技术物理基础（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:丁振华 编

出品人:

页数:168

译者:

出版时间:2004-7

价格:18.0

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isbn号码:9787040149029

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《物理世界的基石：探寻微观与宏观的奥秘》 这是一部旨在为读者构建一套扎实而系统的物理学知识体系的著作，它将带领我们深入探索物质世界最 fundamental（基础的）的规律，从原子核的深处到宇宙的浩瀚边缘，层层剖析，环环相扣。本书的编写目标是，让读者在理解物理概念的同时，也能感受到科学探索的魅力与智慧。 第一章：运动的定律与万有引力——经典力学的宏伟开端 本章将从亚里士多德的朴素认识出发，逐步引入伽利略的实验精神，最终抵达牛顿力学体系的巅峰。我们将详细阐述牛顿第一、第二、第三定律，理解惯性、力和加速度之间的精确关系，以及动量守恒的深刻意义。随后，目光将转向宏观世界的宏大尺度，深入探讨万有引力定律。我们将解析引力是如何塑造行星轨道、潮汐现象，以及天体运动的普遍规律。通过对抛体运动、圆周运动的详尽分析，读者将能运用这些经典理论解决一系列实际问题，体会物理学在理解和预测宏观现象中的强大力量。本章还将涉及功、能、功率的概念，揭示能量在物理过程中的转化与守恒，为后续章节的能量学打下坚实基础。 第二章：热力学与统计物理——能量的流动与物质的秩序 本章将带领读者跨入一个充满能量流动的微观世界。我们将从宏观的热力学定律入手，深入理解温度、热量、内能等基本概念，并探讨热力学第一定律（能量守恒）和第二定律（熵增原理）的深远含义。我们将解析热机的工作原理，理解效率的极限，以及信息与熵之间的微妙联系。紧接着，我们将引入统计物理的视角，从大量微观粒子的集体行为来解释宏观热力学现象。我们将讨论玻尔兹曼分布、麦克斯韦速率分布等，理解温度的统计意义，以及气体分子动理论如何成功解释压强、体积和温度之间的关系。本章将重点分析相变过程，如固液气三态的变化，以及临界现象，让读者看到物质在不同条件下的奇妙转变。最终，我们将概览统计物理在凝聚态物理、化学反应速率等领域的广泛应用。 第三章：电磁学的基础——看不见的力与光明的奥秘 本章将聚焦于电与磁这两个看似独立却又紧密相连的现象。我们将从静电学开始，介绍电荷的性质、库仑定律，以及电场和电势的概念。我们将理解导体和绝缘体的区别，探索电容的原理，并分析电容器在储存电荷方面的作用。随后，我们将转向直流电学，理解电流、电压、电阻的概念，以及欧姆定律和焦尔定律。我们将探讨串联和并联电路的特性，学习电路分析的基本方法。接着，我们将引入磁学的世界，从永磁体和电流的磁效应出发，理解磁场、磁感应强度等概念。我们将深入研究安培定律和法拉第电磁感应定律，揭示变化的磁场如何产生电场，以及变化的电场如何产生磁场。这一定律是电磁学理论的核心，是发电机、变压器等诸多现代科技的基础。最终，我们将以麦克斯韦方程组作为本章的升华，展现电磁场作为一个统一整体的数学描述，并预示着电磁波的存在，为我们下一章的光学之旅铺平道路。 第四章：光学——光线的传播与物质的相互作用 本章将带领我们探索光的世界，了解光是如何传播、如何与物质发生相互作用的。我们将首先从几何光学出发，理解光的直线传播、反射和折射定律，并学习透镜和反射镜的成像原理。我们将分析人眼的成像过程，以及照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的基本构造和成像特点。随后，我们将进入物理光学领域，探讨光的波动性。我们将深入研究干涉和衍射现象，理解杨氏双缝干涉实验如何有力地证明了光的干涉性，以及惠更斯原理如何解释光的衍射。我们将分析光的偏振现象，理解偏振光在液晶显示、3D电影等方面的应用。本章还将触及光的色散现象，解释白光是如何分解成不同颜色的光谱的，以及光谱分析在天文学和材料科学中的重要作用。最后，我们将简单介绍光与物质相互作用的微观机制，为理解量子光学打下基础。 第五章：波动现象的普遍性——从声波到量子波 本章将超越具体的物理对象，探讨“波动”这一在自然界中普遍存在的现象。我们将以声波为例，深入分析波的产生、传播形式（纵波）、波长、频率、振幅、波速等基本概念。我们将学习波的叠加原理、驻波现象，以及共振的原理，理解乐器发声和桥梁坍塌等现象背后的波动规律。随后，我们将认识到，波动并非只存在于声波或水波中，光本身就是一种电磁波。本章将进一步升华，引入量子力学的核心概念——物质波。