Introduction to the Structure of Matter pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley

作者:John J. Brehm

出品人:

页数:960

译者:

出版时间:1989-01

价格:USD 109.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471605317

丛书系列:

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• 物理学
• 物质结构
• 原子物理
• 核物理
• 粒子物理
• 量子力学
• 固体物理
• 化学物理
• 科学
• 教材

《物质结构导论》 这本书旨在为读者提供对物质基本构成单元及其相互作用的全面理解。它将带领我们深入原子和亚原子粒子组成的世界，揭示物质如何以如此多样的形式存在。 第一部分：原子之谜 本书将从原子这个化学和物理学的基本概念入手。我们会探讨早期原子模型的演变，从德谟克利特的“不可分割”原子论，到汤姆孙的“葡萄干布丁”模型，再到卢瑟福的原子核模型。理解这些模型的历史发展，有助于我们把握科学家们如何一步步接近真相。 接着，我们将深入研究原子的核心——原子核。本书将详细介绍质子和中子的性质，以及它们如何通过强核力紧密结合在一起。我们会学习原子序数和质量数如何定义一种元素，并探讨同位素的概念及其重要性。 电子，原子外围的活跃舞者，也将占据重要的篇幅。我们将学习电子的量子力学描述，理解量子数（主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数）如何决定电子的能量状态和空间分布，形成所谓的原子轨道。电子的排布规则，如泡利不相容原理和洪特规则，将帮助我们理解元素的化学性质为何如此多样。 第二部分：化学键的编织 物质的宏观性质很大程度上取决于原子之间如何连接，即化学键的形成。本书将深入剖析几种主要的化学键类型。 离子键： 我们将探讨金属和非金属原子之间电子的得失如何形成带相反电荷的离子，并相互吸引形成离子化合物。本书将分析离子化合物的晶体结构，以及其高熔点、硬度大等性质的来源。 共价键： 这是原子之间通过共享电子对形成的键。我们将详细讲解单键、双键和三键的区别，以及极性共价键和非极性共价键的概念。本书将通过分子几何学的角度，解释价层电子对互斥理论（VSEPR理论），预测分子的空间构型，并进一步理解分子的极性及其对物质性质的影响。 金属键： 针对金属单质，我们将介绍金属原子中外层电子的离域化，形成“电子海”，使得金属具有优良的导电、导热性和延展性。 除了这些主要的化学键，本书还将简要介绍范德华力（包括伦敦色散力、偶极-偶极作用）和氢键等分子间作用力，阐述它们在决定物质状态（如熔沸点、溶解性）中的作用。 第三部分：分子的世界与相变 在理解了化学键的形成后，我们将进一步探索分子的世界。本书将从简单的双原子分子开始，逐步过渡到复杂的多原子分子，并介绍描述分子结构的一些常用方法，如路易斯结构式。 随后，我们将关注物质的三种基本状态：固态、液态和气态。 固态： 我们将区分晶体和非晶体，并深入了解晶体结构，如面心立方、体心立方等，以及不同晶体类型（离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体）的特性。 液态： 液体的流动性、不可压缩性和固定体积的性质将得到解释。我们将探讨液体内部的分子运动和分子间作用力，以及表面张力、粘滞性等现象。 气态： 理想气体定律将是重点。本书将介绍压强、体积、温度和物质的量之间的关系，并简要提及真实气体的行为与理想气体的差异。 本书还将详细讲解物质的三相变：熔化/凝固、汽化/液化以及升华/凝华。我们将探讨相变的驱动力——能量的变化，并介绍相图的概念，用以表示物质在不同温度和压强下的稳定状态。 第四部分：核的奥秘与物质的演化 在深入理解原子结构的基础上，本书将进一步拓展到原子核的领域。我们将介绍放射性衰变（α、β、γ衰变）的类型及其机制，理解半衰期的概念。 核反应，包括裂变和聚变，也将被详细阐述。我们将探讨核能的产生，以及核技术在科学研究、能源利用和医学等领域的应用，同时也会提及核安全问题。 最后，本书将简要展望物质结构研究的未来方向，例如对更深层基本粒子的探索，以及在材料科学、纳米技术等领域的新进展。 《物质结构导论》致力于以清晰易懂的语言，配以丰富的插图和实例，帮助读者建立起对物质世界的科学认知框架。无论您是化学、物理学领域的初学者，还是希望巩固基础知识的专业人士，本书都将是您探索物质奥秘的理想伴侣。

