Feynman-forelæsningerne om fysik -The Feynman Lectures on Physics
Forfatter | Richard Feynman , Robert B. Leighton , Matthew Sands |
---|---|
Land | Forenede Stater |
Sprog | engelsk |
Emne | Fysik |
Forlægger | Addison – Wesley |
Offentliggørelsesdato |
1964. revideret og udvidet udgave i 2005 |
OCLC | 19455482 |
Internet side | feynmanlectures.caltech.edu |
Feynman-forelæsningerne om fysik er en lærebog i fysik baseret på nogle forelæsninger af Richard Feynman , en nobelpristager, der undertiden er blevet kaldt "The Great Explainer". Forelæsningerne blev præsenteret for studerende ved California Institute of Technology (Caltech) i løbet af 1961–1963. Bogens medforfattere er Feynman, Robert B. Leighton og Matthew Sands .
Feynman-forelæsningerne om fysik er måske den mest populære fysikbog, der nogensinde er skrevet. Mere end 1,5 millioner engelsksprogede eksemplarer er solgt; sandsynligvis er der solgt endnu flere eksemplarer i et dusin fremmedsprogede udgaver. En gennemgang fra 2013 i Nature beskrev bogen som "enkelhed, skønhed, enhed ... præsenteret med entusiasme og indsigt".
Beskrivelse
Lærebogen består af tre bind. Det første bind fokuserer på mekanik , stråling og varme , herunder relativistiske effekter . Det andet bind dækker hovedsageligt elektromagnetisme og stof . Det tredje bind dækker kvantemekanik ; for eksempel viser det, hvordan dobbeltslidseksperimentet demonstrerer de væsentlige træk ved kvantemekanik. Bogen indeholder også kapitler om forholdet mellem matematik og fysik og forholdet mellem fysik og andre videnskaber.
I 2013 gjorde Caltech i samarbejde med The Feynman Lectures Website bogen frit tilgængelig på webstedet.
Baggrund
I 1960 havde Richard Feynmans forskning og opdagelser inden for fysik løst en række foruroligende uoverensstemmelser i flere grundlæggende teorier. Især var det hans arbejde inden for kvanteelektrodynamik, for hvilken han blev tildelt Nobelprisen i fysik i 1965 . På samme tid som Feynman var på toppen af hans berømmelse, var fakultetet for California Institute of Technology bekymret over kvaliteten af introduktionskurserne til studerende. Man mente, at kurserne var belastet af en gammeldags pensum, og de spændende opdagelser fra de senere år, hvoraf mange var sket på Caltech, blev ikke undervist til studerende.
Således blev det besluttet at omkonfigurere det første fysik-kursus, der blev tilbudt studerende på Caltech, med målet at skabe mere spænding hos de studerende. Feynman accepterede let at give kurset, dog kun en gang. Caltech var klar over det faktum, at dette ville være en historisk begivenhed, og indspillede hver forelæsning og tog fotografier af hver tegning lavet på tavlen af Feynman.
Baseret på forelæsningerne og båndoptagelserne sammensatte et team af fysikere og kandidatstuderende et manuskript, der skulle blive The Feynman Lectures on Physics . Selvom Feynmans mest værdifulde tekniske bidrag til fysikfeltet måske har været inden for kvanteelektrodynamik, var Feynman-forelæsningerne bestemt til at blive hans mest læste værk.
Feynman-forelæsningerne anses for at være en af de mest sofistikerede og omfattende introduktioner til fysik på college-niveau. Feynman sagde selv i sit oprindelige forord, at han var ”pessimistisk” med hensyn til hans succes med at nå alle sine studerende. Feynman-forelæsningerne blev skrevet “for at opretholde interessen for meget entusiastiske og ret smarte studerende, der kommer ud af gymnasierne og ind i Caltech”. Feynman målrettede foredragene mod studerende, der "i slutningen af to år af vores forrige kursus [var] meget modløse, fordi der virkelig var meget få store, nye, moderne ideer præsenteret for dem". Som et resultat finder nogle fysikstuderende forelæsningerne mere værdifulde, efter at de har fået et godt kendskab til fysik ved at studere mere traditionelle tekster, og bøgerne ses undertiden som mere nyttige for lærere end for studerende.
