費曼物理學訣竅【增訂版】:費曼物理學講義解題附錄 - 博客來
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書名:費曼物理學訣竅【增訂版】:費曼物理學講義解題附錄,原文名稱:Feynman's Tips on Physics:A Problem-Solving Supplement to The Feynman Lectures on Physics ...
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費曼物理學訣竅【增訂版】:費曼物理學講義解題附錄
Feynman’sTipsonPhysics:AProblem-SolvingSupplementtoTheFeynmanLecturesonPhysicsReflections‧Advice‧Insights‧Practice
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作者:理查.費曼,麥可‧高利伯,拉夫‧雷頓
新功能介紹原文作者:RichardFeynman,MichaelA.Gottlieb,RalphLeighton譯者:師明睿,高涌泉出版社:天下文化
新功能介紹出版日期:2019/12/10語言:繁體中文
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內容簡介
最偉大的物理教師費曼博士,
這回要教你前所未見的學習訣竅和求學態度:
怎麼面對進來一流學校之後,不再名列前茅的事實?
要學好物理,必須先學會哪些數學知識和工具?
如何抓物理學講義的重點,如何解物理習題?
本書末尾還收錄了精選的基礎觀念習題與力學題庫。
你可以從這裡建立學習自信,學到解題訣竅,
再動手做習題,讓自己的物理功力更上層樓。
這四堂課是《費曼物理學講義》最精彩的遺珠,
增訂版新增三篇對作者群的訪談。
1961年,費曼在加州理工學院所開的大一物理課已接近第一學期的尾聲,他並沒打算再趕進度,而是花了三堂課和學生談談求學的態度和方法。
他向學生開示了:怎麼面對進來一流學校之後,不再名列前茅的事實;要學好物理,必須先學會哪些數學知識和工具;更重要的是,費曼還示範給學生看——如何抓物理學講義的重點,如何解物理習題!
接下來是一堂談到「慣性導引」的課。
這些就是費曼認為「不幸被遺漏掉」的四堂課。
本書最後還精選了一些當初為《費曼物理學講義》而設計的習題,特別是與基礎觀念與力學有關的題目,「在數字或分析上都很單純,但在內涵上卻是深刻且有啟發性」。
這本《費曼物理學訣竅》內容更基礎,主題更實用,從中學生到研究生都會受用無窮。
我們可以從書中感受到,費曼確實是一位難得的好老師。
作者介紹
作者簡介
理查.費曼RichardFeynman
1918年,費曼誕生於紐約市布魯克林區,1942年,從普林斯頓大學取得博士學位。
第二次世界大戰期間,他曾在美國設於新墨西哥州的羅沙拉摩斯(LosAlamos)實驗室服務,參與研發原子彈的曼哈坦計畫(ManhattanProject),當時雖然年紀很輕,卻已經是計畫中的重要角色。
隨後,他任教於康乃爾大學以及加州理工學院。
1965年,由於費曼在量子電動力學的成就,與朝永振一郎(Sin-ItiroTomonaga)、許溫格(JulianSchwinger)兩人,共同獲得該年度的諾貝爾物理獎。
費曼博士為量子電動力學理論解決了不少問題,同時他首創了一個解釋液態氦超流體現象的數學理論。
之後,他跟葛爾曼(MurrayGell-Mann)合作,研究弱交互作用(例如貝他衰變),做了許多奠基工作。
後來數年,費曼成為發展夸克(quark)理論的關鍵人物,提出了在高能量質子對撞過程中的成子(parton)模型。
在這些重大成就之外,費曼博士把一些基本的新計算技術跟記法,介紹給了物理學。
其中包括幾乎無所不在的費曼圖,因而改變了基礎物理觀念化與計算的過程,成為可能是近代科學史上,最膾炙人口的一種表述方式。
費曼是一位非常能幹有為的教育家,在他一生所獲多得數不清的各式各樣獎賞中,他特別珍惜1972年獲得的厄司特杏壇獎章(OerstedMedalforTeaching)。
《費曼物理學講義》一書最初發行於1963年,當時有位《科學美國人》雜誌的書評稱該書為「……真是難啃,但是非常營養,尤其是風味絕佳,為二十五年來僅見!是教師及最優秀入門學生的指南。
」
為了增長一般民眾的物理知識,費曼博士寫了一本《物理之美》(TheCharacterofPhysicalLaw)以及《量子電動力學》(Q.E.D.:TheStrangeTheoryofLightandMatter)。
他還寫下一些專精的論著,成為後來物理學研究者與學生的標準參考資料跟教科書。
費曼是一位建設性的公眾人物。
幾乎家喻戶曉他參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作的事跡,尤其是他當眾證明橡皮墊圈不耐低溫的那一幕,是一場非常優雅的即席實驗示範,而他所使用的道具不過冰水一杯!
