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出版者:中国科学技术大学出版社

作者:王亚伟 编

出品人:

页数:205

译者:

出版时间:2004-1

价格:16.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787312016578

丛书系列:

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《微观世界的奥秘与宏观世界的法则：一部跨越时空的物理学探索之旅》 本书旨在以一种引人入胜且严谨的方式，带领读者深入探索物理学的宏伟图景。我们将从构成万物最基本单元的微观世界出发，揭示原子、亚原子粒子及其相互作用的奇妙规律，一步步走向我们所熟知的宏观世界，理解行星的运行、能量的转化以及物质的聚集与衰变。本书不是一本枯燥的公式堆砌，而是一次思想的冒险，一次对宇宙根本法则的求索，旨在培养读者科学的思维方式和解决问题的能力。 第一部分：粒子与场的序曲——微观世界的基石 我们旅程的起点，是那肉眼无法企及的微观尺度。这里，经典物理学的直觉往往会失效，取而代之的是一系列颠覆性的概念。我们将首先介绍量子力学，这个描述微观粒子行为的革命性理论。 量子世界的“颗粒”与“波”： 电子、光子、夸克……这些构成物质和能量的基本粒子，并非简单的点状物。它们展现出一种“波粒二象性”，既表现出粒子离散的特性，又具有波动的延展性。我们将详细阐述这一核心概念，并通过双缝干涉实验等经典案例，展现其违反日常经验的深刻内涵。理解波粒二象性，是理解整个微观世界的基础。 概率与不确定性的幽灵： 在量子世界，我们无法精确预测粒子的所有属性。海森堡不确定性原理如影随形，限制着我们对粒子动量和位置的联合测量精度。我们将深入探讨这一原理的意义，理解它并非实验技术的局限，而是微观粒子内在的属性。概率的描述取代了确定性的预测，这要求我们以一种全新的视角来审视因果关系。 原子与光谱的语言： 原子，这个曾经被认为是不可分割的“原子”，其内部结构更是充满了量子奇迹。我们将解析原子模型的发展历程，从卢瑟福的行星模型到玻尔模型，最终理解电子在原子核外并非随意游荡，而是处于特定的能级之上。不同原子之所以发出独特的光谱，正是因为电子在能级间的跃迁，吸收或释放特定频率的光子。对原子光谱的分析，是理解元素性质和宇宙化学成分的重要途径。 量子场论的统一之梦： 随着对粒子认识的深入，我们开始思考如何统一描述各种粒子及其相互作用。量子场论应运而生，它认为基本粒子是各种场的激发态。我们将初步介绍量子电动力学（QED）和量子色动力学（QCD）等理论，它们分别成功地描述了电磁相互作用和强相互作用，并预言了许多新粒子的存在。尽管涉及复杂的数学，我们将力求以直观的方式阐释其核心思想，为理解更深层次的物理学打下基础。 第二部分：能量、动量与时空的交响——宏观世界的法则 当我们将目光从微观世界拉回到宏观尺度，经典物理学的伟大成就便展现在眼前。这里，牛顿的定律如同宇宙运行的宏伟乐章，能量守恒如同永恒的旋律，而相对论则揭示了时空的奥秘。 牛顿力学：运动的规律与力的作用： 牛顿的三大运动定律是经典力学乃至整个经典物理学的基石。我们将详细解析第一定律（惯性定律）、第二定律（加速度与力的关系）和第三定律（作用力与反作用力）。从苹果落地到行星绕日，从抛体运动到圆周运动，我们将通过丰富的实例，展示牛顿定律在解释和预测宏观物体运动中的强大力量。惯性、质量、力、加速度、动量等核心概念将被清晰地界定和应用。 功、能与能量守恒：宇宙的恒常之律： 能量是物理学中最 fundamental 的概念之一。我们将探讨功的概念，它是力在物体位移上所做的量度。在此基础上，我们引入动能和势能，并深入阐述能量守恒定律。无论能量如何转化，从动能到势能，从机械能到热能，其总和始终保持不变。这一普适的定律，是理解自然界一切过程的根本原则，从宏观的机械系统到微观的粒子相互作用。 热力学：能量的流动与无序的增长： 热力学关注能量的转化和传递，以及宏观系统的宏观性质。我们将介绍热力学第一定律（能量守恒的另一种表述）、第二定律（熵增原理）和第三定律。熵，这个描述系统无序程度的概念，是理解自发过程方向性的关键。我们将解释为什么热量总是从高温物体流向低温物体，为什么能量的转化并非总是百分之百有效，以及宇宙最终是否会走向“热寂”。 波动与振动：传递信息与能量的媒介： 许多物理现象，如声波、光波、水波等，都以波的形式传播。我们将研究简谐振动，这是许多复杂振动的基本模型，并在此基础上推广到各种类型的波动。波的叠加、干涉和衍射等现象，是理解声学、光学乃至现代通信技术的基础。我们将探讨波的频率、波长、振幅和相位等参数，以及它们如何决定波的特性。 电磁学：统一的自然力： 电荷、电流、电场、磁场……这些看似独立的现象，在麦克斯韦方程组的框架下被优雅地统一起来。我们将解析静电学和静磁学，理解库仑定律和安培定律。随后，我们将引入法拉第电磁感应定律，展现变化的磁场如何产生电场，以及变化的电场如何产生磁场。最终，我们将认识到电磁波的本质，以及光作为一种电磁波，是如何穿越宇宙的。电磁学的发展，不仅深刻地改变了我们的生活，也为现代物理学的进一步发展奠定了坚实基础。 狭义相对论：时间、空间与速度的相对性： 爱因斯坦的狭义相对论彻底颠覆了牛顿关于绝对时间和空间的观念。我们将探讨光速不变原理和相对性原理，并以此推导出时间膨胀、长度收缩等一系列非直观但却被实验证实的结果。质能方程 E=mc²，这个简洁而深刻的公式，揭示了质量与能量之间的等价关系，是核能利用的理论基础。 广义相对论：引力与时空的弯曲： 在狭义相对论的基础上，爱因斯坦进一步发展了广义相对论，将引力描述为时空的弯曲。我们将初步理解引力场如何影响时空的几何结构，以及质量如何“告诉”时空如何弯曲，时空又如何“告诉”质量如何运动。黑洞、引力波等广义相对论的预言，正在被现代天文学观测不断证实，展现着宇宙更为宏大和神秘的一面。 本书的特色： 清晰的逻辑脉络： 本书的章节编排遵循从微观到宏观、从基本概念到复杂理论的逻辑顺序，确保读者能够循序渐进地掌握物理学的知识体系。 丰富的实例与图示： 我们避免了纯粹的数学推导，而是通过大量贴近生活和自然现象的实例，以及精心设计的图示，来帮助读者理解抽象的物理概念。 强调物理思想： 在传授具体知识的同时，本书更注重培养读者的科学思维方式，例如模型构建、逻辑推理、抽象思维以及对实验验证的重视。 激发探索精神： 物理学是关于探索未知和理解宇宙的学科。本书旨在点燃读者对物理学的兴趣，鼓励他们保持好奇心，不断追问“为什么”。 无论是对科学充满热情的学生，还是对自然世界充满疑问的普通读者，本书都将是一次有益的阅读体验。它将为你打开一扇通往物理学殿堂的大门，让你领略宇宙运行的智慧，感受科学的魅力。

