本書是面向青少年,特別是面向小學(xué)高年級和初中學(xué)生的科普讀物。圖書從電與電力、電流和電壓、電流和磁場、磁場的世界、電磁感應(yīng)、電磁波以及電磁學(xué)的技術(shù)創(chuàng)新等七個方面為青少年讀者介紹了支撐我們?nèi)粘I畹膬纱笾е姾痛拧械闹R既涉及磁鐵、指南針等我們?nèi)粘I钪谐R娢锲,也包含人工智能、虛擬現(xiàn)實等前沿科技。除此之外,作者還帶領(lǐng)青少年讀者們展望了未來第四次工業(yè)革命中電磁所扮演的重要角色,由此激發(fā)讀者們的求知欲和探索欲。
電磁是什么?
電和磁自古以來就是令人驚訝的神奇現(xiàn)象,
也是支撐現(xiàn)代科學(xué)大廈的主要支柱。
說到電,必然也會說到磁;
提到磁,自然也離不開電。
它們就像一對形影不離的孿生兄弟。
讓我們跟隨物理學(xué)家的腳步,
了解有關(guān)電和磁的現(xiàn)象、規(guī)律和應(yīng)用,
走進電磁創(chuàng)造的世界吧!
日常生活的兩大支柱:電與磁
春光明媚,天色正好,你在做什么呢?哦,原來是準(zhǔn)備出門見朋友。出門時一定要帶的是什么呢?手機和充電寶!和我一樣,F(xiàn)如今,手機已成為我們生活中不可或缺的一部分。手機剛誕生的時候,俗稱大哥大,像磚頭一樣又大又沉,只有發(fā)短信和打電話的功能,這樣一塊大磚頭是怎么隨身攜帶的呢?現(xiàn)在想想都覺得不可思議,但在當(dāng)時,僅是能邊走邊打電話這一個功能,就足以讓人驚嘆不已,F(xiàn)在的手機,不僅體積縮小了很多,而且功能繁多,你可以用它打游戲、看電影,或者登錄常用的社交軟件,甚至網(wǎng)上支付,真是太神奇了。
手機已經(jīng)深入我們的日常生活,就像是我們與世界相連的一根紐帶。外出時,你是不是也有過這樣的感覺當(dāng)手機的電量隨著時間的流逝而不斷減少時,就會覺得自己與世界相連的那根紐帶不斷地變細(xì),似乎馬上就要斷了,因而格外焦躁不安。此外,當(dāng)聽到新聞播報說,小區(qū)內(nèi)或電線桿上的變壓器因為超負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致整個小區(qū)停電時,也會不自覺地感覺胸悶。周圍都是一些冷冰冰的電器,如冰箱、電視、電腦和燈具等,自己仿佛被囚禁在一片漆黑之中而感到局促不安。如上所述,我們生活中所有電器的運轉(zhuǎn)都離不開電,很難想象沒有電的世界是什么樣子的。
那么,電究竟是什么呢?為什么只有把電器的插頭插入墻或插排上的插座才能通電呢?在信息革命取得巨大進展的現(xiàn)在,為什么我們還沒有擺脫用電線取電的傳統(tǒng)方式呢?而已經(jīng)步入發(fā)展正軌的無線充電技術(shù)會給供電體系帶來怎樣的技術(shù)革命呢?你是否也有過以上這些疑問?
要想回答這些問題,首先要明確電是什么。在本書中,我們將從支配我們?nèi)粘I畹碾娙胧郑议_它的本質(zhì),接著對電荷、電流、電壓、電阻、電功率等我們有所耳聞卻不甚了解的概念進行逐一講解,并幫助大家理解與它們相關(guān)的技術(shù)及應(yīng)用。
高在賢,首爾大學(xué)物理系畢業(yè),韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)物理學(xué)博士。 曾任日本筑波大學(xué)研究員,目前擔(dān)任韓國翰林大學(xué)教授,從事光學(xué)研究。
1 電荷與靜電力
靜電是什么? ? 002
電荷的起源 ? 005
靜電力電荷之間相互吸引與排斥的力 ? 010
電荷之間相互作用的特殊方式 ? 017
2 電流與電壓
電流電荷的流動 ? 024
電荷流動的條件 ? 029
電壓電流產(chǎn)生的原因 ? 034
電阻阻礙電流的通過 ? 040
電功率的意義 ? 046
3 磁鐵與磁場,電流與磁場
磁鐵的力量 ? 050
磁感線連接N極和S極的線 ? 054
磁場的秘密電流 ? 058
磁鐵的真面目 ? 063
4 磁場的世界
運動的電荷和磁場 ? 070
磁場對電流的作用力 ? 077
利用電流制造電磁鐵 ? 080
磁力的饋贈 ? 083
洛倫茲力的應(yīng)用電動機和揚聲器 ? 088
5 電磁感應(yīng)
法拉第與電磁感應(yīng)現(xiàn)象 ? 094
電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件 ? 099
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 ? 105
6進入電磁波的世界
變化的磁場和電場 ? 116
電磁波的產(chǎn)生 ? 120
無處不在的電磁波 ? 124
如何生成電磁波 ? 128
7 新技術(shù)革命和電磁
第四次工業(yè)革命時代 ? 134
超鏈接社會中的電磁波 ? 136
移動生活的必需品 ? 141
硬盤和磁場 ? 144
寫在現(xiàn)代科學(xué)的尖兵電磁旅行的結(jié)尾 ? 148