- 极客物理:在科学实验中探索物理之美(卷1)
- 薛加民
- 1478字
- 2024-11-02 06:23:57
前言
科学家和小朋友的差别,仅在于他们玩具的价格
亲爱的读者,你想知道激光笔发出的光为什么那么集中,颜色为什么那么单一吗?你想知道磁悬浮列车是怎样运行的吗?你想知道信息是怎么在光缆里传送的吗?你想知道全息照相是怎么回事吗?
有读者会说了,这还不简单,有问题上百度、Google搜索一下呗!
但是,正如古人所言,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”唾手可得的知识往往迅速被遗忘,而亲手验证过的知识却能铭刻于心,亲手做科学实验,正是本书的宗旨。通过阅读本书,读者将和我一起,通过搜集一些不难得到而且便宜的材料,亲自动手实验来一步一步解答我们心中对于科学的一些疑问,体验一些平日里看起来遥不可及的“高科技”。我们将通过解剖一支激光笔来了解激光产生的原理(你会发现激光并不一定生来就是一束细细的光线!);我们将通过制作磁悬浮装置来实践极其丰富的物理、电子知识(把做好的装置展示给朋友们看,一定会让他们惊讶!);我们将用一束激光来传递声音(现代光纤通信的鼻祖);我们将用两三个部件来亲手制作一张全息相片(真正的3D相片在你的双手中诞生)。想了解其他更多有趣而且科学含义深刻的实验,请浏览本书目录。其中每一章都是一个完整的实验,有理论简介、材料选择、制作过程和拓展加深。
市面上有不少关于动手制作的书,但大部分都是关于电子制作的,而关于科技制作的书(或网站)则大多属于“小学生科技制作”之类,读起来有点“幼稚”。本书的读者将以喜欢动手的科学爱好者为主,制作的内容都有比较深刻的科学含义(主要是物理学),很多还能联系到当今科学研究的前沿。虽然如此,每个实验的基本原理都是高中知识水平就能理解,制作过程也非常简单,如果牵涉到比较复杂的科学,书中都尽量以高中知识为基础加以解释,并提供相关的资料来源供读者进一步学习研究。制作所需要的材料,都是能从网上买得到的、老百姓买得起的东西。
著名的物理学家费曼在他的《别闹了,费曼先生!》(强烈推荐读者阅读)一书中提到了这么一个故事:“师生不求甚解,教科书也是:‘摩擦发光(Triboluminescence):当晶体被撞击时所发出的光’这样的句子,只是教名词,只是用一些字说出另一些字,一点都没提到大自然—没有提到撞击什么晶体会发光。学生看了,会不会想回家做实验呢?不会,他们根本不知怎么做。可是,如果你写‘在黑暗中拿钳子打在一块糖上,会看到一丝蓝光。其他晶体也有此效果,这叫作摩擦发光。’那么就会有人回家试着做,这是一次与大自然的美妙相遇经验。”由此可见,大师对于“动手实践”的推崇。我在读了费曼的这个故事后,找来了冰糖进行尝试,并未成功。后来搜索查询,得知要用不透明的硬糖来做这个实验,原因不详。于是我买了一袋水果硬糖,放在一个玻璃瓶里,在黑暗里使劲摇晃。果然!能看到撞击下的糖块发出星星点点的蓝色微光!
读者在尝试本书中的实验时,很有可能会一次一次地遇到我上面提到的情况,一开始遇到些挫折是非常正常的。毕竟书中的实验都比较“高科技”。每个人所能得到的材料略有差别,或者有一些细小的问题文中没有提到。实际上,本书将会着重突出原理和制作的关键,把细节问题和细微设计留给读者自己完成,这样读者就会把本书当作引导,当作“idea”的来源,而不是按部就班地机械重复(大学生朋友们一定记得,自己的实验课本是如何让我们只能按部就班地按几个按钮,抄录一些数据,把一个个有趣的实验活生生地变得索然寡味,把与大自然的美丽邂逅变成老师安排的形式化的“相亲”)。
读者会发现,正是那些大大小小的可以被克服的挫折让实验的过程充满挑战,让成功的喜悦倍加珍贵。相信通过亲手尝试,你能够一次次地“与大自然美妙地相遇”!
薛加民