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Revolutions in Twentieth-Century Physics
The conceptual changes brought by modern physics are important, radical and fascinating, yet they are only vaguely understood by people working outside the field. Exploring the four pillars of modern physics – relativity, quantum mechanics, elementary particles and cosmology – this clear and lively account will interest anyone who has wondered what Einstein, Bohr, Schrödinger and Heisenberg were really talking about. The book discusses quarks and leptons, antiparticles and Feynman diagrams, curved space-time, the Big Bang and the expanding Universe. Suitable for undergraduate students in non-science as well as science subjects, it uses problems and worked examples to help readers develop an understanding of what recent advances in physics actually mean.
182 pages, Paperback
First published November 12, 2012
13 people are currently reading
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Community Reviews
Displaying 1 - 16 of 16 reviews
July 4, 2016
Highest praise I can give a book: I am returning it to the library before I'm done so that I can buy my own copy. Full disclosure: I probably wouldn't do this if I wasn't a physics teacher. I can imagine loaning a copy out to my precocious high school students who keep asking me those pesky, but interesting questions about modern physics that don't quite fit into the curriculum. Also, the book is helping to crystalize a lot of things I can "sort of" explain currently such that I can do it with more precalculus rigor. Not only is Griffiths doing a cogent, low-math exposition of modern physics but he has an awesome chapter 1 review of most of classical physics.
I think a really good target market is someone who took physics in college or high school and kind of liked and has been thinking "hmmm, I should go back and look at that stuff so I can understand some of the sexier physics we never got to talk about in class..."
Final notes:
I raised the rating to 5 stars because the history and explanation of particle physics is simply the best I have ever seen. The last chapter on Cosmology was one of the weakest in the book, however (Cosmological red shift is not a Doppler red shift and to confuse the two is to support the misconception that the expanding universe is the movement of galaxies away from each other through space when it is the space itself that is expanding!)
I think a really good target market is someone who took physics in college or high school and kind of liked and has been thinking "hmmm, I should go back and look at that stuff so I can understand some of the sexier physics we never got to talk about in class..."
Final notes:
I raised the rating to 5 stars because the history and explanation of particle physics is simply the best I have ever seen. The last chapter on Cosmology was one of the weakest in the book, however (Cosmological red shift is not a Doppler red shift and to confuse the two is to support the misconception that the expanding universe is the movement of galaxies away from each other through space when it is the space itself that is expanding!)
May 4, 2015
There are many books on the topic of popular physics but most of them are targeted first time readers of this genre and are very introductory in nature.
But this book gives you all the necessary details in the field WHICH ARE RELEVANT to you while choosing not to go into details of things which won't effect your understanding of the topic. In other words it has the perfect combination of details and abstraction for an interested high school student or a freshman year undergraduate student of physics.
Now, if you have read any entry level book in any scientific field, you might have encountered a phenomena where authors explain the concepts with examples from your daily life but which are essentially wrong and have nothing to do with the concept they are talking about to felicitate learning. While, I think, that it is OK to do so in many fields, it is a strict no no in science. The definitions and applications in science are precise and should not be meddled with even while explaining it to someone new in the field. This book doesn't do that at all. All the concepts are precisely explained as they are in physics literature. This book is not a popular science book but a proper introductory modern physics book.
On a side-note, I regard the author as the best writer in the scientific field on today's era (comparable to Feynman). His writing is lucid and thought invoking. For physics students (college level), I would highly recommend checking out other books from the author on electrodynamics and quantum mechanics.
But this book gives you all the necessary details in the field WHICH ARE RELEVANT to you while choosing not to go into details of things which won't effect your understanding of the topic. In other words it has the perfect combination of details and abstraction for an interested high school student or a freshman year undergraduate student of physics.
Now, if you have read any entry level book in any scientific field, you might have encountered a phenomena where authors explain the concepts with examples from your daily life but which are essentially wrong and have nothing to do with the concept they are talking about to felicitate learning. While, I think, that it is OK to do so in many fields, it is a strict no no in science. The definitions and applications in science are precise and should not be meddled with even while explaining it to someone new in the field. This book doesn't do that at all. All the concepts are precisely explained as they are in physics literature. This book is not a popular science book but a proper introductory modern physics book.