比較鮮為人知的事例,是費曼博士於1960年代中,在加州大學課程委員會任上所做的努力,他非常不滿當時教科書之庸俗平凡。
僅僅重複敘說費曼一生中,於科學上與教育上的無數成就,並不足以說明他這個人的特色。
正如任何讀過他即使最技術性著作的人都知道,他的作品裡外都散發著他鮮活跟多采多姿的個性。
在物理學家正務之餘,費曼也曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、表演森巴小鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字上。
他永遠對周圍的世界感到好奇,是位一切都要積極嘗試的模範人物。
費曼於1988年2月15日在洛杉磯與世長辭。
麥可‧高利伯MichaelA.Gottlieb
電腦程式設計師,與拉夫‧雷頓合作讓《費曼物理學講義》遺漏的四堂課重新問世。
拉夫‧雷頓RalphLeighton
傳記作家,也是《費曼物理學講義》作者之一羅伯‧雷頓(RobertLeighton)的兒子。
譯者簡介
師明睿
普度大學生物化學博士。
先後在衛生署預防醫學研究所、中研院生醫所及生農所籌備處從事研究,參與台灣疫苗政策評估規劃、日本腦炎新款疫苗研發、以及中草藥金線蓮藥理之動物研究,現任職於疾病管制局。
暇時從事自由翻譯工作。
譯作有《費曼的6堂Easy物理課》、《費曼的6堂Easy相對論》、《觀念物理Ⅲ:物質三態.熱學》(皆為天下文化出版)等。
高涌泉/審訂者
加州大學柏克萊分校物理博士。
現任臺灣大學物理學系教授,專長為場論與粒子物理,認為量子力學是最奇妙的學問。
喜歡柏拉圖、達爾文、愛因斯坦、費曼、魯迅的作品,也喜歡看各式各樣的電影與棒球比賽。
除了學術論文以外,著有《另一種鼓聲:科學筆記》、《武士與旅人:續科學筆記》。
翻譯本書〈再版序〉及三篇專訪。
目錄
再版序 新增三篇專訪 高利伯、雷頓
前言 不巧的「紅皮書」 雷頓
初版序 重建四堂費曼物理課 高利伯
誌謝
山德士回憶錄 《費曼物理學講義》的由來 山德士
專訪之一 費曼訪談
專訪之二 羅伯.雷頓訪談
專訪之三 羅卻.沃革特訪談
第1章必須先知道的數學知識
複習課第一講
1-1複習課介紹
1-2加州理工學院之牛後
1-3學物理所需的數學
1-4微分
1-5積分
1-6向量
1-7向量的微分
1-8線積分
1-9一個簡單的例子
1-10三角法
第2章定律及直覺
複習課第二講
2-1物理定律
2-2非相對論性近似
2-3力作用下的運動
2-4力與其位能
2-5從範例中學習物理
2-6實地瞭解物理學
2-7機器設計上的一個問題
2-8地球的脫離速度
其他種解法
A利用幾何方法求出重物的加速度
B利用三角學方法求出重物的加速度
C利用力矩與角動量求出重物所受的力
第3章問題與解答
複習課第三講
3-1衛星運動
3-2原子核的發現
3-3基本火箭方程式
3-4數值積分
3-5化學火箭
3-6離子推進火箭
3-7光子推進火箭
3-8靜電質子束致偏器
3-9介子質量的測定
第4章動力學效應及其應用
4-1示範陀螺儀
4-2定向陀螺儀
4-3人工地平儀
4-4穩定船舶用陀螺儀
4-5迴轉羅盤
4-6陀螺儀在設計與製造上的改進
4-7加速度計
4-8一套完整的導航系統
4-9地球旋轉的效應
4-10旋轉的圓盤
4-11地球的章動
4-12天文學上的角動量
4-13量子力學上的角動量
4-14演講之後
第5章精選習題
5-1能量守恆,靜力學
5-2刻卜勒定律與重力
5-3運動學
5-4牛頓定律
5-5動量守恆
5-6向量
5-7三維空間中的二體非相對論性碰撞
5-8力
5-9位能與場
5-10單位與尺寸
5-11相對論性能量與動量
5-12二維轉動,中心質量
5-13角動量,轉動慣量
5-14三維轉動
習題答案
圖片來源
中英、英中對照索引
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序
前言
不朽的「紅皮書」
1962年,偏遠的喜馬拉雅山區的中印未定邊界上發生了糾紛,鬧到雙方互相開火射擊,之後形成對峙,雙方一觸即發的緊張情勢持續了多年。
有座孤零零設立在高坡頂上的印度軍隊前哨站,站內有一名被徵召入伍的士兵,叫做伯拉蘇不拉曼寧(RamaswamyBalasubramanian),透過一具雙筒望遠鏡觀察對面駐守在西藏境內的人民解放軍的動靜,他看到對方也在用望遠鏡朝著這邊觀望。