Mens det toårige kursus (1961–1963) stadig var i gang, spredtes rygter om det i hele fysikforsknings- og undervisningssamfundet. I et særligt forord til 1989-udgaven hævdede David Goodstein og Gerry Neugebauer , at med tiden faldt tilstedeværelsen af registrerede studerende kraftigt, men blev modsvaret af en kompenserende stigning i antallet af fakultets- og kandidatstuderende. Medforfatter Matthew Sands anfægtede denne påstand i sin erindringsbog, der ledsagede 2005-udgaven. Goodstein og Neugebauer erklærede også, at "det var [Feynmans] jævnaldrende - forskere, fysikere og professorer - der ville være de største modtagere af hans storslåede præstation, hvilket ikke var mindre end at se fysik gennem det friske og dynamiske perspektiv af Richard Feynman ”, Og at hans” gave var, at han var en ekstraordinær lærerlærer ”.
Addison-Wesley offentliggjorde en samling øvelser og problemer, der skulle ledsage The Feynman Lectures on Physics . Problemsættene blev først brugt i akademisk år 1962-1963 og blev organiseret af Robert B. Leighton . Nogle af problemerne er sofistikerede og vanskelige nok til at kræve en forståelse af avancerede emner, såsom Kolmogorovs nul-én-lov . Det originale sæt bøger og tillæg indeholdt en række fejl, hvoraf nogle gjorde problemer uopløselige. Der blev udstedt forskellige fejl , som nu er tilgængelige online.
Addison-Wesley udgav også i cd- format alle lydbånd fra forelæsningerne, over 103 timer med Richard Feynman, efter at have ombygget lyden og ryddet optagelserne. For CD-udgivelsen blev rækkefølgen af forelæsningerne omarrangeret fra den i de originale tekster. Forlaget har frigivet en tabel, der viser korrespondancen mellem bøgerne og cd'erne .
I marts 1964 dukkede Feynman endnu en gang op for førsteårsfysikklassen som foredragsholder, men noterne til denne særlige gæsteforelæsning gik tabt i en årrække. De blev endelig lokaliseret, restaureret og gjort tilgængelige som Feynmans mistede forelæsning: Bevægelsen af planeter omkring solen .
I 2005 var Michael A. Gottlieb og Ralph Leighton medforfatter til Feynmans tip om fysik , som inkluderer fire af Feynmans førsteårsforedrag, som ikke var inkluderet i hovedteksten (en om problemløsning , en om inertivejledning ), en erindringsbog af Matthew Fortæller om oprindelsen af Feynman-forelæsninger om fysik og øvelser (med svar), der blev tildelt studerende af Robert B. Leighton og Rochus Vogt i reciteringsafsnit af Feynman-forelæsningskurset på Caltech. Også udgivet i 2005 var en "Definitive Edition" af forelæsningerne, der indeholdt rettelser til den originale tekst.
En beretning om historien om disse berømte bind er givet af Sands i hans erindringsartikel "Capturing the Wisdom of Feynman" og en anden artikel "Memories of Feynman" af fysikeren TA Welton.
I en e-mail fra 13. september 2013 til medlemmer af onlineforumet Feynman Lectures annoncerede Gottlieb lanceringen af et nyt websted af Caltech og The Feynman Lectures Website, der tilbyder "[A] gratis onlineudgave af høj kvalitet" af forelæsningsteksten. For at give en enhedsuafhængig læseoplevelse udnytter webstedet moderne webteknologier som HTML5 , SVG og MathJax til at præsentere tekst, figurer og ligninger i alle størrelser, samtidig med at skærmkvaliteten opretholdes.