On a side-note, I regard the author as the best writer in the scientific field on today's era (comparable to Feynman). His writing is lucid and thought invoking. For physics students (college level), I would highly recommend checking out other books from the author on electrodynamics and quantum mechanics.
June 3, 2014
I am writing this review as a sophomore Physics college student.
This is one of the best introductory books on Modern Physics.
It also has a whole part about classical mechanics that'll help you to remember the basic laws before going all Quantum and leaving the solid mechanical base behind.
Modern Physics have an incredible variety of subjects and it is very easy to misunderstood.
Subjects like Relativity or Nonlocality are hard to get a grip of if someone is not personally explaining to you.
He made these things so understandable, even someone who has not study Physics in their whole life can understand the subjects.
It's like he's talking to you, he's personally speaking to you through the book.
That's why he can answer your questions about that section, the things you have in my mind which needs to be answered, or the things you can't just quite put in to their exact places in yoour mind, he answers them in the next sentence.
The only unsufficent thing about this book is that it doesn't have enough problems to focus on the subjects you just learned.
Mr. Griffiths is an exceptional educator.
This book is really hard to classify as an academic text-book because it is very layman-friendly.
But it is not possible to classify as an popular science book as well.
This is one of the best introductory books on Modern Physics.
It also has a whole part about classical mechanics that'll help you to remember the basic laws before going all Quantum and leaving the solid mechanical base behind.
Modern Physics have an incredible variety of subjects and it is very easy to misunderstood.
Subjects like Relativity or Nonlocality are hard to get a grip of if someone is not personally explaining to you.
He made these things so understandable, even someone who has not study Physics in their whole life can understand the subjects.
It's like he's talking to you, he's personally speaking to you through the book.
That's why he can answer your questions about that section, the things you have in my mind which needs to be answered, or the things you can't just quite put in to their exact places in yoour mind, he answers them in the next sentence.
The only unsufficent thing about this book is that it doesn't have enough problems to focus on the subjects you just learned.
Mr. Griffiths is an exceptional educator.
This book is really hard to classify as an academic text-book because it is very layman-friendly.
But it is not possible to classify as an popular science book as well.
December 1, 2015
physics book that I think fairly summarize all the concepts of physics for beginners with a simple understanding.
October 20, 2020
Well explained, a very fun introduction to complex topics in physics.
August 21, 2025
Perfect for a quick revision through and through.
April 24, 2025
En Revoluciones del SXX, Griffiths ofrece una resumen de la revolucíon física en el SXX. Es un libro orientado a un público generalista, un libro de divulgación pero con algunas fórmulas. Es un libro sencillo y corto, pero que permite introducirse a los diferentes apartados, un gran libro introductorio para el público general e incluso para ingenieros, o físicos en sus primeros años.
Griffiths cubre la física en cinco capítulos, la física clásica anterior al SXX, la relatividad, la mecánica cuántica, física de partículas y cosmología. La principal virtud del libro es la inclusión de fórmulas. Muchos libros de divulgación se muestran reacios a la exposicion matemática. Sin embargo la física es un campo que sin la matemática queda vacío. El lenguaje de la física es las matemáticas, y y por mucho esfuerzo literario que se haga, esta no se puede entender sin la matemática. Griffiths ofrece un acercamiento literario, con buenas explicaciones, acompañado de la principal descripcion matemática. Incluyendo las fórmulas necesarias, y las explicaciones para entender los principales aspectos de la física. No se ofrece un análisis riguroso, pero si el necesario para explicar los diferntes fenómenos.
En resumen, Revoluciones del SXX, es un gran libro introductorio a la física.
Dentro de la física clásica se nombran el papel de Galileo como precursor de la física, con los sistemas inerciales, las leyes de Newton, la gravitación y movimiento de los planetas o leyes de conservación. Se cubren brevement el electromagnetismo, con la ley de Coulomb, Faraday, principos de óptica, ondas inferencia y la sintexis del electromagnetismo de Maxwell y Hertz.
