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出版者:藍色暢想

作者:鍾江帆 編

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2004-6

價格:15.70元

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isbn號碼:9787040136340

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深入探索宇宙的奧秘：宏觀世界的物理學基礎 一部全麵、嚴謹且富含啓發性的力學與熱學教材 本書特色： 宏觀世界的基石： 本書聚焦於經典物理學的核心領域——力學與熱學，旨在為讀者構建一個紮實且深入的物理學基礎框架。我們相信，對宏觀世界基本規律的理解是進一步探索微觀世界、前沿科學和工程應用的前提。 嚴謹的數學推導與清晰的物理圖像： 我們力求在保持數學嚴謹性的同時，賦予物理概念以清晰、直觀的圖像。從牛頓定律的精確錶述到熱力學第二定律的深刻內涵，每一步推導都力求邏輯連貫，使讀者不僅知其然，更能知其所以然。 豐富的應用實例與現實關聯： 物理學並非空中樓閣。本書融入瞭大量來自工程、天文、氣象乃至日常生活的實例，展示瞭理論是如何指導實踐，如何解釋我們周圍世界的現象，從而激發讀者的學習興趣和應用能力。 注重思想方法的培養： 除瞭知識點的傳授，本書更緻力於培養讀者的科學思維方式，包括模型建立、變量分離、守恒思想的應用以及對誤差和近似的審慎態度。 --- 第一部分：運動學的幾何與動力學的根源 深入剖析物體在三維空間中的描述及其受力分析 第一章：質點運動的描述 本章將帶您進入運動學的世界，從最基礎的概念入手，精確描述物體的位置、位移、速度和加速度。我們探討瞬時速度和加速度的微積分定義，並引入自然坐標係（切嚮和法嚮加速度），使對麯綫運動的描述更為精妙。特殊關注簡諧振動，深入分析其特徵方程、周期與振幅，並引入相平麵分析，為後續更復雜的振動問題奠定基礎。 第二章：牛頓運動定律 力學的核心——牛頓三大定律被置於本章的中心。我們不僅復習瞭伽利略相對性原理，更重要的是，詳細探討瞭慣性係與非慣性係（特彆是勻加速轉動的參考係，引入瞭慣性力——科裏奧利力和離心力）。對力的概念進行瞭係統分類，從萬有引力到彈性力（鬍剋定律的適用範圍），為建立動力學方程做好準備。本章強調瞭如何將實際問題抽象為理想化的力學模型。 第三章：功、能與動量 本章轉嚮物理量的守恒性。功和能的概念被引入，不僅限於保守力場下的勢能，還深入探討瞭非保守力（如摩擦力）做功對係統機械能的影響。我們將動量及其守恒定律作為研究相互作用的另一種強大工具，特彆是在處理碰撞問題（彈性碰撞與非彈性碰撞）時，動量守恒的普適性得到瞭充分展現。本章也為狹義相對論中的能量與動量關係埋下瞭伏筆。 第四章：剛體的平衡與轉動 在質點力學的基礎上，本書將視野擴展到宏觀的剛體。我們引入瞭力矩的概念，並推導瞭剛體轉動的動力學方程（轉動定律）。重點討論瞭轉動慣量（平行軸定理和斯泰納定理的應用），以及角動量守恒在陀螺儀、衛星姿態控製等領域的實際體現。對靜力學的分析將著重於如何應用平衡條件來求解復雜結構（如桁架、橋梁）的受力情況。 --- 第二部分：場論的奠基與宏觀尺度的統一 從引力到約束：探索場與波的物理實在 第五章：萬有引力與場論的初步 本章深入探討瞭牛頓的萬有引力定律，並將其推廣到連續質量分布的計算。重力場強和引力勢能的概念被係統介紹，這使我們能夠以場的形式來描述遠距離作用力。我們還簡要討論瞭引力在天體力學中的應用，如開普勒定律的導齣以及行星軌道穩定性問題。 第六章：振動與波動 本章研究瞭能量和信息的傳遞方式。從簡諧振動的受迫振動和阻尼振動，引入瞭係統的固有頻率和共振現象。隨後，我們將討論橫波和縱波在彈性介質中的傳播，推導齣波的通式，並分析波的乾涉、反射、摺射以及多普勒效應。對駐波的形成機製和能量傳輸的分析，為聲學和光學奠定瞭基礎。 第七章：流體力學基礎 本章將力學原理應用於流體這一特殊介質。我們首先區分瞭理想流體與粘性流體，並基於連續性原理和伯努利方程，分析瞭流體在穩態流動中的速度、壓強關係。對阿基米德原理的深入討論，以及對粘性流體中層流和湍流特性的定性描述，拓寬瞭力學的應用邊界。 --- 第三部分：熱力學的微觀聯係與宏觀描述 從溫度到熵：理解能量轉換的極限 第八章：理想氣體的微觀模型 本書將熱力學與分子運動論緊密結閤。本章從大量分子無規則運動的統計觀點齣發，推導瞭理想氣體的狀態方程，並從微觀上解釋瞭宏觀的壓強和溫度的物理意義。重點分析瞭氣體分子的速率分布（麥剋斯韋分布），並基於此計算瞭氣體分子的平均動能、方均根速率，為理解氣體熱力學性質提供瞭微觀基礎。 第九章：熱力學定律 熱力學是關於能量轉換和傳遞的科學。我們首先詳細闡述熱力學第零定律（溫度的定義）和第一定律（能量守恒在熱過程中的體現），強調瞭內能、功和熱量的狀態函數屬性。隨後的重點是熱力學第二定律——熵增原理的引入。我們從卡諾循環和熱機效率的極限齣發，理解瞭過程的方嚮性，並探討瞭熵在統計力學中的本質。 第十-十一章：熱力學過程與統計推論 我們將應用前述定律分析等溫、絕熱、等壓、等容等經典熱力學過程，計算氣體在這些過程中的功、熱量和內能變化。在對熱力學第三定律的討論之後，本書將目光投嚮統計詮釋，探討玻爾茲曼熵公式，以此在微觀層麵鞏固對熵和熱力學第二定律的理解，展現瞭宏觀規律與微觀概率之間的深刻聯係。 --- 麵嚮讀者： 本書適用於大學本科的理工科專業學生，作為其物理基礎課程的上學期教材。它也同樣適閤於對經典物理學有紮實係統學習需求的科研人員、工程師以及所有渴望深入理解自然界基本規律的自學者。通過對這些基礎理論的掌握，讀者將為後續學習更高級的電磁學、熱力學、量子力學及應用物理打下堅實可靠的基石。

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