出乎伯拉蘇不拉曼寧跟他同袍們的意外,那些解放軍居然拿著紅色封面的袖珍版《毛語錄》,西方人多稱之為「毛澤東的小紅書」,高高舉在手中,面向著印度前哨站揮舞示威。
伯拉蘇不拉曼寧當時常趁著閒暇自修物理學,他很快的就對解放軍的嘲弄覺得很厭煩,於是有一天,他有備而來的到前哨站服勤,在解放軍循例拿起小紅書揮舞時,他跟另兩位袍澤馬上各自抓起一本他帶去的三大冊,同樣是大紅封面的《費曼物理學講義》,高舉過頭,向對方揮舞。
有一天,我收到當事人伯拉蘇不拉曼寧先生寄來的一封信。
過去許多年裡面,我收到數百封類似的信件,都是描述費曼對人們的生命所產生的長遠衝擊。
他在描述了於中印邊界所發生的「紅皮書」事件之後,寫道:「二十年之後,究竟是誰的紅皮書,仍然還有人在閱讀呢?」
他說得真是一針見血。
《費曼物理學講義》從發行以來,已經超過了四十寒暑,現在仍然有許多人在讀,並且繼續啟發全球各地的讀者,我相信甚至連西藏地區也不例外。
這兒我得特別記上一筆:數年前我在一個派對上遇到麥可‧高利伯,當天派對主人利用電腦螢幕,展示了圖瓦1喉音歌手於現場表演所唱歌聲的諧泛音(harmonicovertone),這類活動讓舊金山附近的生活有趣了起來。
高利伯原本是數學科班出身,並對物理學非常有興趣,於是我建議他閱讀《費曼物理學講義》。
大約一年後,他特地騰出了六個月的時間,專心一志的把這套講義從頭到尾仔細的讀過一遍。
正如高利伯所寫的本書〈初版序〉中所描述,他那一讀,最後促成了本書,跟《費曼物理學講義》新千禧年版的誕生。
1中文版注:圖瓦(Tuva)位於外蒙古西北方,在俄蒙之間,原屬中國版圖,舊時名稱為唐努烏粱海。
所以我很高興現在全世界對於物理有興趣的人,可以研讀一套更正確、更完整的《費曼物理學講義》,而且還有本冊書做為補充讀本。
看來《費曼物理學講義》這套不朽巨著在未來數十年,仍將繼續教導與啟發學生,無論他們是在紐約曼哈坦鬧區或是在喜馬拉雅高山上。
拉夫‧雷頓(RalphLeighton)
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詳細資料
ISBN:9789863202752叢書系列:知識的世界規格:平裝/296頁/15.1x22.8x1.48cm/普通級/單色印刷/增訂版出版地:台灣
本書分類:自然科普>物理/化學>概論
內容連載
1-1 複習課介紹 這三堂同學們可以選擇要不要出席的課將會很枯燥,原因是它們只是炒冷飯而已,內容以前都講過,完全沒有增加新的材料。
所以我看到有這麼多人來聽課覺得非常意外。
老實說,我今天倒是希望沒什麼人出現,那麼這幾節課就可以省去了。
我們之所以在這時候把課程暫緩下來,目的是要給你們時間去思考事情,去回味前此在課堂上聽到的種種。
我這話也許聽起來很奇怪,其實這是學物理最有效的方法。
到教室來聽我替你複習並不是個好主意,比較好的辦法是你自己去想辦法複習。
所以我要勸告你——只要你還沒有太跟不上我們的課,還沒有完全搞不清楚狀況,以致於對一切都感到困惑——最好忘掉我這幾堂複習課,回去自己摸索,在不先釘住某一個特定方法去苦讀的情況下,試著從課堂上聽到過的東西中,找出你認為很有趣的部分。
你若是自己挑選一個有趣的問題去玩弄:它可以是某樣你聽到時覺得完全陌生不懂的事物,或是懂得少許皮毛、卻希望能做進一步分析的,或是你對它已有相當程度的瞭解,但想利用它弄點什麼花樣等等——到頭來你會發現,不但學習效率比來聽我講複習課要好得不成比例、學習過程遠為輕鬆愉快,得到的結果也圓滿得多。
由學習者主動去思考是學習任何事物的最佳方式。
我們到目前為止已經上了的課是一門嶄新的課程,而這門新課程是設計來解答一個、我們認為一直存在的問題:那就是沒有人知道應該如何教好物理學,或是如何教育人——這是一件事實,如果你不喜歡目前的教學方式,那也是頂自然的事情。
事實上,要教到讓每個人滿意是不可能的任務:數百年,甚至更久以來,人們就一直想找出最好的教育方法,顯然至今尚未研究出來。
所以如果有人對這門課感覺不滿意,那也不是什麼特別的事。
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