Respecto a la relatividad, se describe la relatividad especial (1905), la dilación temporal o la contracción de Lorentz. Se explica la adición no lineal de velocidades o la correspondencia masa-energía. Se explica como la relatividad surge de la necesidad de el principio de relatividad (Galileo) con la universalidad de la velocidad de la luz (experimetno Michelson-Morley). Además se nombra la relatividad general (1915), indicando cómo esta resolvería la paradoja de los gemelos, al incluir el efecto de la aceleración, o las implicaciones en la curvatura del espacio tiempo, y su relación con la gravedad.
La mecánica cuántica surge para explicar efectos como la catástrofe ultravioleta y la radiación de cuerpo negro, (ley de planck), el efecto fotoeléctrico (einstein) o el modelo atómico (Rutherford-Borh). El modelo atómico se basa en la cuantización de los niveles de energía en un átomo, y fue propuesto por Borh, para explicar el átomo de hidrógeno y las líneas espectrales, Bohr utilizó una mezcla de argumentos clásicos combinados con cuantificación de Planck. La dualidad partícula-onda del fotón, comprobada mediante el efecto compton en 1923, y la longitud de onda de Broglie (1924) y el experimento de Davisson-Germer, fueron el detonante para la formalización de la mecánica cuántica (1925-1927). La mecánica cuántica se formuló con la ecuación de onda de Schrodinger (1925), el principio de incertidumbre de Heisenberg (1927) y la interpretación probabilística de Born (1926). La versión relativista de la mecánica cuántica sería dada por Dirac en 1927, esta predeciría cuatro estados por nivel, dos para la partícula (spin +-), y dos para la antipartícula. Estas antipartículas no fueron descubiertas hasta 1932, con el descubrimiento del positron por Anderson, lo que daría lugar a la teoría cuántica de campos (QFC) en los 40, por Feynman, Schinger o Tomonaga.
La tercera revolución son las partículas elementales y el modelo standard. En 1897 Thomson descubre los rayos catódicos (electrones), Rutherford descubriría la radiación alfa, beta e identificaría el núcleo del hidrógeno como un protones, Borh definiría el modelo atómico que explicaría la tabla de Mendeleev, y Chadwick en 1932 descubriría el neutrón. Al observar un espectro continuo en la energía de la radiación beta, Pauli (1930) propuso la emisión de una tercera partícula, y Fermi (1932) lo nombraría como neutrino en su teoría de radiación beta, y sería sería medido en 1956 por Reines-Cowan.
Para explicar la unión en el núcleo, Yukawa (1934) indicó que debía haber partículas fuerza (bosones) similares a los fotones, estos serían los mesones. A partir de radiación cósmica se observaron partículas que podrían ser los mesones, así Cecil Powerl en 1947 identificó a los piones (meson de yukawa) y los muones (leptones). Con la aparición de los aceleradores de alta energía, se empezaron a descubrir más partículas, como las estrañas en 1952 en Cosmotron de Brookhaven. Para identificar las nuevas partícuas, Gell-Man introdujo el 8-fold en 1961 con versión de octeto para bariones y mesones. También un 10-fold con bariones más pesados, que son estados excitados del 10-fold. Para explicar el 8-fold y 10-fold se propusieron los quarks por GellMann y Zweig en 1964. Los quarks tendrían color, y solo podrían observarse como combinaciones de quark antiquark (meson) o en tripletes incoloros (bariones). El modelo de quarks no fue tomado en serio hasta 1974 (revolución de noviembre) con el descubrimiento de la partícula psi identificada con el charmonium y el quark charm. El cuarto quark, también llevó a un sexto leptón el tau (1975), y en 1975 se descubrió un quinto quark (bottom) por Lederman, y se propuso un sexto (top) descubierto en 1995 en Tevatron.
Así sobre 1978 se propuso el modelo standard con tres generaciones de bariones y leptones. Así la interacción electromagnética se mediaba con fotones, la cromodinámica con gluones, y para la débil se propusieron partículas Z,W. Los bosones Z,W fueron propuestos for Weinberg, Glashow, Salam en 1968 y detectados en CERN en 1983 por Rubbia y van der Meer. Las diferentes interacciones se representan con diagramas de Feynman y son cubiertas por la teoría cuátinca de campos (QFD) y la QED, QCD. La unificación la teoría electrodebil se obtiene mediante el mecanismo de Higgs, con el bosón de Higgs descuberto en 2011-2013 en CERN-LHC. Para unificación con la fuerza fuerte (GUT) serían necesarias ordenes mayores de energía, y la gravedad se esperaría unificar con teoría de cuerdas, susy (TOE), pero que carecen de evidencia experimental.
