超導體？44321.4.3 其他新材料444小結446關鍵術語447概念題447練習題448綜合題448實驗與觀測448附錄A 部分習題答案449

本書針對的是一學期的概念性物理課程。全書共分 21 章，內容包括力學、熱力學、電磁學、光學、核物理學、近代物理學等，具體涉及運動的基本概念，落體運動和拋體運動，牛頓運動定律，圓周運動，行星和引力，能量和振動，衝量和動量，轉動，流體，溫度和熱力學，熱機和熱力學第二定律，靜電現像，電路，磁體和電磁學，波的生成，光波和顏色，光和成像，原子的結構，原子核和核能，相對論，日常現像深入研究等。本書的特點是在介紹物理學概念的同時，引入了可用這些概念來解釋的日常現像，強調了物理學的實用性及其與日常生活的關聯性，而不要求讀者具備高深的數學知識。 全書以敘述性文體撰寫，並用事先設定的問題將讀者引入有關物理思想的對話中。因此，本書適合那些有興趣了解物理世界的本質並希望解釋日常物理現像的人們，也可作為大學預科學生的導論性物理學教材。

（美）W.ThomasGriffith（W.托馬斯.格瑞福斯），JulietW.Brosing（朱莉葉.W.布羅斯） 著 秦克誠 譯