Физика (сводная)

Автор книги спорит с утверждением, что математика и физика — это «новая латынь», чисто академические дисциплины, красоту и значимость которых способны оценить лишь избранные. Вниманию читателей предложен ряд задач на стыке математики и физики, которые на первый взгляд представляют чисто теоретический интерес, но по факту имеют прикладное значение. Как пробить катапультой огромную стену? Может ли физическая величина быть бесконечной? Насколько правдоподобными были математические расчеты в фантастических рассказах Жюля Верна? Эти и многие вопросы рассматриваются в книге — и, изучив ее, вы убедитесь, что интуитивно подсказанный ответ не всегда верен.

Эта книга — живое изложение великолепного подхода авторов к квантовым процессам. Не имеющие аналогов особенности квантового мира в этой книге объясняются на языке диаграмм — новаторском наглядном методе изложения сложных теорий. Применяемый формализм позволяет выработать интуитивное понимание квантовых особенностей без сложных вычислений — для чтения достаточно базовой математической подготовки. Это чисто диаграммное изложение квантовой теории — плод 10-летних исследований, объединяющий классические методы линейной алгебры и гильбертовых пространств с передовыми достижениями в области квантовых вычислений и оснований квантовой теории. Книга написана простым языком, с юмором и включает свыше 100 упражнений.

Студент Аонума учится в университете на электроинженера, но осваивать премудрости науки ему тяжело. Всё меняется в его жизни, когда он знакомится с сотрудницей энергетической компании Татибаной. Она объяснит нерадивому студенту, что такое электрические цепи, последовательное и параллельное соединение, переменный и постоянный ток, а потом перейдёт и к более сложным темам: тригонометрическим функциям, комплексным числам и др. Под руководством Татибаны Аонума погружается в мир математики для электроинженеров, учится решать задач и понемногу меняет своей отношение к нелюбимому предмету.

Первокурсник Андо Рэн рискует завалить экзамены и остаться на второй год. Из всех наук особенно тяжело ему дается элекромагнетизм. По счастливой случайности Андо знакомится с очаровательной сотрудницей лаборатории Курю Шиэру, которая как раз проводит опыты в этой области. Курю берется помочь незадачливому студенту. Вместе с героями этой манги вы изучите основные понятия и законы электромагнетизма, а также сумеете объяснить с их помощью некоторые явления природы. От самых азов (электрическое поле, силовые линии, закон Кулона...) вы перейдете к более сложным темам, среди которых уравнение Максвелла, теорема Гаусса, классификация веществ по магнитным свойствам и др. Чтение книги обогатит ваши представления о мире физики и подведет к пониманию того, что современная цивилизация во многом существует благодаря успехам электромагнетизма.

Все пошло вверх дном в Академии Такаи. Когда полоумный директор заставляет весь класс, в котором учится Минаги, учить теорию относительности все летние каникулы, Минаги вызывается учить ее один за весь класс. Только есть одна проблема: он никогда раньше не слышал про теорию относительности! К счастью, учить Минаги берется отважный педагог мисс Юрага. Читая эту мангу вы узнаете, как Минаги знакомится с нетривиальными законами, по которым существует наша Вселенная. Вместе с ним вы усвоите некоторые сложные понятия, такие как системы отсчета, объединенное пространство-время и принцип эквивалентности. Вы даже узнаете, как принципы теории относительности влияют на современные исследования в астрономии, и выясните почему системы GPS и другие современные технологии зависят от потрясающего открытия, сделанного Альбертом Эйнштейном. Книга также научит вас понимать и использовать самое известное в мире уравнение: Е = m·c2; вычислять эффекты замедления времени с помощью теоремы Пифагора; понимать классические мысленные эксперименты, такие как, Парадокс Близнецов; увидеть, при каких условиях длина сокращается, а масса увеличивается.

В этой манге рассказывается об одном из самых страшных предметов для студентов — сопротивлении материалов. Благодаря веселому сюжету читатели легко смогут понять, для чего нужны векторы и точки опоры, зачем и как действуют разные силы и как покачаться на качелях с великаном. Знание сопромата поможет дома повесить вешалку для одежды и установить книжные стеллажи. Девочки думают, что, расставляя книги, нужно думать о цвете и дизайне, но мальчики должны подумать о том, чтобы книги не упали вам на голову. А еще можно рассчитать прочность моста через реку или толщину стен для университета.

Школьница Отоха навещает в больнице своего одноклассника Коуки и по его просьбе приносит ему книги по физике. Благодаря любознательному Коуки она увлекается задачами, которые выходят за рамки школьной программы. Вместе друзья находят ответы на вопросы о том, какого размера должно быть зеркало по сравнению с отражаемым объектом и как создать искусственную радугу, обсуждают природу волн, эффект резонанса и эффект Доплера, интерференцию и дифракцию волн. Манга включает лабораторные работы, а также дополнительный материал, ориентированный на изучение более сложных тем: принцип суперпозиции, решение волнового уравнения, выведение формулы скорости звука и др.

В доме президента полупроводниковой компании, где живет его сын студент Ютака, появляется новая горничная Мэй. Неожиданно выясняется, что её давно интересуют полупроводники. Мэй просто не знает такого слова, и Ютака соглашается давать ей частные уроки. Ютака рассказывает, чем полупроводники отличаются от проводников и диэлектриков и почему благодаря им появляется возможность создавать приборы с удивительными свойствами. Далее рассказ ведётся о характеристиках этих приборов и их применении в интегральных схемах, которыми насыщена вся современная электронная техника.

В книге рассказывается о развитии представлений о тяготении за всю историю науки. В описании современного состояния гравитационной теории основное внимание уделено общей теории относительности, но рассказано и о других теориях. Обсуждаются формирование и строение черных дыр, генерация и перспективы детектирования гравитационных волн, эволюция Вселенной, начиная с Большого взрыва и заканчивая современной эпохой и возможными сценариями будущего. Представлены варианты развития гравитационной науки, как теоретические, так и наблюдательные.

15 базовых уравнений и соответствующих им законов физики, выбранные для этой книги, сделали революцию в современном понимании мира. Благодаря изумительно легкому языку автора читатели погрузятся с головой в самую прекрасную из наук, которая может объяснить все, что происходит во Вселенной (ну или почти все), — и, быть может, захотят остаться в этой науке навсегда. Итак, вперед — к знаниям основных законов природы, за Ньютоном, Эйнштейном, Шредингером, Дираком, Максвеллом и другими великими учеными. И не забывайте о законах преломления света, когда вы смотрите на радугу!