Dentro de la cosmologia, el principio cosmológico, de base copernicana y filosófica, indica que el universo debería parecer igual observado desde cualquier punto. Esto coincidiría con las observaciones de Hubble de que el universo está en expansión. Para ello tomando estrellas con luminosidad conocida (Cefeidas, supernovas), se mide el corrimiento al rojo de las mismas, y se observa que la velocidad depende de la distancia, la ley de Hubble (1927). Lo que implica que el universo está en expansión. Invitiendo la expansion del universo, se obtendría el Big Bang, con una edad aproximada de 15 000 millones de años.
Otra muestra del Big Bang es la observacion de la radiación microonda de fondo, descubierta por Penzias-Wilson en 1967, con una temperatura de 2.7 K. A partir del Big Bang es posible inferir la creación del universo, como una síntesis primero de mediadoers, luego quarks y leptones, martiones y mesones. Posteriormente nucleos, átomos, estrellas, galaxias y organismos.
Además a partir de la rotación de las estrellas o de como se curva la luz, se infiere que hay gran parte de la masa del universo que no podemos ver, no es sustancia bariónica, de lo que se teoriza la presencia de materia oscura, todavía no detectada. Además para un universo plano en expansión, y con evidencia de que está acelerándose es necesaria la energía oscura. La energía oscura daría el grado de expansión del universo, actuando de manera análoga a la constante cosmológica de Einstein.
Griffiths cubre la física en cinco capítulos, la física clásica anterior al SXX, la relatividad, la mecánica cuántica, física de partículas y cosmología. La principal virtud del libro es la inclusión de fórmulas. Muchos libros de divulgación se muestran reacios a la exposicion matemática. Sin embargo la física es un campo que sin la matemática queda vacío. El lenguaje de la física es las matemáticas, y y por mucho esfuerzo literario que se haga, esta no se puede entender sin la matemática. Griffiths ofrece un acercamiento literario, con buenas explicaciones, acompañado de la principal descripcion matemática. Incluyendo las fórmulas necesarias, y las explicaciones para entender los principales aspectos de la física. No se ofrece un análisis riguroso, pero si el necesario para explicar los diferntes fenómenos.
En resumen, Revoluciones del SXX, es un gran libro introductorio a la física.
Dentro de la física clásica se nombran el papel de Galileo como precursor de la física, con los sistemas inerciales, las leyes de Newton, la gravitación y movimiento de los planetas o leyes de conservación. Se cubren brevement el electromagnetismo, con la ley de Coulomb, Faraday, principos de óptica, ondas inferencia y la sintexis del electromagnetismo de Maxwell y Hertz.
Respecto a la relatividad, se describe la relatividad especial (1905), la dilación temporal o la contracción de Lorentz. Se explica la adición no lineal de velocidades o la correspondencia masa-energía. Se explica como la relatividad surge de la necesidad de el principio de relatividad (Galileo) con la universalidad de la velocidad de la luz (experimetno Michelson-Morley). Además se nombra la relatividad general (1915), indicando cómo esta resolvería la paradoja de los gemelos, al incluir el efecto de la aceleración, o las implicaciones en la curvatura del espacio tiempo, y su relación con la gravedad.
La mecánica cuántica surge para explicar efectos como la catástrofe ultravioleta y la radiación de cuerpo negro, (ley de planck), el efecto fotoeléctrico (einstein) o el modelo atómico (Rutherford-Borh). El modelo atómico se basa en la cuantización de los niveles de energía en un átomo, y fue propuesto por Borh, para explicar el átomo de hidrógeno y las líneas espectrales, Bohr utilizó una mezcla de argumentos clásicos combinados con cuantificación de Planck. La dualidad partícula-onda del fotón, comprobada mediante el efecto compton en 1923, y la longitud de onda de Broglie (1924) y el experimento de Davisson-Germer, fueron el detonante para la formalización de la mecánica cuántica (1925-1927). La mecánica cuántica se formuló con la ecuación de onda de Schrodinger (1925), el principio de incertidumbre de Heisenberg (1927) y la interpretación probabilística de Born (1926). La versión relativista de la mecánica cuántica sería dada por Dirac en 1927, esta predeciría cuatro estados por nivel, dos para la partícula (spin +-), y dos para la antipartícula. Estas antipartículas no fueron descubiertas hasta 1932, con el descubrimiento del positron por Anderson, lo que daría lugar a la teoría cuántica de campos (QFC) en los 40, por Feynman, Schinger o Tomonaga.
