Physics Applications

Toepassing georiënteerde fysica theorie met voorbeelden

Het uiteindelijke doel is om studenten een grondig begrip te geven van de basisconcepten van de natuurkunde in al haar aspecten, van mechanica tot moderne natuurkunde. Een tweede doel is om studenten te laten zien hoe nuttig natuurkunde is in hun eigen dagelijks leven en in hun toekomstige beroepen door middel van interessante toepassingen in biologie, geneeskunde, architectuur en meer.

1. MCQ's staan ​​aan het einde van elk hoofdstuk. Ze zijn niet van het gebruikelijke type. Dit worden misconceptuele vragen genoemd omdat de antwoorden (a, b, c, d, enz.) bedoeld zijn om veelvoorkomende misvattingen van studenten te bevatten.

2. Zoek en leer problemen helemaal aan het einde van elk hoofdstuk, na de andere problemen. Sommige zijn behoorlijk moeilijk, andere zijn vrij eenvoudig. Ze zijn bedoeld om studenten aan te moedigen terug te gaan en een deel of delen van de tekst opnieuw te lezen, en in deze zoektocht naar een antwoord zullen ze hopelijk meer leren - al was het maar omdat ze wat materiaal opnieuw moeten lezen.

3. Hoofdstukopeningsvragen (COQ) waarmee elk hoofdstuk begint, een soort 'stimulans'. Elk is meerkeuze, met antwoorden inclusief veelvoorkomende misvattingen - om vooroordelen meteen op tafel te krijgen.

4. Digitaal. De grootste van allemaal. Cruciale nieuwe toepassingen. Tegenwoordig worden we omringd door digitale elektronica. Hoe werkt het? Als je het probeert uit te vinden, bijvoorbeeld op internet, zul je niet veel natuurkunde vinden: je zult misschien oppervlakkige handzwaaien vinden zonder echte inhoud, of een zwaar jargon waarvan de basis maanden of jaren kan duren om te begrijpen. Dus, voor de eerste keer, probeerde uit te leggen:

• De basis van digitaal in bits en bytes, hoe analoog wordt omgezet in digitaal, bemonsteringssnelheid, bitdiepte, kwantiseringsfout, compressie, ruis (paragraaf 17-10).

• Hoe digitale tv werkt, inclusief hoe elke pixel wordt geadresseerd voor elk frame, gegevensstroom, verversingssnelheid (paragraaf 17-11).

• Halfgeleidercomputergeheugen, DRAM en flash (paragraaf 21–8).

• Digitale camera's en sensoren—herzien en uitgebreid Sectie 25-1.

• Nieuwe halfgeleiderfysica, waarvan een deel wordt gebruikt in digitale apparaten, waaronder LED en OLED - hoe ze werken en wat hun gebruik is - plus meer over transistors (MOSFET), chips en technologiegeneratie zoals in 22-nm-technologie (paragrafen 29 –9, 10, 11).

5. Nieuwe onderwerpen, nieuwe toepassingen, hoofdrevisies.

• U kunt de straal van de aarde meten (paragraaf 1-7).

• Verbeterde grafische analyse van lineaire beweging (paragraaf 2-8).

• Planeten (hoe voor het eerst gezien), heliocentrisch, geocentrisch (paragraaf 5-8).

• De baan van de maan rond de aarde: de fasen en perioden met diagram (paragraaf 5-9).

• Uitleg over de verandering van het meerpeil wanneer een grote steen uit de boot wordt gegooid (voorbeeld 10–11).

• Biologie en geneeskunde, waaronder:

• Bloedmetingen (flow, suiker)—Hoofdstukken 10, 12, 14, 19, 20, 21;

• Bomen helpen de opbouw van CO2 te compenseren—Hoofdstuk 15;

• Pulsoximeter—Hoofdstuk 29;

• Protonentherapie—Hoofdstuk 31;

• Berekening van de blootstelling aan radon—Hoofdstuk 31;

• Gebruik van mobiele telefoons en hersenen—Hoofdstuk 31.

• Kleuren zoals gezien onder water (paragraaf 24-4).

• Zeepfilm volgorde van kleuren uitgelegd (paragraaf 24-8).

• Zonnezeilen (Artikel 22-6).

• Veel over sport.

• Symmetrie—meer nadruk en cursief of vetgedrukt maken om zichtbaar te maken.

• Flatscreens (paragrafen 17-11, 24-11).

• Vrije-elektronentheorie van metalen, Fermi-gas, Fermi-niveau. Nieuwe sectie 29-6.

• Halfgeleiderapparaten: nieuwe details over diodes, LED's, OLED's, zonnecellen, samengestelde halfgeleiders, diodelasers, MOSFET-transistoren, chips, 22-nm-technologie (paragrafen 29–9, 10, 11).

• Doorsnede (hoofdstuk 31).

11. Dit boek is korter dan andere complete full-service boeken op dit niveau. Kortere uitleg is gemakkelijker te begrijpen en is beter leesbaar.

12. Kosmologische revolutie: met genereuze hulp van topexperts in het veld, hebben lezers de nieuwste resultaten.