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《觀念物理VI:習題解答》

休伊特/著,蔡坤憲/譯,20.5cmx20.5cm/229頁,定價380元

《觀念物理》從物理觀念出發,不必高深的數學,就能掌握萬物之理;
《觀念物理Ⅵ:習題解答》從解題的觀念出發,幫助你更加精進物理觀念。

這是一本不太一樣的「習題解答」。

在學校的物理課中,我們常在尋找標準答案,對錯誤的想法往往不很重視;但真正的物理研究,卻總是在鑽研為什麼有這樣的錯誤。標準答案和教科書絕不是物理學的全部。解題活動不論在學校物理課或是真正的物理研究,都扮演很重要的角色。解題不是天才專屬的「黑盒子」,任何人只要有心,藉由瞭解解題的過程,願意練習,熟能生巧,就能大幅提升解題功力。

這本習題解答是《觀念物理》的一個延伸,解題的重心就放在前五冊每一章末尾的「想清楚,說明白」、「沙盤推演」與「實戰演練」三個單元。它可讓《觀念物理》這套書更完整、更適合台灣同學的閱讀,也對同學有實質上的幫助。書中的解題觀念、解題方法,可以幫助讀者突破學習與思考的瓶頸,真正享受學習物理的樂趣。

休伊特/著

高中時夢想當個拳擊手,畢業後開始學漫畫,後來從事畫戶外廣告招牌的工作。27歲才決定回到學校,在麻州羅爾技術學院就讀物理系,是班上年紀最大的學生。1964年,取得猶他州立大學科學教育與物理雙主修的碩士學位,便到舊金山城市學院開始教學生涯,直到1999年退休。1982年,休伊特獲得美國物理教師學會頒發的密立根講座獎。獲獎原因是由於他在物理教學專業上的投入,發展出許多有趣而令人激賞的教學示範,以及闡釋觀念的方式,讓很多原本不可能喜愛物理的學生,對物理產生興趣。 休伊特認為:教學不僅僅是工作,也不僅僅是專業,而是一種對待生命與生活的態度;因此對於當老師的人來說,盡力把教學工作做好,是非常重要的一件事。因為,不論學生有多大的熱情,老師都有能力把它澆熄;但老師也同樣也有能力去激發學生,讓他們發揮出最大的潛能。休伊特相信:學物理應該是很有趣的,雖然也許要相當用功,但一定是有趣的事。《觀念物理》這套書正是他這個信仰底下的產物之一。

蔡坤憲/譯

因為高中時讀不懂物理,而一腳踏進物理教學的繽紛世界。從東海大學物理系、國立交通大學電子物理所碩士畢業之後,曾在中學服務三年,任教國中理化與高中物理等科目。現服務於逢甲大學光電學系暨物理教學研究中心,也在紐西蘭懷卡托大學科學與科技教育研究中心攻讀科學教育博士學位,研究領域為物理教學、解題研究、師資培育與教育多媒體設計。劍道是主要的業餘興趣。譯有《觀念物理II》、《怎樣解題》,著有《觀念物理VI:習題解答》(皆為天下文化出版)。

目錄

前 言: 《觀念物理》與我 蔡坤憲 -6

《觀念物理》第Ⅰ冊 -16
第 1 章 淺談學習物理的方法 -17

第一部 力學 -23
第 2 章 直線運動 -24
第 3 章 拋體運動 -37
第 4 章 牛頓第一運動定律——慣性 -52
第 5 章 牛頓第二運動定律——力與加速度 -60
第 6 章 牛頓第三運動定律——作用力與反作用力 -72
第 7 章 動量 -77
第 8 章 能量 -87

《觀念物理》第Ⅱ冊 -98
第 9 章 圓周運動 -99
第 10 章 重心 -110
第 11 章 轉動力學 -114
第 12 章 萬有引力 -123
第 13 章 重力交互作用 -132
第 14 章 衛星運動 -142
第 15 章 狹義相對論——空間與時間 -149
第 16 章 狹義相對論——長度、動量與能量 -158

《觀念物理》第Ⅲ冊 -166
第二部 物質的性質 -167
第 17 章 物質的原子本質 -168
第 18 章 固體 -171
第 19 章 液體 -174
第 20 章 氣體 -182
第三部 熱 -189
第 21 章 溫度、熱和膨脹 -190
第 22 章 熱傳遞 -198
第 23 章 相的變化 -201
第 24 章 熱力學 -208

《觀念物理》第Ⅳ冊- 216
第四部 聲與光 -217
第 25 章 波與振動 -218
第 26 章 聲音 -224
第 27 章 光 -230
第 28 章 顏色 -235
第 29 章 反射與折射 -239
第 30 章 透鏡 -243
第 31 章 繞射與干涉 -248

《觀念物理》第Ⅴ冊 -254
第五部 電與磁 -255
第 32 章 靜電學 -256
第 33 章 電場與電位 -259
第 34 章 電流 -263
第 35 章 電路 -269
第 36 章 磁學 -276
第 37 章 電磁感應 -279
第六部 原子與核物理 -285
第 38 章 原子與量子 -286
第 39 章 原子核與放射性 -290
第 40 章 核分裂與核融合 -296

書摘

第 1 章淺談學習物理的方法

原書第1章的習題,大都沒有標準答案可言。關於「科學」或「物理」,也不是簡短的三言兩語就可以說清楚的,所以我希望把這份思考的工作,留給讀者同學。我改在這裡簡單討論一下,物理的學習方法。當然,要如何才能學好物理?同樣也是個沒有標準答案的問題。我想從比較物理初學者與物理學家之間的差異,希望能對同學有所啟示,進而發展出屬於自己的一套讀書方法。

「學校物理」與「真正物理」的不同

首先,我們要知道,在學校裡學物理,和真正的物理研究工作最大的不同是:學校裡所教的大多是「正確的」物理知識,讓同學在「正確」中學習;而真正的物理(或科學)研究,卻常是從「錯誤」中學習。因此,在學校物理中,我們常在尋找標準答案,對錯誤的想法往往並不很重視;但真正的物理研究中,卻總是在鑽研為什麼有這樣的錯誤。

然而,這並不是說學校物理有什麼不對,而是我們不應該把標準答案或教科書,視作是物理的全部,而束縛了我們的思考。牛頓名言中的「巨人的肩膀」,就是對學校物理最好的描述:由於有這個肩膀,我們因此可以看得更遠。推翻亞里斯多德「正確了二千多年」物理學的伽利略也說過:我所反對的不是亞里斯多德的學說,而是對這個學說的盲目信仰、不加批判。

因此,在學習物理的過程中,除了要學會已知的事實、定律與定理之外,也別忘了「科學只是暫時性真理」的這個特性,常常帶著批判與獨立思考的態度,主動學物理,而且不必怕犯錯。