Indhold
Volumen I: Hovedsageligt mekanik, stråling og varme
- Forord: "Da nye ideer kom ind, ville jeg forsøge enten at udlede dem, hvis de var deducible, eller at forklare, at det var en ny idé ... og som ikke skulle kunne bevises."
- Kapitler
- Atomer i bevægelse
- Grundlæggende fysik
- Forholdet mellem fysik og andre videnskaber
- Bevarelse af energi
- Tid og afstand
- Sandsynlighed
- Den teori af gravitation
- Bevægelse
- Newton 's love dynamik
- Bevaring af momentum
- Vektorer
- Karakteristik af kraft
- Arbejde og potentiel energi (A)
- Arbejde og potentiel energi (konklusion)
- Den særlige relativitetsteori
- Relativistisk energi og momentum
- Rumtid
- Rotation i to dimensioner
- Center for masse ; Inertimoment
- Rotation i rummet
- Den harmoniske oscillator
- Algebra
- Resonans
- Forløb
- Lineære systemer og gennemgang
- Optik : Princippet om mindst tid
- Geometrisk optik
- Elektromagnetisk stråling
- Interferens
- Diffraktion
- Oprindelsen af brydningsindekset
- Strålingsdæmpning . Lysspredning
- Polarisering
- Relativistiske effekter i stråling
- Farvesyn
- Mekanismer for at se
- Kvanteadfærd
- Forholdet mellem synspunkter og bølger og partikler
- Den kinetiske teori om gasser
- Principperne for statistisk mekanik
- Den browniske bevægelse
- Anvendelser af kinetisk teori
- Diffusion
- Lovene om termodynamik
- Illustrationer af termodynamik
- Skralle og pal
- Lyd . Bølge ligningen
- Beats
- Tilstande
- Harmoniske
- Bølger
- Symmetri i fysiske love
Volumen II: Hovedsagelig elektromagnetisme og stof
- Kapitler
- Elektromagnetisme
- Differentiel beregning af vektorfelter
- Vector integral beregning
- Elektrostatik
- Anvendelse af Gauss 'lov
- Det elektriske felt under forskellige omstændigheder
- Det elektriske felt under forskellige omstændigheder (fortsat)
- Elektrostatisk energi
- Elektricitet i atmosfæren
- Dielektrik
- Inde i dielektrikum
- Elektrostatiske analoger
- Magnetostatik
- Den magnetiske felt i forskellige situationer
- Den potentielle vektorer
- Fremkaldte strømme
- De love induktion
- Maxwell-ligningerne
- Princippet om mindste handling
- Løsninger på Maxwells ligninger i ledig plads
- Løsninger på Maxwells ligninger med strømme og ladninger
- AC- kredsløb
- Hulrumsresonatorer
- Bølgeledere
- Elektrodynamik i relativistisk notation
- Lorentz transformationer af markerne
- Markenergi og feltmoment
- Elektromagnetisk masse (ref. Til Wheeler – Feynman absorberteori )
- Den bevægelse af ladninger i elektriske og magnetiske felter
- Den indre geometri af krystaller
- Tensorer
- Brydningsindeks for tætte materialer
- Refleksion fra overflader
- Den magnetisme af stof
- Paramagnetisme og magnetisk resonans
- Ferromagnetisme
- Magnetiske materialer
- Elasticitet
- Elastiske materialer
- Strømmen af tørt vand
- Strømmen af vådt vand
- Bøjet rum
Bind III: kvantemekanik
- Kapitler
- Kvanteadfærd
- Forholdet mellem bølge- og partikelsynspunkter
- Sandsynlighedsamplituder
- Identiske partikler
- Spin en
- Spin halvdelen
- Afhængigheden af amplituder til tiden
- Den Hamiltonian matrix
- Den ammoniak maser
- Andre to-statssystemer
- Flere to-statssystemer
- Den hyperfine opsplitning i hydrogen
- Formering i et krystalgitter
- Halvledere
- Den uafhængige tilnærmelse af partikler
- Afhængigheden af amplituder på position
- Symmetri og bevarelseslove
- Vinkelmoment
- Den hydrogenatom og den periodiske system
- Operatører
- Den Schrödingerligningen i en klassisk kontekst: et seminar om superledning
Forkortede udgaver
Seks let tilgængelige kapitler blev senere samlet i en bog med titlen Six Easy Pieces: Essentials of Physics Explained by Its Most Brilliant Teacher . Seks yderligere kapitler findes i bogen Six Not So Easy Pieces: Einsteins relativitet, symmetri og rumtid .
