啤酒與肥皂：用量子理論重新定義世界（簡體書）
- ISBN13：9787508683379
- 出版社：中信出版社
- 作者：(美)邁克爾‧D.菲爾
- 譯者：李巧
- 裝訂／頁數：精裝／309頁
- 規格：20.8cm*14.6cm (高/寬)
- 版次：一版
- 出版日：2018/03/19
商品簡介
作者簡介
邁克爾 D. 菲爾（Michael D Fayer），博士，斯坦福大學David Mulvane Ehrsam & Edward Curtis Franklin講席化學教授，美國國家科學院成員，在物理、化學和分子光譜學領域獲得眾多重要獎項和榮譽，著有《量子力學的元素》（Elements of Quantum Mechanics）一書，現居加利福尼亞州斯坦福。
目次
目錄
前言 / i
第一章 薛定諤的貓 \ 001
薛定諤的貓 \ 004
不等同於拋硬幣 \ 006
真實現象有可能像薛定諤的貓 \ 007
第二章 大小是絕對的 \ 009
日常生活中的大小是相對的 \ 011
觀察方法很重要 \ 013
大還是小——那是擾動的大小 \ 014
大物件的因果關係 \ 015
不可忽略的擾動很重要 \ 017
擾動無處不在 \ 018
大小是絕對的 \ 018
未來無法計算——只有可能性 \ 020
第三章 各種波 \ 021
什麼是波？ \ 023
波都有速度和頻率 \ 024
海洋波 \ 025
聲 波 \ 025
經典光波 \ 026
可見光 \ 027
波的疊加——干擾 \ 028
干涉模式和光干涉儀 \ 029
第四章 光電效應和愛因斯坦的解釋 \ 035
光電效應 \ 037
波圖解釋不了了 \ 038
愛因斯坦的解釋 \ 039
紅光逸出電子的速度比藍光慢 \ 041
非常紅的光並不能使電子逸出 \ 042
逸出的電子有多快 \ 043
第五章 光：是波還是粒子？ \ 045
對干擾的經典描述並不適用於光子 \ 047
重新描述干涉儀裏的光子 \ 050
光子與自己相干擾 \ 051
光子可以同時存在兩個地方 \ 052
觀察會帶來不可忽略的擾動或改變狀態 \ 052
回看薛定諤的貓 \ 053
回看光電效應 \ 054
第六章 光子的大小和海森堡不確定性原則 \ 057
粒子有波長 \ 059
自由粒子的波函數長什麼樣 \ 060
空間中佈滿有既定動量的粒子 \ 061
不同波長的波之間的干擾 \ 062
疊加原理 \ 065
本征態 \ 065
疊加動量本征態可能性振幅波 \ 066
疊加狀態下一顆自由粒子的動量 \ 067
在狀態疊加中粒子沒有既定動量 \ 068
處於動量疊加狀態的粒子到底在哪 \ 069
波包（wave packets） \ 070
動量和位置的散佈範圍 \ 070
海森堡不確定性原則 \ 072
第七章 光子、電子和棒球 \ 075
粒子的波 \ 077
光的衍射 \ 078
光的衍射反映了光子的波特徵 \ 079
陰極
射線管（Cathode ray tube)中的電子就像子彈
一樣 \ 080
電子衍射中看起來像波的電子 \ 084
電子和光子既是粒子也是波，但棒球只是粒子 \ 086
第八章 量子短柄牆球和水果的顏色 \ 089
盒子中的粒子——經典力學 \ 092
盒子裏的粒子——量子力學 \ 095
盒子裏的量子粒子的能量 \ 096
波函數在壁的位置應該為零 \ 097
波節是波函數穿過零值的點 \ 099
所有的能源都是量子化的 \ 100
不連續的一組能級 \ 101
盒子裏的粒子結果與現實的關聯 \ 102
分子吸收特定顏色的光 \ 103
水果的顏色 \ 104
