Teoria della fisica orientata all'applicazione con esempi

L'obiettivo finale è quello di fornire agli studenti una conoscenza approfondita dei concetti base della fisica in tutti i suoi aspetti, dalla meccanica alla fisica moderna. Un secondo obiettivo è mostrare agli studenti quanto la fisica sia utile nella loro vita quotidiana e nelle loro future professioni attraverso interessanti applicazioni alla biologia, alla medicina, all'architettura e altro ancora.

1. I MCQ ci sono alla fine di ogni capitolo. Non sono il solito tipo. Queste sono chiamate domande errate perché le risposte (a, b, c, d, ecc.) hanno lo scopo di includere idee sbagliate comuni degli studenti.

2. Cerca e impara i problemi alla fine di ogni capitolo, dopo gli altri problemi. Alcuni sono piuttosto difficili, altri sono abbastanza facili. Hanno lo scopo di incoraggiare gli studenti a tornare indietro e rileggere parte o parti del testo, e in questa ricerca di una risposta si spera che impareranno di più, se non altro perché devono rileggere del materiale.

3. Domande di apertura del capitolo (COQ) che iniziano ogni capitolo, una sorta di "stimolante". Ognuno è a scelta multipla, con risposte che includono idee sbagliate comuni, per ottenere nozioni preconcette sul tavolo proprio all'inizio.

4. Digitale. Il più grande di tutti. Nuove applicazioni cruciali. Oggi siamo circondati dall'elettronica digitale. Come funziona? Se provi a scoprirlo, diciamo su Internet, non troverai molta fisica: potresti trovare movimenti superficiali della mano senza contenuto reale, o un gergo pesante la cui base potrebbe richiedere mesi o anni per essere compresa. Quindi, per la prima volta, ho cercato di spiegare:

• La base del digitale in bit e byte, come l'analogico viene trasformato in digitale, frequenza di campionamento, profondità di bit, errore di quantizzazione, compressione, rumore (Sezione 17–10).

• Come funziona la TV digitale, incluso il modo in cui viene indirizzato ogni pixel per ogni fotogramma, flusso di dati, frequenza di aggiornamento (Sezione 17–11).

• Memoria del computer a semiconduttore, DRAM e flash (Sezione 21–8).

• Fotocamere digitali e sensori — Sezione 25–1 rivista e ampliata.

• Nuova fisica dei semiconduttori, alcuni dei quali sono utilizzati nei dispositivi digitali, inclusi LED e OLED, come funzionano e quali sono i loro usi, oltre a transistor (MOSFET), chip e generazione di tecnologia come nella tecnologia a 22 nm (sezioni 29 –9, 10, 11).

5. Nuovi argomenti, nuove applicazioni, principali revisioni.

• È possibile misurare il raggio della Terra (Sezione 1–7).

• Analisi grafica migliorata del movimento lineare (Sezione 2–8).

• Pianeti (come visti per la prima volta), eliocentrici, geocentrici (Sezione 5–8).

• L'orbita della Luna intorno alla Terra: le sue fasi e periodi con diagramma (Sezione 5–9).

• Spiegazione del cambiamento di livello del lago quando un grosso sasso viene lanciato dalla barca (Esempio 10–11).

• Biologia e medicina, tra cui:

• Misurazioni del sangue (flusso, zucchero)—Capitoli 10, 12, 14, 19, 20, 21;

• Gli alberi aiutano a compensare l'accumulo di CO2—Capitolo 15;

• Saturimetro—Capitolo 29;

• Terapia protonica—Capitolo 31;

• Calcolo dell'esposizione al radon—Capitolo 31;

• Uso del cellulare e cervello—Capitolo 31.

• Colori visti sott'acqua (Sezione 24–4).

• Spiegazione della sequenza di colori della pellicola di sapone (Sezione 24–8).

• Vele solari (Sezione 22–6).

• Un sacco di sport.

• Simmetria: maggiore enfasi e utilizzo del corsivo o del grassetto per rendere visibile.

• Schermi piatti (sezioni 17–11, 24–11).

• Teoria dei metalli dell'elettrone libero, gas di Fermi, livello di Fermi. Nuova sezione 29–6.

• Dispositivi a semiconduttore: nuovi dettagli su diodi, LED, OLED, celle solari, semiconduttori composti, laser a diodi, transistor MOSFET, chip, tecnologia a 22 nm (sezioni 29–9, 10, 11).

• Sezione trasversale (Capitolo 31).

11. Questo libro è più breve di altri libri completi a questo livello. Le spiegazioni più brevi sono più facili da capire e più facili da leggere.

12. Rivoluzione cosmologica: con l'aiuto generoso dei migliori esperti del settore, i lettori hanno gli ultimi risultati.