La tercera revolución son las partículas elementales y el modelo standard. En 1897 Thomson descubre los rayos catódicos (electrones), Rutherford descubriría la radiación alfa, beta e identificaría el núcleo del hidrógeno como un protones, Borh definiría el modelo atómico que explicaría la tabla de Mendeleev, y Chadwick en 1932 descubriría el neutrón. Al observar un espectro continuo en la energía de la radiación beta, Pauli (1930) propuso la emisión de una tercera partícula, y Fermi (1932) lo nombraría como neutrino en su teoría de radiación beta, y sería sería medido en 1956 por Reines-Cowan.
Para explicar la unión en el núcleo, Yukawa (1934) indicó que debía haber partículas fuerza (bosones) similares a los fotones, estos serían los mesones. A partir de radiación cósmica se observaron partículas que podrían ser los mesones, así Cecil Powerl en 1947 identificó a los piones (meson de yukawa) y los muones (leptones). Con la aparición de los aceleradores de alta energía, se empezaron a descubrir más partículas, como las estrañas en 1952 en Cosmotron de Brookhaven. Para identificar las nuevas partícuas, Gell-Man introdujo el 8-fold en 1961 con versión de octeto para bariones y mesones. También un 10-fold con bariones más pesados, que son estados excitados del 10-fold. Para explicar el 8-fold y 10-fold se propusieron los quarks por GellMann y Zweig en 1964. Los quarks tendrían color, y solo podrían observarse como combinaciones de quark antiquark (meson) o en tripletes incoloros (bariones). El modelo de quarks no fue tomado en serio hasta 1974 (revolución de noviembre) con el descubrimiento de la partícula psi identificada con el charmonium y el quark charm. El cuarto quark, también llevó a un sexto leptón el tau (1975), y en 1975 se descubrió un quinto quark (bottom) por Lederman, y se propuso un sexto (top) descubierto en 1995 en Tevatron.
Así sobre 1978 se propuso el modelo standard con tres generaciones de bariones y leptones. Así la interacción electromagnética se mediaba con fotones, la cromodinámica con gluones, y para la débil se propusieron partículas Z,W. Los bosones Z,W fueron propuestos for Weinberg, Glashow, Salam en 1968 y detectados en CERN en 1983 por Rubbia y van der Meer. Las diferentes interacciones se representan con diagramas de Feynman y son cubiertas por la teoría cuátinca de campos (QFD) y la QED, QCD. La unificación la teoría electrodebil se obtiene mediante el mecanismo de Higgs, con el bosón de Higgs descuberto en 2011-2013 en CERN-LHC. Para unificación con la fuerza fuerte (GUT) serían necesarias ordenes mayores de energía, y la gravedad se esperaría unificar con teoría de cuerdas, susy (TOE), pero que carecen de evidencia experimental.
Dentro de la cosmologia, el principio cosmológico, de base copernicana y filosófica, indica que el universo debería parecer igual observado desde cualquier punto. Esto coincidiría con las observaciones de Hubble de que el universo está en expansión. Para ello tomando estrellas con luminosidad conocida (Cefeidas, supernovas), se mide el corrimiento al rojo de las mismas, y se observa que la velocidad depende de la distancia, la ley de Hubble (1927). Lo que implica que el universo está en expansión. Invitiendo la expansion del universo, se obtendría el Big Bang, con una edad aproximada de 15 000 millones de años.