第九章 氫原子的歷史 \ 107
太陽黑體輻射光譜 \ 110
太陽光譜裏的暗線 \ 112
氫的線光譜 \ 113
玻爾（Bohr）的氫原子理論——還差那麼點 \ 115
第十章 氫原子：量子理論 \ 119
薛定諤方程 \ 121
薛定諤方程對氫原子的描述 \ 122
四個量子數 \ 123
氫原子的能級 \ 125
氫原子的軌域 \ 126
s軌域的空間分佈 \ 127
徑向分佈函數 \ 129
p軌域的形狀 \ 132
d軌域的形狀 \ 132
第十一章 多電子原子和元素週期表 \ 135
與眾不同的氫原子 \ 137
軌域形狀對比氫原子大的物質來說很重要 \ 138
多電子的原子的能量級 \ 139
把電子放進能級的三個法則 \ 140
元素週期表 \ 143
週期表的佈局 \ 144
閉殼層組態 \ 147
原子都想形成閉殼層組態 \ 147
原子的屬性 \ 148
順著列往下原子越來越大 \ 151
從一行的左邊到右邊 原子越來越小 \ 152
第一過渡系 \ 152
更大的原子、鑭系和錒系 \ 154
大部分元素都是金屬 \ 154
第十二章 氫分子和共價鍵 \ 157
離得很遠的兩個氫原子 \ 159
兩個被聚攏的氫原子 \ 160
玻恩-奧本海默近似 \ 160
鍵長為能量最低時的距離 \ 161
形成成鍵分子軌域 \ 163
成鍵和反成鍵分子軌域 \ 165
把電子放進分子軌域 \ 166
氫分子存在但氦分子不存在 \ 167
第十三章 什麼把原子聚在一起：雙原子分子 \ 171
西格瑪（σ）和派（π） \ 173
西格瑪分子軌域 \ 175
派分子軌域 \ 176
雙原子分子中的成鍵：氟分子 \ 177
並不存在氖分子 \ 181
氧分子：洪德法則很重要 \ 182
氮分子 \ 184
單鍵、雙鍵和三鍵 \ 184
異核雙原子 \ 186
分子的視覺模型 \ 189
第十四章 更大的分子：多原子分子的形狀 / 191
分子形狀——四面體的甲烷 / 193
鍵之間的排斥力最小化決定了形狀 / 194
孤電子對也很重要 / 196
三角形分子 / 197
推進電子 / 198
混合原子軌域——線性分子 / 199
混合原子軌域——平面三角形分子 / 201
混成原子軌域——四面體分子 / 202
含單鍵的碳氫化合物 / 204
大個碳氫化合物分子有多種結構 / 206
雙、三碳—碳鍵 / 209
碳—碳雙鍵——乙烯 / 210
碳—碳三鍵——乙炔 / 212
第十五章 啤酒和肥皂 / 213
醇類 / 215
室溫下的乙醇是液體而非氣體 / 216
水形成氫鍵 / 218
水是一種很好的溶劑 / 220
乙醇會與氧產生化學反應 / 220
甲醇具有強毒性 / 223
肥皂 / 224
大碳氫化合物包括油和油脂 / 224
大碳氫化合物分子可以有很多種結構 / 225
油和水不相混 / 225
肥皂分子的結構 / 226
肥皂入水形成膠束 / 227
肥皂溶解油脂 / 228
第十六章 脂肪，主要看雙鍵 / 231
什麼是脂肪分子 / 233
飽和脂肪和不飽和脂肪 / 234
脂肪分子的形狀 / 235
飽和、單元不飽和以及多元不飽和脂肪 / 235
脂肪裏的雙鍵很關鍵 / 236
部分氫化和氫化脂肪 / 237
脂肪的氫化 / 237
看標籤 / 238
反式脂肪 / 238
順式脂肪是天然的，反式脂肪是化學加工的 / 240
反式脂肪有害 / 241
零等於沒說 / 242
ω-3脂肪酸 / 242
三酰甘油 / 243
膽固醇 / 243
跟大眾看法相反，膽固醇其實是有益的 / 245
