《改變世界的物理學（第四版）》以新的視角，重點勾勒20世紀物理學的重大成就以及物理學在現代高新技術中的主要應用。全書共分十章，結合物理學在航天、激光、材料、信息、能源、醫學、生命科學和宇宙學等方面的應用，重點介紹物理學基本知識，並融物理知識和前沿應用為一體。
《改變世界的物理學（第四版）》從提高學生的科學素質出發，注重科學與人文的融合，結合物理學史介紹著名物理學家的科學思想、科學方法以及勇於探索的精神，並注意介紹我國科技方面的重大成就和我國科學家的貢獻。全書編寫力求深入淺出、文字流暢、圖文並茂、生動有趣，並附有一定量的習題。
《改變世界的物理學（第四版）》的主要對像是普通高校文科類學生，也適合非物理專業的理科學生閱讀。還可作為廣大中學教師和一般讀者了解物理基礎知識及其與現代高新技術關繫的參考讀物。

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第一章 導論
§1.1 世界為什麼變化這麼快
§1.2 從自然哲學到物理學
一、中國古代的世界圖景和哲學觀
二、古代西方哲學觀和物理知識
三、古代阿拉伯的物理知識
四、歐洲中世紀的科學為何發展緩慢
§1.3 經典物理學產生的條件和建立過程
一、文藝復興
二、天文學的突破
三、伽利略和近代力學的誕生
四、笛卡兒、惠更斯和牛頓
§1.4 1９世紀物理學的成就和危機
一、電磁現像的研究
二、從法拉第到麥克斯韋
三、熱力學與統計物理的建立和發展
四、經典物理學的“危機”，兩朵烏雲和三大發現
§1.5 2０世紀物理學的發展及其特點
一、向微觀世界和宇宙空間進軍
二、向新事物和“復雜性”進軍
三、物理學與高新技術
§1.6 物理學的社會教育和思想文化功能
一、科學的雙重功能
二、物理學是“求真”的
三、物理學是“至善”的
四、物理學是“美”的
參考資料

第二章 航天與力學
§2.1 萬有引力定律的發現
一、牛頓生平
二、月亮為什麼不掉下來
三、萬有引力定律的建立
四、海王星的發現
§2.2 宇宙速度與動量及機械能守恆
一、火箭推進原理與動量守恆定律
二、機械能守恆定律
三、三個宇宙速度
四、多級火箭
§2.3 衛星運動與角動量守恆
一、 人造地球衛星是怎樣發射的
二、橢圓軌道與角動量守恆定律
三、失重現像及其解釋
§2.4 航天技術的發展
一、通信衛星
二、氣像衛星
三、地球資源衛星和海洋衛星
四、 科學探測衛星
五、 導航衛星
六、深空探測
七、載人航天
附錄2.A 火箭推進與齊奧爾科夫斯基公式
附錄2.B 人造地球衛星等航天器的返回
習題
參考資料

第三章 無處不在的波
§3.1 振動
一、一個彈簧振子的振動
二、振動的描述
三、電（偶極）振子模型
§3.2 聲波
一、聲波
二、波的描述、超聲和次聲
三、聲壓、聲強級和噪聲
四、超聲的特性及應用
五、次聲的特性及應用
§3.3 電磁波概述
一、電磁波發現的歷史
二、電磁波譜及其產生
三、電磁波——橫波
§3.4 光的反射、折射和全反射
一、惠更斯原理
二、鏡面反射
三、兩種媒質界面上光的折射和反射
四、全反射
§3.5 光的干涉、衍射和偏振
一、光的干涉
二、光的衍射和分辨本領
三、全息照相
四、有趣的偏振光
§3.6 無線電波和微波
一、無線電波的傳播
二、無線電廣播、電視和傳真
三、頻帶寬度、載波頻率和頻道數目的關繫
四、微波通信和微波能利用
§3.７多普勒效應及其應用
一、雷達、多普勒效應
二、超聲多普勒技術的醫學應用
§3.8 光的波粒二重性
一、黑體輻射和“量子”概念的提出
二、光電效應和“光量子”的提出
三、光的波粒二重性
四、康普頓效應和正負電子對的產生
附錄3.A 紅外線與紫外線
習題
參考資料

第四章 微觀世界及其探索
§4.1 揭開研究微觀世界序幕的三大發現
一、Ｘ射線的發現
二、放射性的發現
三、電子的發現
§4.2 原子結構
一、盧瑟福散射和原子核的發現
二、玻爾模型
三、電子的波粒二重性
四、粒子運動的測不準關繫
§4.3 Ｘ射線與原子結構
一、Ｘ射線的產生和Ｘ射線譜
二、Ｘ射線的應用
§4.4 原子核的結構
一、中子的發現
二、一種新的相互作用力——核力
三、核能來源
四、α，β和γ放射性衰變
五、核子結構
六、神秘的反物質
§4.5 探索微觀世界奧秘的近代技術
一、電子顯微鏡
二、質子激發Ｘ射線熒光分析（ＰＩＸＥ）
三、中子活化分析
四、掃描隧道顯微鏡（STM）
五、原子力顯微鏡（AFM）
六、超分辨率熒光顯微技術簡述
附錄4.A 分子能級和光譜、固體的光譜
習題
參考資料

第五章 光彩奪目的新光源
§5.1 激光產生原理與激光器結構
一、激光產生原理
二、激光簡史和我國的激光技術
三、激光器的結構
四、激光器的種類
§5.2 激光的特性及應用
一、激光的主要特性
二、激光應用簡介
§5.3 神奇的同步輻射光
一、同步輻射的發現
二、同步輻射的特性
三、同步輻射裝置
四、同步輻射應用簡介
習題
參考資料

第六章 物理學與材料科學和信息技術
第七章 物理學是能源科學的基礎
第八章 物理學與現代醫學新技術和生命科學
第九章 相對論和宇宙
第十章 從20世紀物理學看世界
結束語——21世紀人類面臨的氣候危機
物理常數和天文常數表
習題答案