译者说明

我用近40年的时间学习和翻译了德国卡尔斯鲁厄物理课程（简称KPK）的13册教材（小学1册，初中3册，高中5册和大学4册）。

链接：

F.Herrmann & G.Job著，陈敏华译，《德国卡尔斯鲁厄物理课程》全套13册教材（简介）

2007年我在华东师范大学攻读博士学位期间曾访问KPK教材主编F.赫尔曼（F. Herrmann）教授所在的卡尔斯鲁厄大学物理教育研究所。那时，我在他办公室的书柜中看到了他和德国汉堡大学G. 乔布（G.Job）教授合著的《Altlasten der Physik》这本书。后来，赫尔曼送给我这本书。此书共收集了64篇曾连载在德国《Praxis der Naturwissenschaften》期刊上的系列文章，2002年由德国Aulis Verlag Deubner出版社出版。

此后，我根据赫尔曼自己翻译的英文版翻译了此书，并将他后来所增加的系列文章也一并翻译出来，编译出由125篇系列文章所组成的译著《物理学的历史负担》。此书2014年9月由上海教育出版社出版（第一版）。

后来，系列文章又增加了60多篇。2021年8月由上海教育出版社出版了该书的第二版。第二版共收集了183篇系列文章。

——陈敏华，2021年10月6日

译者联系方式：

QQ/微信：1049418954

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物理学的历史负担

[德]赫尔曼&乔布 著

陈敏华 译

（1）2014年第一版全册

（2）2021年第二版全册

（3）2021年第二版介绍

（4）第二版续

185 宇宙中的熵

186 宽带互联网接入

187 理想气体定律和不受欢迎的熵和化学势

188 白矮星系列文章1：是压强平衡还是力平衡？

189 白矮星系列文章2：解释的惯例

190 描述得简单一些

191 我们在教孪生佯谬？

192 假朋友

193 重力加速度

194 波粒二象性

195 纵质量和横质量

196 势能（增补）

197 太阳内部是怎样运行的

主题

在关于太阳的物理学专著中，会引入和讨论诸如发光度、辐射本领、光球层、夫琅和费谱线、较差自转、米粒组织、色球、日冕、光斑、太阳风、太阳活动、太阳黑子、日珥、色球爆发、电子、μ中微子和τ中微子、全氯乙烯、CNO循环、p-p链、Bethe-Weizsäcker循环、中心区、辐射转移区和氢对流区等其他区域和现象。并且，不仅仅只有这些。在中学物理教科书中，我也找到了这些内容。实际上，我还找到了其他一些类似的内容。

负担

在上面所提到的书中，提到了太多不重要的内容，却很少提到太阳内部怎样运行的内容。

我在选择讲课内容时，总试图遵循这样的原则：假如学生把50%或90%甚至99%的所讲内容遗忘掉，我希望学生记住哪些内容呢？当你考虑这一问题时，你也同时回答了下面这个问题：当我不能超过一节或两节课去讲一个主题时，我应该为这个主题讲些什么呢？

例如，在实际中我们会希望学生去背诵Bethe-Weizsäcker循环和CNO循环吗？或者说，学生们是否至少需要知道这两种反应的名称吗？与化学比较一下也许有点帮助：没有人会想到把烃类燃烧（如辛烷或苯的燃烧）分解为一连串x次中间反应。

我也注意到，在这里也讨论了与太阳有关的现象，或甚至只作了类似于在地球表面或内部所发生的情况相同的描述，但没有作出强调。另一方面，这里只字没有提到地球发电机（geodynamo）的作用。这里描述了传递到太阳表面的能量：在内部靠光子的散射来传递，在外部靠对流来传递。发生在地球大气层中相同的现象也可以进行讨论，并且这是一个值得讨论的主题。

我有一个印象，出版社所卖出去的教材更象是参考书。这样，又有问题出来了：每10位或15位作者是否都知道其他9位或14位作者所写的所有内容？最后，是否需要怀疑物理教材（化学教材也同样）比法语或英语教材有更多的作者？

我的观点是，关于太阳的内容，教材中不但说得太多， 也说得太少。对于对太阳这一主题有兴趣的人来说，他们肯定会提这样两个问题：

●既然太阳中所发生的反应与氢弹中所发生的反应是相同的，那么为什么太阳没有爆炸？

●既然太阳主要由氢和氦组成，那么为什么它的光谱不是氦-氢谱线？

历史

通常，对于不大基本的主题，其内容随着时间的推移积累在技术文献中，然后被倾倒在课堂中。当然，核反应循环的发现是重要的。核能是能量的主要来源的观点被证明是正确的。在大约100年前，这是一个大问题。但是现在我们知道，我们只需这样说就够了：是的，氢转变为氦时会释放能量。

建议

这里不大合适谈这一主题的课程教材。我们在这里仅仅提出一些有趣的话题，以示强调。

1. 一些关于太阳的数据。这些数据包括太阳的质量密度与到太阳中心之间的距离之间的函数关系（90%的太阳质量分布在半径为太阳半径一半的球内）。

2. 太阳释放出来的能量来自氢转化为氦的反应（净反应）。

3. 当把热提供给太阳后，它会变大和变冷（而不是变热）。正是由于这个负反馈导致太阳中的核反应进行得很缓慢和很稳定。（建议讨论这一负反馈产生的原因）

4. 在太阳内部的能量是通过传导的方式传递的（携带者是光子），在外表层是通过对流的方式传递的。在太阳内部的能量传递可类比于地球大气层的稳定分层，能量通过红外光的向外扩散而传递。在太阳外表层的能量传递可类比于地球大气层的不稳定分层。

5. 如果厚度足够大，所有物质都会变得不透明（建议讨论其原因）。在太阳外层区域的厚度大约为500km。这一厚度与太阳直径相比非常小。因此，在地球上看来，太阳是一个边界清晰的物体，象一个在向外辐射的黑体一样。

（陈敏华2021年3月31日译毕于浙江省绍兴市柯桥区鉴湖中学）

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作者F. Herrmann 和 G. Job

作者F. Herrmann和译者陈敏华

 [作者简介] F. 赫尔曼（F. Herrmann），德国卡尔斯鲁厄理工大学物理教育研究所所长，终身教授，法国里昂大学固体物理学博士，德国物理学会会员 ，德国卡尔斯鲁厄物理课程（KPK）教材作者。

G. 乔布（G. Job），德国汉堡大学物理化学系终身教授，物理化学博士，德国卡尔斯鲁厄物理课程热学部分课程原理“用熵量度热的多少”的主要提出者，所编著的大学教材《新概念热力学》（翻译：陈敏华）由华东理工大学出版社出版。

[译者简介]陈敏华，浙江省绍兴市柯桥区鉴湖中学物理特级教师，正高级教师（专技三级），华东师范大学教育学博士，浙江师范大学物理学科教育硕士专业学位研究生导师，美国物理教师协会（AAPT）会员，德国卡尔斯鲁厄物理课程（KPK）研究团队成员。

视频号：浙江陈敏华丨与德国学者F. Herrmann、M. Pohlig的学术活动集锦