膽固醇造成的問題 / 246
第十七章 溫室氣體 / 249
燃燒化石燃料產生的二氧化碳 / 251
燃燒甲烷：天然氣 / 251
什麼是溫室氣體 / 252
燃燒化石燃料會產生二氧化碳 / 254
能量的產生和形成的二氧化碳的量 / 255
燃燒真正的化石燃料 / 256
發電時實際產生的二氧化碳量 / 256
二氧化碳是溫室氣體是因為量子力學 / 257
地球的黑體光譜 / 258
吸收地球的黑體輻射 / 258
為什麼二氧化碳在現在的區域有強吸收力 / 260
二氧化碳的振動模式 / 261
量子振動的能級不連續 / 262
量子化振動的能量 / 263
CO2彎曲模式吸收地球核體光譜的峰值 / 263
第十八章 芳香族分子 / 265
苯：芳香族分子的原型 / 267
雙鍵去哪兒了 / 268
派（π）鍵離域 / 269
成鍵、反成鍵分子軌域 / 270
碳—碳鍵級是1.5 / 271
苯的離域派（π）分子軌域 / 272
芳香分子吸收的光 / 273
把萘當作盒子裏的粒子問題 / 275
第十九章 金屬、絕緣體和半導體 / 277
金屬把金屬的分子軌域變成非定域 / 279
一片金屬有大量叫作帶的MO能級 / 281
放進電子 / 282
費米能級（Fermi Level） / 282
電子怎麼在金屬中運動 / 283
絕緣體 / 285
絕緣體的帶隙很大 / 286
半導體 / 286
熱能影響金屬的導電性 / 287
固體的振動是聲子（phonon） / 288
電子波包和聲子波包散射 / 289
電子—光子散射使金屬發熱 / 290
超導性 / 291
第二十章 用量子力學的方式思考 / 293
經驗教會我們理解經典世界 / 295
要理
解我們看到的周邊需要一些量子力學
知識 / 296
顏色是一種量子現象 / 297
能級和顏色源於粒子波一樣的特性 / 297
量子
現象把原子聚在一起形成分子並決定
它們的形狀 / 298
量子效應使二氧化碳成為一種溫室氣體 / 300
很熱的物體釋放可見的黑體輻射 / 301
電加熱是種量子現象 / 302
絕對小 / 303
辭彙表 / 305
目錄
前言 / i
第一章 薛定諤的貓 \ 001
薛定諤的貓 \ 004
不等同於拋硬幣 \ 006
真實現象有可能像薛定諤的貓 \ 007
第二章 大小是絕對的 \ 009
日常生活中的大小是相對的 \ 011
觀察方法很重要 \ 013
大還是小——那是擾動的大小 \ 014
大物件的因果關係 \ 015
不可忽略的擾動很重要 \ 017
擾動無處不在 \ 018
大小是絕對的 \ 018
未來無法計算——只有可能性 \ 020
第三章 各種波 \ 021
什麼是波？ \ 023
波都有速度和頻率 \ 024
海洋波 \ 025
聲 波 \ 025
經典光波 \ 026
可見光 \ 027
波的疊加——干擾 \ 028
干涉模式和光干涉儀 \ 029
第四章 光電效應和愛因斯坦的解釋 \ 035
光電效應 \ 037
波圖解釋不了了 \ 038
愛因斯坦的解釋 \ 039
紅光逸出電子的速度比藍光慢 \ 041
非常紅的光並不能使電子逸出 \ 042
逸出的電子有多快 \ 043
第五章 光：是波還是粒子？ \ 045
對干擾的經典描述並不適用於光子 \ 047
重新描述干涉儀裏的光子 \ 050
光子與自己相干擾 \ 051
光子可以同時存在兩個地方 \ 052
觀察會帶來不可忽略的擾動或改變狀態 \ 052
回看薛定諤的貓 \ 053
回看光電效應 \ 054
第六章 光子的大小和海森堡不確定性原則 \ 057
