啤酒与肥皂：用量子理论重新定义世界 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

啤酒与肥皂
——用量子理论重新定义世界
[美] 迈克尔·D.菲尔 著
李巧 译
中信出版社
目录
前言
第一章 薛定谔的猫
薛定谔的猫
不等同于抛硬币
真实现象有可能像薛定谔的猫
第二章 大小是绝对的
大小是相对的
观察方法很重要
大还是小——那是扰动的大小
大对象的因果关系
不可忽略的扰动
扰动无处不在
大小是绝对的
未来无法计算——只有可能性
第三章 各种波
什么是波
波有速度和频率
海洋波
声波
经典光波
可见光
波的叠加——干扰
干涉模式和光干涉仪
第四章 光电效应和爱因斯坦的解释
光电效应
波图无法解释
爱因斯坦的解释
红光的电子速度比蓝光慢
太红的光并不能使电子逸出
逸出的电子有多快
第五章 光：是波还是粒子
对干扰的经典描述并不适用于光子
重新描述干涉仪里的光子
光子与自己相干扰
光子可以同时存在两个地方
回看薛定谔的猫
回看光电效应
第六章 光子的大小和海森堡不确定性原则
粒子有波长
自由粒子的波函数长什么样
空间布满既定动量的粒子
不同波长的波之间的干扰
叠加原理
处于动量叠加状态的粒子到底在哪里
海森堡不确定性原则
第七章 光子、电子和棒球
粒子的波
光的衍射
电子和光子既是粒子也是波，但棒球只是粒子
第八章 量子短柄墙球和水果的颜色
盒子中的粒子——经典力学
盒子里的粒子——量子力学
盒子里的量子粒子的能量
盒子里的粒子结果与现实的关联
第九章 氢原子的历史
太阳黑体辐射光谱
玻尔的氢原子理论——还差那么点
第十章 氢原子：量子理论
薛定谔方程
薛定谔方程对氢原子的描述
四个量子数
氢原子的能级
氢原子的轨域
s轨域的空间分布
径向分布函数
p轨域的形状
d轨域的形状
第十一章 多电子原子和元素周期表
与众不同的氢原子
轨域形状很重要
多电子的原子的能量级
三个法则
元素周期表
第十二章 氢分子和共价键
离得很远的两个氢原子
两个被聚拢的氢原子
玻恩-奥本海默近似
形成成键分子轨域
成键和反成键分子轨域
把电子放进分子轨域
氢分子存在，但氦分子不存在
第十三章 什么把原子聚在一起：双原子分子
西格玛（σ）和派（π）
西格玛分子轨域
派分子轨域
双原子分子中的成键：氟分子
并不存在氖分子
氧分子：洪德法则很重要
氮分子
单键、双键和三键
异核双原子
分子的视觉模型
第十四章 更大的分子：多原子分子的形状
分子形状——四面体的甲烷
推进电子
混合原子轨域——线性分子
混合原子轨域——平面三角形分子
混成原子轨域——四面体分子
含单键的碳氢化合物
大个碳氢化合物分子有多种结构
双、三碳—碳键
第十五章 啤酒和肥皂
醇类
室温下的乙醇是液体而非气体
水形成氢键
水是一种很好的溶剂
乙醇会与氧产生化学反应
甲醇具有强毒性
肥皂
大碳氢化合物包括油和油脂
大碳氢化合物分子可以有很多种结构
油和水不相混
肥皂分子的结构
第十六章 脂肪，主要看双键
什么是脂肪分子
饱和脂肪和不饱和脂肪
脂肪分子的形状
饱和、单元不饱和以及多元不饱和脂肪
脂肪里的双键很关键
脂肪的化学改性
部分氢化和氢化脂肪
脂肪的氢化
看标签
反式脂肪
顺式脂肪是天然的，反式脂肪是化学加工的
反式脂肪有害
零等于没说
ω-3脂肪酸
三酰甘油
胆固醇
第十七章 温室气体
燃烧化石燃料产生的二氧化碳
燃烧甲烷：天然气
什么是温室气体
燃烧化石燃料会产生二氧化碳
CO2是温室气体是因为量子力学
地球的黑体光谱
CO2温室气体反映的是量子效应
第十八章 芳香族分子
苯：芳香族分子的原型
苯的离域派（π）分子轨域
把萘当作盒子里的粒子问题
第十九章 金属、绝缘体和半导体
金属
绝缘体
半导体
超导性
第二十章 用量子力学的方式思考
经验教会我们理解经典世界
要理解我们看到的事物需要一些量子力学知识
颜色是一种量子现象
能级和颜色源于粒子波一样的特性
量子现象决定形状
量子效应使二氧化碳成为一种温室气体
热体释放可见的黑体辐射
电加热是种量子现象
绝对小
词汇表
前言
如果你在读这本书，那你可能是以下两类人之一。要么你跟我是同道中人，陷入了量子理论的谜中，想看看别人是怎么不借助数学写出了一本关于量子理论的严肃读物；要么你是绝大多数人中的一员，环视周围搞不清楚为什么日常生活中的许多事物要以它们现在的样子呈现。这些事情在我们的生活中不是无足轻重的。相反，它们都是世界上的一些重要特性，只因费解从未被阐述过。是什么赋予物质颜色，为什么铜能导电而玻璃不能，什么是反式脂肪，为什么二氧化碳是温室气体而氧气和氮气却不是？这种对事物运作原理的无知源于理解道路上一种看似不可逾越的障碍——数学。要回答上述问题乃至更多问题，你需要对量子理论有一定的理解，但不一定要懂数学。
本书将培养起你对量子力学的直觉，从而彻底改变你看待世界的视角。你有力学上的直觉，我们把这个力学称作经典力学。如果有棒球手挥了一记长打，你知道这个球要在空中飞一会儿，之后球的飞行路线会变，最终它会回到地面。你也知道如果再用力一点，球就会飞得更快、更远。为什么球会这样运动？因为地心引力。为什么月亮绕着地球转？因为地心引力。这不需要你坐下来解牛顿方程式算出来。日常的经验告诉你苹果是往下落的，车跑得越快制动越慢。但是，日常经验不能告诉你为什么樱桃是红色的，蓝莓是蓝色的。要理解颜色，本质上依赖于量子力学对分子的描述。日常经验没办法让你了解周边的量子现象。如上所述，了解日常生活中的特性，如颜色、电等，我们需要量子理论的视角。
为什么不涉及数学？假设本书一开始讨论时用的是英语，后来跳到拉丁语，然后又跳回英语，每次要做详细解释时都会有这种跳转。这就涉及数学的量子理论的书里出现的情况，只是它们不是从英语跳到拉丁语，而是从英语跳到数学。在一本内容实在的量子力学书［如我的《量子力学基础》（Elements of Quantum Mechanics
）］中，你会看到这样的句子，“这些相互作用的解释见下述耦合微分方程”。等式之后的叙述是“解法如下”，然后出现了更多方程式。本书采用的完全是描述式的。许多方程式都被图表取代， ............

书籍插图：

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