《魔鬼物理學3》是魔鬼物理學系列叢書的第三本,主要講述了漫畫中的物理學知識。讓超人演示牛頓運動定律,讓蜘蛛俠解釋擺球振蕩,讓萬磁王展示電磁感應,這樣學物理是不是更好玩兒?
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超人為什么能夠一躍而起到樓頂?蜘蛛俠的女友格溫斯黛西死于高空墜落還是蜘蛛俠的蛛網?萬磁王為什么跑起來就成了電王?X戰(zhàn)警暴風女是如何控制天氣的?閃電俠要吃多少漢堡才能跑得比聲音還快?原子俠能夠乘坐電話線中的電子到達電話的另一端嗎?從漫畫英雄口中講出的物理學知識,將顛覆你對物理的所有認知。在這里,物理不再是脫離實際的冷冰冰的公式,而是成為英雄施展超能力的魔法棒。
你將從超人、蜘蛛俠、萬磁王、暴風女、閃電俠身上了解動力學、熱力學、電磁學、量子力學和固體物理學等方面的基礎知識。學物理將不再只是建模型和列公式,看漫畫書也能幫助你分析課本中的物理學原理。超人飛起可以用牛頓運動定律解釋,蜘蛛俠在高樓間穿梭符合擺球振蕩原理,萬磁王本身就是電磁感應的體現(xiàn)……
從漫畫書里跑出來的漫畫英雄走進物理學課堂,教你玩轉物理課!
無論從哪個角度來說,歪心狼(Wile E.)都不能算作一個超級英雄,但我必須承認,它總能讓我想到物理學。它是個倒霉的大壞蛋,每一集中它都在徒勞無功地追趕嗶嗶鳥(Road Runner),就像西緒福斯一樣;但最后它總能撿回一條命。作為一個癡迷看電視的小男孩,當我看到歪心狼跑離懸崖,停在半空,卻意識到腳下空空,之后才掉下去的場景時,我還是會產生些許懷疑。我總覺得,不管一個人是否意識到重力的存在,都不會影響重力發(fā)生作用。
這個例子跟超級英雄沒什么關系,里面提到的只是電視動畫片,而不是漫畫里的角色,但我之所以把這個問題提出來,是因為它說明了有關物理教學的很重要的一點:沒有什么東西比挑戰(zhàn)錯誤的見解更讓人印象深刻的。事實上,一些專門研究物理教學的人認為,只有通過鼓勵學生挑戰(zhàn)自己的錯誤觀念,才能幫助他們真正掌握你教給他們的東西。我不知道這是不是真的,但我確實知道,如果你想了解大眾的誤解,那么追溯其文化見解的源頭是一個很好的做法。如果這意味著要研究超人或《星際迷航》,我也完全贊成!
然而,千萬不要以為我把漫畫與大眾的誤解相提并論是想要詆毀前者。完全不是!事實上,漫畫書中有時候說的是對的,詹姆斯·卡卡里奧斯在這本書(講述從氪星的引力到《X戰(zhàn)警》中的量子物理學的漫長旅途)的導論中提到,學生們經常抱怨,在物理學入門課上學到的知識跟他們畢業(yè)之后要面對的真實生活一點兒關系都沒有。但當他們學習了超級英雄物理學之后,這種抱怨再也沒有出現(xiàn)!
有人可能會想,對于學生而言,超人是否比滑輪、繩子和斜面更真實。但學生不會抱怨的真正原因無疑是漫畫中的例子更有趣,而斜面很無聊。這或許是我們應該學習超級英雄物理學的一個最重要的原因了。你不僅可以了解到許多有趣的物理學知識,比如日,F(xiàn)象或深奧的現(xiàn)代科學,思考的過程也很有趣。此外,像量子力學這樣的學科聽起來似乎有點兒嚇人,但誰又會被可愛的幻影貓嚇到呢?
那些年輕時癡迷過漫畫的人可能還記得,他們有時會憧憬我們的世界是否也能像漫畫里超級英雄生活的世界那樣激動人心、精彩紛呈,但這種想法往往令他們悵然若失。事實上,在過去的400年里,科學向我們揭示了大自然的種種神奇之處,了解這些科學知識其實是充滿樂趣和激動人心的事情。真相遠比小說更不可思議,哪怕是漫畫小說。找出真相的過程更是妙趣橫生。
勞倫斯·克勞斯
俄亥俄州克利夫蘭
作者:詹姆斯 卡卡里奧斯
美國明尼蘇達大學物理學與天文學教授,暢銷書作者。他是凝聚態(tài)物理學領域的一位實驗物理學家,研究范圍非常廣泛,涉及納米材料和神經系統(tǒng)中的隨機共振分析等。由于在科普方面做出的杰出貢獻,他曾被美國物理學會和美國科學促進會授予相關獎項。
前言 IX
序言 XI
新版序言 XV
導論 科學是如何拯救超級英雄漫畫的001
第一部分
力學
第1章 超人誕生023
第2章 氪星的引力秘密037
第3章 格溫·斯黛西之死047
第4章 閃電的真相061
第5章 蟻人的大世界073
第6章 水下的英雄083
第7章 蜘蛛俠蕩起來099
第8章 蟻人的阿喀琉斯之踵105
第9章 陀螺人為什么能轉不停?115
第10章 蟻人是聽不見也看不見嗎?127
第11章 閃電俠與狹義相對論135
第二部分
能量
第12章 吃貨閃電俠149
第13章 缺失的功171
第14章 冰人如何克敵制勝?189
第15章 鋼鐵俠遭遇強敵201
第16章 靜電的意外魔力209
第17章 超人教給蜘蛛俠的電學知識219
第18章 電王跑起來就成了萬磁王229
第19章 萬磁王跑起來就成了電王237
第20章 X教授的超級力量247
第三部分
現(xiàn)代物理學
第21章 微觀宇宙之旅259
第22章 平行宇宙究竟在哪兒?273
第23章 幻影貓為什么能夠隧穿?295
第24章 被固體物理學痛擊的鋼鐵俠303
第25章 制服的誘惑327
第四部分
例外的變異
第26章 超級英雄的失誤357
后記
致謝
附錄1 重要公式
附錄2 推薦書目