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书       名 :
著       者 :
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文献来源:
出版时间 :
超级英雄物理学
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图书来源: 浙江图书馆(由图书馆配书)
  • 配送范围:
    全国(除港澳台地区)
  • ISBN:
    9787203074243
  • 作      者:
    (美)詹姆斯·卡卡里奥斯著
  • 出 版 社 :
    山西人民出版社
  • 出版日期:
    2011
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作者简介
  詹姆斯·卡卡里奥斯(James Kakalios)
  明尼苏达州立大学教授,从1988年起,就在物理与天文学院任教,他的课“看漫画学科学”在新生讨论会上颇受欢迎。1985年,他拿到了芝加哥大学的博士学位。作为一名漫画迷,他看漫画的时间就更长了。另外,本书还被译为德语、意大利语、西班牙语以及韩语等多国语言广泛发行。    现在,他和妻子以及三个孩子住在明尼阿波里斯市。另著有《量子力学的神奇故事》。
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内容介绍
  所有喜欢物理又害怕数学的人,这本《超级英雄物理学》是我们的福音!
  在《超级英雄物理学》中,我们将与作者一同探讨,如果漫画中的超级英雄们生活在现实中,那么:
  超人需要多强壮才能一跃而起到屋顶?
  蜘蛛侠的女友格温·史黛西死于高空坠落还是蜘蛛侠救她的蛛网?
  X-man里面的风暴女是否真的能控制气象?
  闪电侠要吃多少汉堡才能跑得比声音还快?
  超人手中的高楼是否能两地移动仍完整无缺?
  原子侠能乘坐着电话线中的电子到达电话的另一端吗?
  探索这些问题答案的过程,就能让你了解动力学、动力学、能量守恒、热力学、电磁学、量子力学和固体物理学,这就是神奇的超级英雄物理学!
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精彩书摘
  在本书一开始,我们讨论了根据牛顿的运动学法则,超人是如何一下子跳上高高的建筑物,最后又谈论了幻影猫穿越固体墙壁的量子力学隧道以及钢铁侠的晶体管化装甲。我们一路讲述了许多在大学本科的基础物理课程中的许多重大主题,从我们在普通物理中提出的首个话题(例如牛顿的运动学法则和能量守恒定律)到高等物质(量子力学和固态物理)。然而,要是你现在还深深地相信在超级英雄漫画中的一切都绝对是完全遵循物理定律的话,那就说明我的功课还做得不够。因此,我想要总结一下,谈论一些漫画中无论是建立在多么神奇的特例的基础上也的的确确违背了物理规律的非常稀少而罕见的例子。
  把那幢楼放下来!
  正如本书一开始所讲的那样,在漫画的黄金时代初期,超人是因为其母星氪星的重力要比地球大得多才得到了非常强大的力量。根据他可以在地球上一跃跳上高高的建筑物,我们在第一章中计算了在氪星上的重力加速度必定要比地球上至少大15倍。因此,超人其实并不是由金属组成的,而是具有能够适应更强的重力环境的肌肉和骨架。想象一下,你把一整桶一加仑的牛奶举起来,它的重量接近9镑。如果你想要体验一下在一个重力为地球的15倍的星球上的生活,你只要把桶中一加仑的牛奶倒掉,然后只倒入不到半品脱(约合1/16加仑)的牛奶。和举起一整加仑的牛奶相比,你就会发现,举起只装入了半品脱牛奶的相同容器要轻松多了。在《动作漫画》第1期中,超人能够将重量大约3000镑的汽车举过头顶的原因与此类似。对超人(习惯了氪星更大的重力)而言,3000镑的重量就类似于我们将200镑重的物体举过头顶一样。
  我们之前注意到,随着人气的上升,超人已经从一个名不见经传的英雄,转变成了一个价值数百万美元的市场帝国中的明星。超人所面临的威胁越发地极端,而他的同伴们的超级力量也变得越来越强大。超人的力量水平对应于幻想水平的上升而上升,不久以后他就能举起坦克、卡车、机车、远洋轮船、大型喷气式客机以及高耸入云的办公楼了。与之类似,惊奇漫画的英雄绿巨人也具有难以置信的力量。绿巨人的力量是与他血液中流动的肾上腺素水平紧密相关的,这就是为什么情绪上的压力会激发他从弱小的罗伯特·布鲁斯·班纳摇身一变,成为八英尺高肌肉发达的绿巨人。这种和肾上腺素之间的关系也就解释了为什么绿巨人越疯狂就会变得越强大。他曾在相当愤怒的状态下把一座城堡和一块岩壁举起来并扔了出去,甚至还挡住了一座要把他压扁的大山,以及许多《秘密战争》的短剧中出现的其他惊奇漫画的超级英雄。当里德·理查兹在匆忙之下改造了钢铁侠的装甲,让它和霹雳火的新星火焰、神奇队长的电磁能量连接起来,从而在大山之中炸开一条逃脱通道时,里德故意辱骂和嘲笑绿巨人,他很清楚,他们要想逃生就要依靠狂怒的绿巨人。
  最终,超人变得非常强大,正如《世界最佳拍档》第86期中的图38所示,他可以在——一手一幢——擎起两幢高层办公楼的同时飞在空中,仿佛手里举着的是两个比萨饼一样!对这张图仔细研究后,我们可以找到他之所以能够把这两幢大楼从哥谭市中搬到大都会的露天展览会上的原因:它们和城市供水或供电设施并没有任何连接。超人事后的评论和他所展现的力量一样令人震惊:“我获准借来了这两幢你需要的哥谭市的大楼。”因为我完全不知道找谁能够得到口头“批准”,从而把两幢高层建筑借走,所以我根本就没办法对此作任何推断。我怀疑这两幢大楼的监管人都没有权力允许超人把他们的大楼借走。但是,当超人问你他能不能借你的一幢办公楼,空运到另一座城市参与慈善活动的时候,我想你也很难拒绝他吧。你最好还是赶快疏散大楼里的所有工人和员工,然后回答:“好的,超人!”