我们将详细阐述德布罗意假说，理解微观粒子也具有波动性，并探讨电子衍射实验如何证实了这一革命性的思想。我们将解释波函数及其概率解释，理解不确定性原理的深刻内涵，以及波粒二象性如何颠覆了我们对物质本质的传统认知。本章将贯穿始终地强调波动的普遍性和统一性，让读者看到不同物理领域之间的深刻联系。 第六章：原子的结构与光谱——微观世界的量子化 本章将带领我们深入原子的内部，揭示微观世界的奇特量子化规律。我们将从卢瑟福的原子模型出发，理解原子核与电子的结构。然而，经典理论无法解释原子光谱的离散性，这促使了量子理论的诞生。我们将详细介绍玻尔的原子模型，理解电子在原子轨道上运动的量子化条件，以及原子光谱线是如何对应于电子能级的跃迁。我们将探讨普朗克提出的能量量子化假设，以及爱因斯坦的光量子假说（光子），理解光与物质相互作用的能量交换是离散的。本章还将触及原子核的结构，简单介绍质子和中子的概念，为后续章节的核物理打下基础。我们将分析不同元素的原子光谱特征，理解光谱分析在识别元素、研究宇宙成分中的重要作用。最终，我们将概览量子力学的发展历程，理解其对现代物理学产生的颠覆性影响。 第七章：核物理基础——原子核的奥秘与能量的释放 本章将聚焦于原子核的结构、性质及其相关的物理现象。我们将深入了解原子核是由质子和中子组成的，并介绍核力作为一种强大的短程力，是如何束缚核子的。我们将探讨放射性衰变的三种基本形式：α衰变、β衰变和γ衰变，理解衰变过程中的粒子发射和能量释放。我们将分析半衰期的概念，以及放射性同位素在考古、医学诊断和治疗等领域的广泛应用。本章还将重点介绍核反应，包括裂变和聚变。我们将详细解析核裂变链式反应的原理，以及核能发电的能量释放机制。同时，我们将探讨核聚变，特别是太阳等恒星的能量来源，以及未来可控核聚变技术的研究前景。我们将讨论核物理在粒子探测器、辐射屏蔽等工程技术中的应用，以及核物理研究如何帮助我们理解宇宙的起源和演化。 第八章：固体物理导论——晶体与材料的性质 本章将把物理学的视野引向宏观材料的微观结构，探索固体材料的奇妙性质。我们将从晶体结构入手，介绍晶格、基元、晶胞等概念，理解金属、离子晶体、分子晶体和共价晶体的结构特点及其对宏观性质的影响。我们将探讨晶体中的缺陷，如空位、间隙原子、取代原子等，理解这些微观缺陷如何显著改变材料的力学、电学和光学性质。我们将引入布里 saudara（布拉维）格子和倒格子，为理解晶体中的电子行为打下基础。本章还将简要介绍能带理论，解释金属、半导体和绝缘体在导电性上的根本差异。我们将分析声子在晶体中的传播，理解晶体的热容和热导率。最后，我们将展望固体物理在半导体技术、超导材料、磁性材料等现代高科技领域的核心作用。 第九章：半导体物理与电子器件——信息时代的基石 本章将聚焦于半导体材料及其在现代电子技术中的核心地位。我们将深入理解半导体的导电机制，特别是本征半导体和杂质半导体（N型和P型）的形成。我们将详细阐述PN结的特性，理解二极管的单向导电性，以及其在整流、开关等方面的应用。随后，我们将介绍三极管（BJT）和场效应晶体管（FET），理解它们作为放大器和开关的功能，以及它们如何构成了现代电子电路的基本单元。本章还将触及半导体集成电路（IC）的基本概念，理解如何将大量的晶体管和其他电子元件集成在一块芯片上。我们将探讨半导体材料的制备工艺，如外延、光刻、掺杂等，以及它们在芯片制造中的关键作用。最终，我们将概览半导体技术在计算机、通信、消费电子等各个领域的广泛应用，认识到半导体是信息时代不可或缺的基石。 第十章：宇宙学入门——从大爆炸到时空的结构 本章将带领读者仰望星空，以物理学的视角探索宇宙的宏大图景。我们将从大爆炸理论出发，理解宇宙的起源、演化和未来的命运。我们将介绍宇宙膨胀的证据，如红移现象和哈勃定律。我们将探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的重要性，以及它如何为大爆炸理论提供了强有力的支持。本章还将介绍宇宙的组成，包括普通物质、暗物质和暗能量，以及它们在宇宙结构形成中的作用。我们将讨论恒星的形成、演化和死亡，了解不同类型恒星的物理特性，以及超新星爆发和中子星、黑洞等极端天体的形成。我们将介绍星系的结构和演化，以及星系团和超星系团的形成。最后，我们将简要介绍广义相对论在描述宇宙大尺度结构中的作用，以及宇宙学研究的最新进展和未解之谜，激发读者对宇宙深邃奥秘的探索欲望。 本书以其严谨的逻辑、清晰的条理和丰富的例证，旨在为广大读者提供一个深入了解物理世界全面而深刻的视角。无论是初学者，还是希望巩固和拓展物理学知识的学生和研究者，都能从中获得启发和收获。它不仅仅是一本教科书，更是一次引领思想、激发好奇心、领略科学之美的旅程。