粒子有波長 \ 059
自由粒子的波函數長什麼樣 \ 060
空間中佈滿有既定動量的粒子 \ 061
不同波長的波之間的干擾 \ 062
疊加原理 \ 065
本征態 \ 065
疊加動量本征態可能性振幅波 \ 066
疊加狀態下一顆自由粒子的動量 \ 067
在狀態疊加中粒子沒有既定動量 \ 068
處於動量疊加狀態的粒子到底在哪 \ 069
波包（wave packets） \ 070
動量和位置的散佈範圍 \ 070
海森堡不確定性原則 \ 072
第七章 光子、電子和棒球 \ 075
粒子的波 \ 077
光的衍射 \ 078
光的衍射反映了光子的波特徵 \ 079
陰極
射線管（Cathode ray tube)中的電子就像子彈
一樣 \ 080
電子衍射中看起來像波的電子 \ 084
電子和光子既是粒子也是波，但棒球只是粒子 \ 086
第八章 量子短柄牆球和水果的顏色 \ 089
盒子中的粒子——經典力學 \ 092
盒子裏的粒子——量子力學 \ 095
盒子裏的量子粒子的能量 \ 096
波函數在壁的位置應該為零 \ 097
波節是波函數穿過零值的點 \ 099
所有的能源都是量子化的 \ 100
不連續的一組能級 \ 101
盒子裏的粒子結果與現實的關聯 \ 102
分子吸收特定顏色的光 \ 103
水果的顏色 \ 104
第九章 氫原子的歷史 \ 107
太陽黑體輻射光譜 \ 110
太陽光譜裏的暗線 \ 112
氫的線光譜 \ 113
玻爾（Bohr）的氫原子理論——還差那麼點 \ 115
第十章 氫原子：量子理論 \ 119
薛定諤方程 \ 121
薛定諤方程對氫原子的描述 \ 122
四個量子數 \ 123
氫原子的能級 \ 125
氫原子的軌域 \ 126
s軌域的空間分佈 \ 127
徑向分佈函數 \ 129
p軌域的形狀 \ 132
d軌域的形狀 \ 132
第十一章 多電子原子和元素週期表 \ 135
與眾不同的氫原子 \ 137
軌域形狀對比氫原子大的物質來說很重要 \ 138
多電子的原子的能量級 \ 139
把電子放進能級的三個法則 \ 140
元素週期表 \ 143
週期表的佈局 \ 144
閉殼層組態 \ 147
原子都想形成閉殼層組態 \ 147
原子的屬性 \ 148
順著列往下原子越來越大 \ 151
從一行的左邊到右邊 原子越來越小 \ 152
第一過渡系 \ 152
更大的原子、鑭系和錒系 \ 154
大部分元素都是金屬 \ 154
第十二章 氫分子和共價鍵 \ 157
離得很遠的兩個氫原子 \ 159
兩個被聚攏的氫原子 \ 160
玻恩-奧本海默近似 \ 160
鍵長為能量最低時的距離 \ 161
形成成鍵分子軌域 \ 163
成鍵和反成鍵分子軌域 \ 165
把電子放進分子軌域 \ 166
氫分子存在但氦分子不存在 \ 167
第十三章 什麼把原子聚在一起：雙原子分子 \ 171
西格瑪（σ）和派（π） \ 173
西格瑪分子軌域 \ 175
派分子軌域 \ 176
雙原子分子中的成鍵：氟分子 \ 177
並不存在氖分子 \ 181
氧分子：洪德法則很重要 \ 182
氮分子 \ 184
單鍵、雙鍵和三鍵 \ 184
異核雙原子 \ 186
分子的視覺模型 \ 189
第十四章 更大的分子：多原子分子的形狀 / 191
分子形狀——四面體的甲烷 / 193
鍵之間的排斥力最小化決定了形狀 / 194
孤電子對也很重要 / 196
三角形分子 / 197
推進電子 / 198
混合原子軌域——線性分子 / 199
混合原子軌域——平面三角形分子 / 201