Otra muestra del Big Bang es la observacion de la radiación microonda de fondo, descubierta por Penzias-Wilson en 1967, con una temperatura de 2.7 K. A partir del Big Bang es posible inferir la creación del universo, como una síntesis primero de mediadoers, luego quarks y leptones, martiones y mesones. Posteriormente nucleos, átomos, estrellas, galaxias y organismos.
Además a partir de la rotación de las estrellas o de como se curva la luz, se infiere que hay gran parte de la masa del universo que no podemos ver, no es sustancia bariónica, de lo que se teoriza la presencia de materia oscura, todavía no detectada. Además para un universo plano en expansión, y con evidencia de que está acelerándose es necesaria la energía oscura. La energía oscura daría el grado de expansión del universo, actuando de manera análoga a la constante cosmológica de Einstein.
June 7, 2014
Not what I expected a little drier than I had hoped fter reading the title, a tad workbooky for my taste but overall definitely worth the time
January 7, 2022
Recommended entry book
March 7, 2024
In an interview(https://www.physicsforums.com/insight...) with D.J. Griffiths, he said that if you're interested in quantum mechanics but lack the math background, you should learn the math first. Why did he write this book? It discusses relativity, QM, particle physics and cosmology without using anything more complicated than algebra. There are no answers to the exercise questions, so it's not great for self study.
November 18, 2019
Best books
December 13, 2023
First physics book that I could completely understand , griffiths helps you understand complex concepts in an comprehensible way. Although some examples are wrong still an amazing book!
June 29, 2024
An unfortunate read for a college summer class - 0/10 recommend learning physics from your childhood bedroom in the midst of a global pandemic.
September 9, 2017
From my Amazon Review:
TITLE: Most concise introduction to modern physics
REVIEW: (caveat emptor: Do read the preface of this book so you know who/what this book is NOT for)
I used this as the textbook for a summer particle physics I taught that was geared toward advanced high school students (some of whom have taken calculus; most have only taken high-school mechanics). This book is perfect for any instructor teaching a modern physics course aimed at audiences who do not have much physics/mathematics background preparation (sections of this book are from Griffiths' own textbooks for upper division courses, such as Introduction to Elementary Particles, with appropriate context for the target audience).
In addition, I would recommend this book even to physics majors, if for nothing else, for Griffiths' clarification of what "observations" in special relativity are (as re-constructed picture that already accounts for speed-of-light signal delay)---I see so many students in third semester of engineering physics course (when special relativity is generally taught for the first time in college physics) who can benefit from this clarification in understanding various paradoxes in special relativity.
TITLE: Most concise introduction to modern physics
REVIEW: (caveat emptor: Do read the preface of this book so you know who/what this book is NOT for)
I used this as the textbook for a summer particle physics I taught that was geared toward advanced high school students (some of whom have taken calculus; most have only taken high-school mechanics). This book is perfect for any instructor teaching a modern physics course aimed at audiences who do not have much physics/mathematics background preparation (sections of this book are from Griffiths' own textbooks for upper division courses, such as Introduction to Elementary Particles, with appropriate context for the target audience).
In addition, I would recommend this book even to physics majors, if for nothing else, for Griffiths' clarification of what "observations" in special relativity are (as re-constructed picture that already accounts for speed-of-light signal delay)---I see so many students in third semester of engineering physics course (when special relativity is generally taught for the first time in college physics) who can benefit from this clarification in understanding various paradoxes in special relativity.
October 18, 2015
It was interesting. I read it a while ago, and the main thing I remember was the fourth(?) chapter, where the author was talking about the discovery of what were, at the time, thought to be elementary particles (mesons, pions, baryons etc). At first it read like an interesting tale of discovery, but after a while it felt like an increasingly long list of the same discovery over and over again. I mostly resorted to bad jokes about the elementary particle physicists to get myself through that section.
May 1, 2013
This is a very concise guide to the developments in physics in the 20th century. The author gives a quick tour of basic concepts and definitions before covering the last hundred years. He does so in a brisk, no-nonsense style and uses a lot of problems to demonstrate his points.
A useful revision aid for undergraduates or a basic introduction to the general reader.
For a more thorough treatment of the issues, see his textbooks.
A useful revision aid for undergraduates or a basic introduction to the general reader.
For a more thorough treatment of the issues, see his textbooks.
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