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这本书的内容实在是太**硬核**了，简直是为那些真正想深入理解物理世界底层逻辑的钻研者量身定做的。我记得我翻开第一章，就被那些密密麻麻的公式和严谨的数学推导给“镇住了”。它不是那种为了让人看得舒服而故意简化概念的科普读物，而是像一位严厉的导师，逼着你把每一个物理图像和数学步骤都**掰开揉碎**了去理解。比如在讨论量子场论的某些基本原理时，作者似乎毫不留情地直接抛出了最高阶的数学工具，让我这个自认为物理功底还算扎实的读者，也得停下来，拿出其他参考书去补习拓扑和微分几何的基础。这本书的妙处就在于它的**不妥协性**，它不满足于告诉你“是什么”，而是执着于解释“为什么必须是这样”。每一次成功推导出书中的一个重要结论，那种成就感是无与伦比的，仿佛真的触及到了自然界最深处的规律。那种扎实的、无懈可击的逻辑链条，让人对所学知识的信心达到了前所未有的高度。对于打算从事前沿理论研究的朋友来说，这绝对是案头必备的“字典”级别的参考书。

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我必须坦诚，这本书的**难度曲线**相当陡峭。它对读者的**先备知识**要求极高，如果你的线性代数、复变函数乃至群论的基础不够牢固，那么在阅读过程中很可能会遇到大量的“看不懂”的数学黑洞。它对待读者就像对待一位已经完成了本科教育的专业人士，直接将你置于需要**快速吸收和消化**前沿知识的战场。我个人在攻克其中关于某种场论的正则化方法那几章时，几乎是每读一页就要停下来，对照着好几本高等数学教材进行反复验证。但正是在这种**高强度的脑力搏击**之后，我发现自己对于复杂系统建模的直觉和处理非线性问题的能力有了质的飞跃。它仿佛是一个**高压锅**，将你的潜力逼迫出来。这本书的价值不在于轻松阅读，而在于它成功地**重塑**了你对物理学方法论的理解，迫使你建立起一个更加坚固、更具韧性的知识结构。

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说实话，这本书的**编排逻辑**非常独特，它不像传统教材那样循规蹈矩地从经典物理过渡到现代物理。它更像是一张巨大的、相互连接的知识网络图谱。开篇就可能直接跳入一个需要高度抽象思维才能把握的概念框架，然后通过一系列看似跳跃但实则精妙的联系，将不同的物理分支串联起来。这种“先建立全局骨架，再填充细节血肉”的叙事方式，对于初次接触这个领域的读者来说，可能会造成一定的**认知冲击**，你得时刻提醒自己，那些看似分散的知识点，其实都是为了服务于那个宏大且统一的理论体系。我花了很长时间才适应这种**非线性**的学习路径。但一旦适应了，你会发现，这种结构极大地提高了你的**融会贯通**能力。很多我在其他地方学习时感到孤立的概念，在这本书里找到了它们真正的“生态位”，彼此之间的相互作用和制约关系清晰可见。它不是教你知识点，它是在教你如何**思考**一个跨学科的物理学家应该如何组织和运用这些复杂的工具。

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这本书的**语言风格**和整体的**学术氛围**，让我感觉像是坐在二十世纪中叶某个欧洲顶尖大学的研讨会上，听着几位泰斗级的学者在进行最前沿的学术辩论。它的措辞极其**精准**，几乎没有使用任何可以被误解的模糊描述。每一句话的背后，都蕴含着深厚的物理洞察和严格的数学论证。你读起来会有一种“字斟句酌”的感觉，生怕漏掉了一个副词或一个限定条件，因为在这么高深的领域，**毫厘之差**可能意味着谬以千里。我特别欣赏作者在引入新概念时，总会先回顾其在更基础理论中的起源，这种对历史脉络和理论演进的尊重，使得我们不仅学会了“如何计算”，更理解了“**为什么选择这条路**”。这种对科学史和哲学层面的关照，使得这本书的厚度远远超出了单纯的技术手册范畴，更像是一部关于现代物理思维的**史诗**。

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这本书给我最大的启发是关于**理论的普适性**和**模型构建的艺术**。它并没有局限于描述某一个具体的物理现象，而是着重探讨了支撑所有这些现象背后的**普适性数学框架**。作者的笔触非常高妙，他总能找到看似不相关的物理领域之间的深层数学同构性。例如，他在讲解某一特定约束条件下的能量本征值时，所使用的工具和方法，竟然可以优雅地映射到完全不同的一个领域的问题上。这种**跨界连接**的能力，是真正大师级的体现。它教会了我，物理学的核心力量往往不在于你掌握了多少具体的公式，而在于你是否能从纷繁复杂的表象中提炼出那个**最简洁、最优雅的底层结构**。读完之后，我不再仅仅是一个知识的接收者，而更像是一个拥有了“**理论透镜**”的观察者，能够用更广阔的视角去审视和解构新的物理难题。这本书，是通往更高层次物理思维的**阶梯**。

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