《漫畫相對論》以輕松有趣、通俗易懂的漫畫及故事的方式將抽象、復(fù)雜的相對論知識融會其中,讓人們在看故事的過程中就能完成對物理學(xué)相關(guān)知識的“掃盲”。讀完《漫畫相對論》,您一定會感覺,原來相對論并沒有我們想象得那樣高深,它就在我們身邊,我們每天都會觸到它。
這是一本實用性很強的圖書,與我們傳統(tǒng)的教科書比較起來,具有幾大突出的特點,一漫畫的形式更易于讓人接受,二邊讀故事邊學(xué)知識,輕松且易于記憶,三更能讓讀者明白并記住相對論相關(guān)問題在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。通過這種輕松的閱讀學(xué)習(xí),幫助讀者掌握在實際工作中要用到的相對論常識,也可以作為廣大青少年的物理學(xué)知識讀本。
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歡迎大家來到相對論的世界。
各位讀者對相對論是一個什么樣的印象呢?
相對論能夠預(yù)言時間的推移延緩或者物體的長度縮短等平時生活中無法想象的現(xiàn)象,或許你們會以為它就像魔法一樣不可思議。
不過,相對論與量子學(xué)一樣,都是現(xiàn)代物理的奠基性理論,在理解物理知識時是不可或缺的。
自牛頓以來,當(dāng)運動速度遠(yuǎn)比光速小的時候,分析運動所采用的標(biāo)尺,即空間和時間完全可以認(rèn)為是相互獨立、永恒不滅的絕對性地存在著。
然而,在19世紀(jì)末,隨著測量光速的精確性的提高,以及電磁學(xué)研究的進(jìn)步,人們得知光速總是恒定不變的。于是人們不得不重新審視空間和時間——這些在過去一直被看做是絕對不變的概念。
而在此時,愛因斯坦登上了歷史的舞臺。
愛因斯坦舍棄了認(rèn)為空間和時間是絕對不變的看法,而是認(rèn)為空間和時間會一起發(fā)生變化從而使光速恒定不變。
這有點類似于日心說與地心說的爭論。就是說對于在地面上過著平凡生活的人們來說,天圍著地球旋轉(zhuǎn)似乎更加可信。這就相當(dāng)于當(dāng)物體的運動速度遠(yuǎn)比光速慢的情況。但是,只要進(jìn)入太空,我們就會一目了然地明白確實是地球在轉(zhuǎn)動。而這就相當(dāng)于物體的運動速度接近光速的情況。
相對論就是通過這樣的方式分析我們所居住的時空,并讓我們比以往得到更準(zhǔn)確的認(rèn)識。也就是說,不是討論時空應(yīng)該是某種樣子,而是追問時空處于怎樣的狀態(tài)——如此的探究最終產(chǎn)生了相對論。
初讀前言,或許有讀者仍如墜五里云霧中一般。不過希望大家能在皆木同學(xué)和浦和老師的陪伴下,在漫畫的世界中暢游,盡情享受相對論帶給大家的驚喜。
山本將史,1984年北海道大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科應(yīng)用物理專業(yè)結(jié)業(yè)。現(xiàn)任Yaa Ba有限公司董事長。主要著作有《用Excel學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》(合著,歐姆社)、《用Excel學(xué)電磁學(xué)》(合著,歐姆社)、《輕松圖解光與激光》(合著,歐姆社)、《用Excel學(xué)物理模擬》(歐姆社)。株式會社TREND-PRO
成立于1988年。公司靈活利用漫畫為報紙、雜志制作廣告?,并承接政府、大型企業(yè)及社會團體等的廣泛領(lǐng)域內(nèi)的漫畫廣告制作。近年來,公司利用數(shù)字化內(nèi)容積極參與廣告制作與出版策劃工作。
新田英雄,1987年早稻田大學(xué)大學(xué)院理工學(xué)研究科博士課程結(jié)業(yè),F(xiàn)任職于日本東京學(xué)蕓大學(xué)教育系教授。理學(xué)博士。專修理論物理學(xué),物理教育。主要著作有《物理和特殊函數(shù)——入門講座》(共立出版社),《用Excel學(xué)電磁學(xué)》、《用Excel學(xué)量子力學(xué)》(合著,歐姆社),《漫畫物理之力學(xué)》(歐姆社)。
目錄
序章 出乎意料的結(jié)業(yè)典禮 1
第1章 什么是相對論 9
1.何為相對論 14
2.伽利略相對性原理和牛頓力學(xué) 17
3.光速之謎 23
4.愛因斯坦拋棄牛頓力學(xué) 34
補充說明 40
關(guān)于光 40
每天都在驗證“光速恒定原理”(SPring-8) 44
同時不再是同時?(同時1、生的相對'l生) 44
伽利略相對性原理和伽利略變換 48
伽利略相對性原理與愛因斯坦狹義相對論原理的不同 49
小專欄:速度怎樣合成? 50
第2章 時間延緩是怎么回事? 53
1.浦島效應(yīng) 56
2.為什么時間會變慢? 58
3.時間延緩也是彼此彼此 66
4.用算式來看時間變慢 75
補充說明 80
應(yīng)用勾股定理證明時間延緩的算式 80
小專欄:時間會延緩多少? 83
第3章 運動加快則縮短變重? 85
1.運動加快則長度縮短? 88
2.運動加快則質(zhì)量變大? 94
補充說明 108
用公式看長度的縮短(洛倫茲收縮) 108
μ介子壽命變長 110
運動時的質(zhì)量 111
能量和質(zhì)量的關(guān)系 114
光的質(zhì)量為零? 115
第4章 什么是廣義相對論? 117
1.等效原理 122
2.光因為重力而彎曲 135
3.時間因為光而延緩 145
4.相對論與宇宙 151
補充說明 160
廣義相對論里的時間延緩 160
廣義相對論中重力的本質(zhì) 165
由廣義相對論推導(dǎo)出的現(xiàn)象 165
GPS與相對論 169