混成原子軌域——四面體分子 / 202
含單鍵的碳氫化合物 / 204
大個碳氫化合物分子有多種結構 / 206
雙、三碳—碳鍵 / 209
碳—碳雙鍵——乙烯 / 210
碳—碳三鍵——乙炔 / 212
第十五章 啤酒和肥皂 / 213
醇類 / 215
室溫下的乙醇是液體而非氣體 / 216
水形成氫鍵 / 218
水是一種很好的溶劑 / 220
乙醇會與氧產生化學反應 / 220
甲醇具有強毒性 / 223
肥皂 / 224
大碳氫化合物包括油和油脂 / 224
大碳氫化合物分子可以有很多種結構 / 225
油和水不相混 / 225
肥皂分子的結構 / 226
肥皂入水形成膠束 / 227
肥皂溶解油脂 / 228
第十六章 脂肪，主要看雙鍵 / 231
什麼是脂肪分子 / 233
飽和脂肪和不飽和脂肪 / 234
脂肪分子的形狀 / 235
飽和、單元不飽和以及多元不飽和脂肪 / 235
脂肪裏的雙鍵很關鍵 / 236
部分氫化和氫化脂肪 / 237
脂肪的氫化 / 237
看標籤 / 238
反式脂肪 / 238
順式脂肪是天然的，反式脂肪是化學加工的 / 240
反式脂肪有害 / 241
零等於沒說 / 242
ω-3脂肪酸 / 242
三酰甘油 / 243
膽固醇 / 243
跟大眾看法相反，膽固醇其實是有益的 / 245
膽固醇造成的問題 / 246
第十七章 溫室氣體 / 249
燃燒化石燃料產生的二氧化碳 / 251
燃燒甲烷：天然氣 / 251
什麼是溫室氣體 / 252
燃燒化石燃料會產生二氧化碳 / 254
能量的產生和形成的二氧化碳的量 / 255
燃燒真正的化石燃料 / 256
發電時實際產生的二氧化碳量 / 256
二氧化碳是溫室氣體是因為量子力學 / 257
地球的黑體光譜 / 258
吸收地球的黑體輻射 / 258
為什麼二氧化碳在現在的區域有強吸收力 / 260
二氧化碳的振動模式 / 261
量子振動的能級不連續 / 262
量子化振動的能量 / 263
CO2彎曲模式吸收地球核體光譜的峰值 / 263
第十八章 芳香族分子 / 265
苯：芳香族分子的原型 / 267
雙鍵去哪兒了 / 268
派（π）鍵離域 / 269
成鍵、反成鍵分子軌域 / 270
碳—碳鍵級是1.5 / 271
苯的離域派（π）分子軌域 / 272
芳香分子吸收的光 / 273
把萘當作盒子裏的粒子問題 / 275
第十九章 金屬、絕緣體和半導體 / 277
金屬把金屬的分子軌域變成非定域 / 279
一片金屬有大量叫作帶的MO能級 / 281
放進電子 / 282
費米能級（Fermi Level） / 282
電子怎麼在金屬中運動 / 283
絕緣體 / 285
絕緣體的帶隙很大 / 286
半導體 / 286
熱能影響金屬的導電性 / 287
固體的振動是聲子（phonon） / 288
電子波包和聲子波包散射 / 289
電子—光子散射使金屬發熱 / 290
超導性 / 291
第二十章 用量子力學的方式思考 / 293
經驗教會我們理解經典世界 / 295
要理
解我們看到的周邊需要一些量子力學
知識 / 296
顏色是一種量子現象 / 297
能級和顏色源於粒子波一樣的特性 / 297
量子
現象把原子聚在一起形成分子並決定
它們的形狀 / 298
量子效應使二氧化碳成為一種溫室氣體 / 300
很熱的物體釋放可見的黑體輻射 / 301
電加熱是種量子現象 / 302
絕對小 / 303
辭彙表 / 305
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