艺术中的物理学

引言

第1章　光和光波

1.1　光的速率

1.2　电磁波谱

1.3　偏振

第2章　反射和折射

2.1　光的镜面反射

2.2　光的折射

2.3　全内反射

2.4　钻石中的反射和折射

2.5　虹

问题

第3章　透镜

3.1　棱镜

3.2　会聚透镜和发散透镜

引言

第1章　光和光波

1.1　光的速率

1.2　电磁波谱

1.3　偏振

第2章　反射和折射

2.1　光的镜面反射

2.2　光的折射

2.3　全内反射

2.4　钻石中的反射和折射

2.5　虹

问题

第3章　透镜

3.1　棱镜

3.2　会聚透镜和发散透镜

3.3　焦距

3.4　成像——实像和虚像

3.5　三条容易跟踪的光线

3.6　透镜公式

3.7　透镜的像差

问题

第4章　眼

4.1　眼睛的调焦

4.2　眼镜

4.3　近视眼

4.4　远视眼

4.5　散光眼

第5章　照相术

5.1　照相机

5.2　照相机的聚焦

5.3　选择曝光时间

5.4　选择光圈

5.5　景深

5.6　胶片

5.7　数码照相

5.8　把学到的综合在一起：拍一张照片

问题

第6章　色和色觉

6.1　颜色

6.2　人眼的感色灵敏度

6.3　物理颜色与心理颜色

6.4　色彩的三要素：色调、饱和度和亮度

6.5　光与物体的相互作用

6.6　散射或漫反射

问题

第7章　加法混色

7.1　三原色

7.2　原色的相加

7.3　原色三角形

7.4　低亮度颜色

7.5　光谱色

7.6　非光谱色

7.7　总结

7.8　绘画中的加法混色

问题

第8章　减法混色

8.1　滤光片

8.2　减法混色的原色

8.3　彩色照相

8.4　色素

8.5　饱和度的改变

8.6　为什么蓝色加黄色得出绿色

8.7　色调的改变

问题

第9章　颜色产生机制

9.1　照明光

9.2　色素

9.3　结构色：虹彩

9.4　由虹彩引起的更多的颜色产生机制

9.5　宝石中的颜色

9.6　由电荷转移引起的矿物颜色

9.7　由色心引起的矿物颜色

9.8　由光的带隙吸收引起的宝石颜色

第10章　周期振动

10.1　位移曲线图：位置x随时间t变化

10.2　周期t与频率f

10.3　大数和小数

10.4　运动的速率

问题

第11章　简谐运动

11.1　弹簧常量

11.2　简谐运动的振动频率

11.3　简谐运动的波形

11.4　相角

问题

第12章　阻尼振荡和共振

12.1　阻尼振荡——“阻尼时间”的概念

12.2　共振

12.3　乐音的建立和衰减

12.4　在音乐中的应用———乐器中的共鸣器

问题

第13章　声源的相加：拍与谐音

13.1　叠加原理

13.2　两个同频的纯音

13.3　拍

13.4　和谐

13.5　真好玩：李萨如图形

问题

第14章　声波

14.1　脉冲的传播

14.2　纵波和横波

14.3　空气中的声波是纵波

14.4　空气中的声速

14.5　波长和频率

14.6　声音的传播

14.7　声波的干涉

14.8　音乐厅声学

问题

第15章　声音感觉：音调、响度和音色

15.1　响度和振幅

15.2　响度和频率

15.3　音高的鉴别

第16章　耳

16.1　耳的各个部分

16.2　音调感觉的地点理论

16.3　听觉神经告诉大脑什么

第17章　弦的振动

17.1　单模

17.2　更高的振动模式

17.3　行波和驻波

17.4　发声公式

17.5　振动模式与音乐有什么关系

17.6　高次分音的阻尼

17.7　被弹拨的弦：缺失的分音

17.8　演奏谐音

17.9　真实的弦有一定的劲度

问题

第18章　管

18.1　管中的压强脉冲

18.2　开管和闭管中的反射

18.3　开管中的驻波

18.4　开管的基频

18.5　开管的高次振动模式

18.6　闭管的基频

18.?　闭管的高次振动模式

18.8　在管乐器上演奏乐调：指孔和泛音吹法

18.9　别种形状

18.10　声学长度

问题

第19章　傅里叶分析

19.1　傅里叶定理

19.2　声谱

19.3　傅里叶分析器(声分析器)

19.4　傅里叶合成

19.5　为什么不能合成出音乐家演奏的精品

问题

第20章　音阶

20.1　音程

20.2　协和性(和谐)：简单整数比

20.3　大三和弦

20.4　构建一个音阶：自然音阶

20.5　全音和半音

20.6　音程的名称

20.7　移调：为什么要黑键

20.8　被牺牲的完美：等程音阶

20.9　大调音阶和小调音阶

20.10　整数音阶

问题

第21章　乐器

21.1　乐器的结构

21.2　激发机制

21.3　演奏一支曲子

问题

习题解答

汉英对照索引

译后记

《艺术中的物理学(物理篇)》主要介绍美术和音乐中用到的物理学概念。全书共21章，内容包括光和光波，反射和折射，透镜，眼，照相术，色和色觉，加法混色，颜色产生机制，周期振荡，简谐运动，阻尼振荡和共振，拍与谐音，声波，音调、响度和音色，耳，弦的振动，管，傅里叶分析，音阶，乐器。《艺术中的物理学(物理篇)》适合艺术类、人文类等非物理专业的本科生学习，也町供对艺术中的物理学感兴趣的读者阅读。

“这是一本有趣的书，书中的论题在通常的物理教科书上是不讲的。”
　　——北京大学物理学院教授秦克诚
　　“两位十分称职的物理学家和顶级教师的这一著作……既清楚又有想象力。我想不起曾有学生在什么场合抱怨过这本书。”
　　———威斯康星大学麦迪孙分校物理学教授Francis Halzen
　　“两位作者没用多大篇幅就巧妙地描述了波动行为……关于颜色的一节写得这么好，单凭这一节本书就值得普通读者购买。对于那些考虑用本书做教材的人，这一节肯定是额外的收获。”

　　——哈佛大学的Eric Heller