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第1章 早期的宇宙观1

1.1 地球1

1.2 天空2

1.3 亚里士多德和阿里斯塔克斯的观点3

1.4 哥白尼革命7

第2章 太阳系和太阳系之外9

2.1 椭圆轨道9

2.2 伽利略的贡献11

2.3 恒星12

第3章 牛顿的时空观14

3.1 无限的宇宙14

3.2 无穷的时间18

3.3 标量和矢量19

3.4 四维时空22

3.5 速度和加速度24

第4章 早期的运动观27

4.1 齐诺悖论27

4.2 亚里士多德的运动观30

4.3 伽利略的运动观32

第5章 牛顿的运动定律35

5.1 第一定律35

5.2 第二定律36

5.3 第三定律39

5.4 参考系40

第6章 牛顿的引力理论46

6.1 苹果与月球46

6.2 远距离作用48

6.3 场49

第7章 能量和动量50

7.1 功50

7.2 能量51

7.3 能量守恒52

7.4 动量53

7.5 动量守恒54

7.6 角动量55

第8章 电与磁56

8.1 电56

8.2 磁58

8.3 电磁60

第9章 波的运动62

9.1 声波62

9.2 声音的多普勒效应64

9.3 光波64

9.4 光的多普勒效应66

第10章 相对论68

10.1 牛顿理论的局限性68

10.2 全新的运动定律69

10.3 双胞胎悖论74

10.4 光速是速度的极限76

10.5 等效原理77

10.6 引力是扭曲的时空77

10.7 黑洞80

第11章 原子81

11.1 早期的原子观81

11.2 原子存在的证据82

11.3 原子的构成84

11.4 原子核85

第12章 量子理论的曙光89

12.1 黑体辐射90

12.2 光电效应91

12.3 线状光谱93

12.4 玻尔的原子模型93

第13章 量子力学95

13.1 粒子波95

13.2 非相对论量子力学96

13.3 海森堡的不确定原理98

13.4 量子力学中的干涉问题100

13.5 相对论性量子力学101

13.6 自旋与统计107

13.7 纠缠108

第14章 元素111

14.1 角动量的量子限制111

14.2 元素113

14.3 化合物116

第15章 原子物理118

15.1 强力118

15.2 原子核120

15.3 核聚变123

15.4 关于放射性的其他问题125

15.5 核裂变126

第16章 基本粒子128

16.1 什么是基本粒子128

16.2 基本强力129

16.3 弱力130

16.4 标准模型132

第17章 太阳和太阳系144

17.1 太阳144

17.2 行星147

第18章 银河系161

18.1 恒星161

18.2 星球的演变164

18.3 星系167

第19章 宇宙170

19.1 宇宙的扩张170

19.2 宇宙微波背景辐射174

19.3 大爆炸175

19.4 膨胀178

19.5 宇宙是由什么组成的180

第20章 假想184

20.1 超对称理论184

20.2 超弦理论187