“ Six Easy Pieces voksede ud af behovet for at bringe et så bredt publikum som muligt, en væsentlig, men ikke-teknisk fysik- primer, der er baseret på Richard Feynmans videnskab ... Generelle læsere er heldige, at Feynman valgte at præsentere visse nøgleemner i stort set kvalitativ termer uden formel matematik ... ”
Six Easy Pieces (1994)
Kapitler:
- Atomer i bevægelse
- Grundlæggende fysik
- Forholdet mellem fysik og andre videnskaber
- Bevarelse af energi
- Den teori af gravitation
- Kvanteadfærd
Seks ikke så lette stykker (1998)
Kapitler:
- Vektorer
- Symmetri i fysiske love
- Den særlige relativitetsteori
- Relativistisk energi og momentum
- Rumtid
- Bøjet rum
The Very Best of The Feynman Lectures (Audio, 2005)
Kapitler:
- Teorien om tyngdekraft (bind I, kapitel 7)
- Bøjet rum (bind II, kapitel 42)
- Elektromagnetisme (bind II, kapitel 1)
- Sandsynlighed (bind I, kapitel 6)
- Forholdet mellem bølge- og partikelsynspunkter (bind III, kapitel 2)
- Superledningsevne (bind III, kapitel 21)
Offentliggørelsesoplysninger
-
Feynman R , Leighton R og Sands M. The Feynman Lectures on Physics . 3 bind 1964, 1966. Library of Congress Katalogkort nr. 63-20717
- ISBN 0-201-02115-3 (1970 paperback sæt med tre bind)
- ISBN 0-201-50064-7 (1989- mindesæt, bind med tre bind)
- ISBN 0-8053-9045-6 (2006 den endelige udgave, 2. oplag, indbundet)
- Feynmans tip om fysik: et problemløsende supplement til Feynman-forelæsninger om fysik (indbundet) ISBN 0-8053-9063-4
- Six Easy Pieces (indbundet bog med original Feynman-lyd på cd'er) ISBN 0-201-40896-1
- Six Easy Pieces (paperback book) ISBN 0-201-40825-2
- Seks ikke så lette stykker (paperback bog med original Feynman-lyd på cd'er) ISBN 0-201-32841-0
- Seks ikke så lette stykker (paperback bog) ISBN 0-201-32842-9
- Øvelser til Feynman-forelæsningerne (paperback bog) ISBN 2-35648-789-1 (udsolgt)
-
Feynman R , Leighton R og Sands M. , The Feynman Lectures Website, september 2013.
- "The Feynman Lectures on Physics, Volume I" (online-udgave)
- "The Feynman Lectures on Physics, Volume II" (online udgave)
- "The Feynman Lectures on Physics, Volume III" (online udgave)
Se også
- Berkeley Physics Course - en anden samtidig udviklet og indflydelsesrig fysikserie på college-niveau
- Karakteren af fysisk lov - en sammenfattet række Feynman-foredrag for forskere og ikke-videnskabsmænd
- Projekt Tuva
- Liste over lærebøger om klassisk og kvantemekanik
- Liste over lærebøger om elektromagnetisme
- Liste over lærebøger om termodynamik og statistisk mekanik
Referencer
eksterne links
- Feynman Lectures on Physics California Institute of Technology (Caltech) - HTML-udgave.
- Feynman Lectures on Physics The Feynman Lectures Website - HTML-udgave og også øvelser og andet relateret materiale.