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这本书的叙事节奏把握得极为精妙，它不像某些教科书那样，一股脑地将所有知识点堆砌在一起，让人望而生畏。相反，作者更像是讲述一位经验丰富的“物理侦探”的办案过程，每章都是一次深入的调查，环环相扣，逻辑链条清晰到令人拍案叫绝。读到关于量子力学基础的部分时，我原本以为会陷入一片迷雾，但作者巧妙地引入了历史背景——那些伟大科学家们是如何在实验和理论的拉锯战中逐步逼近真相的。这种“带着问题去学习”的方法，极大地激发了我的求知欲。我能清晰地感受到作者的匠心，他们似乎深知读者的困惑点在哪里，总能在关键时刻提供一个“Aha!”时刻的顿悟。比如，在讨论电子的波粒二象性时，作者没有直接给出结论，而是先描述了经典的粒子观的局限，再引入了实验证据，最后才自然而然地推导出我们需要接受这种奇特的双重身份。这种层层递进的写作风格，让复杂的物理概念变得异常平易近人，阅读体验流畅得如同在听一场精彩的学术讲座。

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这本书在探讨“未解之谜”和“前沿探索”方面的处理，让我对未来充满了憧憬。它没有将物质结构的研究止步于已知的成熟理论，而是将一章的内容专门用于展望。这部分内容写得非常精彩，它没有使用那种浮夸的科幻语言，而是基于现有理论的逻辑延伸，审慎地提出了当前物理学界面临的挑战，比如高温超导的机理尚未完全阐明、拓扑材料的潜在应用方向等。作者在讨论这些前沿课题时，保持了一种严谨的科学态度，既肯定了现有研究的成就，也诚恳地指出了理论的局限性。这让我感到，阅读这本书不仅仅是在学习历史和现状，更像是在参与一场正在进行的、激动人心的科学对话。它成功地在读者心中播下了一颗种子——即科学探索永无止境，每一个看似固定的“结构”，都可能在更深层次上被重新定义。这种前瞻性的视角，让这本书的价值远远超越了一本标准的入门教材。

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这本书的深度和广度达到了一个令人赞叹的平衡点。它既没有流于表面、仅做概念的简单罗列，也没有过度沉溺于高深的数学推导而将普通读者拒之门外。对于那些渴望深入理解基础理论的读者来说，书中提供的参考文献和延伸阅读建议是无价之宝。我注意到，每当引入一个核心模型（比如哈密顿量或薛定谔方程的某种形式应用）时，作者都会在脚注或附录中给出必要的数学背景回顾，这对于我这种非纯理论背景出身的读者来说，简直是雪中送炭。更难能可贵的是，书中对于“物质结构”这个宏大主题的切割非常合理，它没有把固态物理、凝聚态物理和粒子物理割裂开来，而是展现了它们之间内在的联系和递进关系。从最基本的原子核结构，到宏观材料的电学和磁学特性，作者仿佛搭建了一座横跨不同尺度的桥梁，让我清晰地看到了微观规律如何“涌现”出我们所观察到的宏观世界现象。这种整体观的培养，是很多专业书籍所欠缺的。

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这本书的配图质量堪称业界典范，我很少看到一本科学著作在图示方面做得如此出色。这些插图绝非简单的数据截图或示意图的堆砌，它们似乎是专门为理解特定概念而“量身定做”的艺术品。例如，在解释布拉维点阵和倒易点阵关系时，传统的二维图示往往让人云里雾里，但这本书中的三维透视图，配合恰到好处的颜色区分和动态标注，瞬间消除了我的所有困惑。而且，作者非常注重图文的交互性，图注清晰地指引读者回顾前文提到的某个关键概念，形成了一种有效的反馈循环。有些复杂的能带结构图，作者甚至使用了不同深度的阴影来区分不同的能量层级和简并态，这种细微之处的用心，极大地提升了视觉学习的效率。对于我这样习惯于通过视觉信息来辅助记忆和理解复杂系统的学习者来说，这些高质量的插图简直是学习过程中的“定海神针”，让那些抽象的数学描述拥有了具象的支撑。

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这本书的装帧设计真是令人眼前一亮，封面采用了一种略带磨砂质感的深蓝色调，中央的抽象几何图形仿佛在暗示着微观世界的复杂与和谐，这种视觉上的冲击力让我忍不住想立刻翻开它。内页的纸张选择也相当考究，手感温润，字体的排版清晰、疏密得当，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我尤其欣赏作者在引入新概念时所采取的策略，他们没有一开始就抛出那些晦涩难懂的公式，而是通过一系列精心设计的类比和日常现象的切入点，像是引导一位初次踏入神秘森林的旅人，每一步都走得踏实而充满期待。例如，书中对于晶体结构的介绍，不是简单地罗列原子排列规则，而是通过构建一个宏大的“乐高积木”模型，让读者直观地感受到对称性和周期性的美感与重要性。这种教学上的耐心和对细节的关注，使得原本可能枯燥的理论学习过程，变成了一场充满发现乐趣的探索之旅。装订也非常牢固，即便是频繁翻阅查阅，也能保持书脊的完整，看得出出版方在制作上的用心。

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An undergrad in physics should know all of that....or not

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