  即便你相信了有人,不管他是来自另一个星球的奇怪访客还是偶然在伽马爆炸的辐射下变异的核科学家,真的力大无穷,可以举起大楼,但这些剧情中还是有一处与物理原理相违背的地方:简单地说,建筑物、远洋轮船以及喷气式飞机并不是为了被举起来而设计的。它们要么是应该保持静止的,例如办公大楼,要么就是基于几个点而支撑起来的,例如飞机在跑道上时下面的三个轮子,或者像战舰这样的东西则同样是依靠它们所排开的水才浮起来的。也就是说,举起办公楼的问题在于,垂直方向上的任何微量偏斜都会导致其重力产生不平衡的扭矩,它会让这幢大楼向着水平方向倾斜得越来越厉害。
  像高层楼房或城堡这样的建筑物非常庞大,所以建筑边缘到其质心的距离(在第八章中我们称之为“力臂”)也很长。这些建筑是非常沉重的,所以就会产生很大的重量,让建筑物发生扭转。物体越大,它的边缘到超人或者绿巨人持握的那个点的距离就越大,那么让它发生扭转的扭矩的力臂也就越大。图38中超人所举着的建筑物的扭矩要比钢筋混凝土(在混凝土中插入钢筋来增强它的强度)在断裂之前所能承受的扭矩要大上好几倍呢。在现实情况下,如果你举起一幢楼,空运到别的地方,那么在你身后就会留下一条连续不断的建筑瓦砾的痕迹。等超人飞到哥谭市的慈善活动现场时,他手里拿的就不是两幢结构完整无缺的办公楼了,而是手捧几块废墟残渣。超人在一开始举起两幢大楼的时候该做的并不是请求允许他借走大楼,而是请求原谅,因为他把这两幢楼给毁了。
  后来的一些漫画作者们意识到了,无论你的超级力量有多么强大,要举起大楼而不让它在你手中支离破碎是不可能的。在惊奇的《神奇四侠》第249期中,有个代号“角斗士”的超人替身提起巴氏大楼(神奇四侠的总部)底下的一角,将它前后挥舞,但却没有给这幢大楼造成任何物理上的伤害。惊奇世界中最聪明的里德·理查兹立刻就发现角斗士所做的事情是不可能发生的。他建立了一种理论,认为角斗士其实一定具有一种过去不为人所知的“触觉驱物”超级力量,在漫画中,这种力量被定义为使物理接触的对象浮在空中的能力。当然,世界上并没有什么叫做“触觉驱物”的东西,但是这的确减少了大量以奇迹来解释的例外,让这个故事可以进展下去。
  ……
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目录
序  言
引  言
第一部分 力学
第一章 一飞冲天——力与运动
第二章 解构氪星——牛顿万有引力定律
第三章 格温?史黛西小姐逝世的日子——冲量与动量
第四章 他能绕着一根线飞来飞去吗——向心加速度
第五章 闪电侠的故事——摩擦,阻力与声音
第六章 像一道闪电——狭义相对论
第七章 如果这是我的密度——物质的属性
第八章 蚁人能否冲出纸袋?——力矩和旋度
第九章 蚁人是聋子、哑巴和瞎子吗?——简谐运动
第十章 大小重要吗?——平方/立方定律
第二部分 能量:热与光
第十一章 中心城的饮食计划——能量守恒
第十二章 消失的功——热力学第三定律
第十三章 气象变异——传导和对流
第十四章 神秘的熔炼工如何让准备晚餐变得轻而易举——相变
第十五章 电人的吸附方式——静电学
第十六章 超人给蜘蛛侠上一课——电流
第十七章 当电人奔跑时他是如何变成万磁王的——安培定律
第十八章 当万磁王跑起来的时候是如何变成电人的——磁学和法拉第定律
第十九章 电人和万磁王发出波——电磁和光
第三部分 现代物理学
第二十章 平行空间之旅——原子物理学
第二十一章 这不是梦!也不是骗局!更不是虚构的故事!——量子力学
第二十二章  “轻松穿墙术”——量子隧道效应
第二十三章 致命一击——固态物理
第二十四章 我是异超人!——超级英雄出洋相
后记——瞧,结束了!
K博士问答
关键公式
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