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《天体物理学：从恒星到星系》这本书带给我的是一种宏大叙事下的震撼感。它不像某些专业教材那样专注于某一小块知识点，而是提供了一个极其完整的宇宙学图景。作者对不同尺度物理过程的衔接处理得非常巧妙。比如，从恒星的核合成过程，到超新星爆发的能量释放机制，再到星系团的动力学演化，每一个章节都像是一部精心剪辑的科幻纪录片，充满了视觉冲击力。我最喜欢它在讨论星系形成和演化时的那种“历史感”，它不是简单地列举模型，而是将观测证据和理论预测交织在一起，展现了现代天体物理学是如何一步步揭开宇宙面纱的。阅读过程中，那种“我正在理解宇宙的命运”的感觉是其他学科难以比拟的。书中的插图和图表制作精良，尤其是对不同类型星系形态和哈勃图的展示，直观地弥补了纯文字描述的不足。对于非专业人士想了解现代宇宙学的全貌，这本书提供了一个既权威又不失趣味性的窗口。

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拿到《普通光学原理》这本书时，我以为这会是一本枯燥乏味的几何光学回顾，没想到它却带我进入了一个光的世界的奇妙旅程。这本书的叙事风格非常注重物理直觉的培养，而不是上来就抛出斯涅尔定律。作者从惠更斯原理出发，层层递进地构建了波动光学的基础。我对它处理光的干涉和衍射部分印象尤为深刻，特别是对傅里叶光学概念的引入，它成功地将空间域和频率域联系了起来，让我明白了为什么有些衍射图案看起来如此“奇异”却又如此有规律。书中对于激光的基本原理和应用也给予了相当大的篇幅，这使得这本书不仅有理论深度，更有很强的现代应用价值。阅读过程中，作者频繁使用类比和生活化的例子来解释复杂的波动现象，例如用水波池的比喻来解释光栅衍射。这使得原本可能感到抽象的波粒二象性在书中得到了较为柔和的过渡。对于任何想全面了解光如何行为的读者来说，这本书提供了从基础几何到高级应用的一个非常完整且易于接受的路线图，绝非一般的“光学”教材可比。

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老实说，我之前对《电动力学：经典理论与现代应用》这本书抱有很高的期望，但实际阅读后，发现它在某些方面确实超出了我的预料，尤其是在处理边界值问题时的那种严谨性。这本书的逻辑链条非常紧密，从麦克斯韦方程组的推导开始，每一步的物理动机都交代得清清楚楚。作者对于矢量势和标量势的引入，以及它们如何简化高斯定律和安培定律的求解过程，讲解得丝丝入扣。我个人认为，它在静电场和静磁场部分的讲解，是所有我读过的教材中最清晰的，特别是对多极矩展开的讨论，提供了非常深刻的洞察力，让我明白电荷分布的微观结构如何影响远场电磁场。然而，当进入到辐射场和相对论性效应时，难度陡然增加。不过，作者似乎也预料到了这一点，在引入洛伦兹变换和四维矢量之前，特意加入了一个简短的狭义相对论回顾，这为后续内容的理解打下了坚实的基础。这本书的优点在于其对物理图像的坚持，它不会让读者迷失在纯粹的数学符号中，而是始终引导我们去思考“场”在空间中是如何作用的。

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我最近在啃《量子场论导论》，说实话，这本书的难度是成指数级增长的，但它却是目前我能找到的最为严谨和深入的入门读物之一。对于费曼图的引入和解释，简直是教科书级别的典范。很多其他教材可能只是一笔带过，但这里对路径积分的阐述非常细致，从经典作用量到量子算符的过渡，每一步的物理图像都描绘得非常到位。我尤其欣赏作者在处理洛伦兹协变性和规范不变性时的哲学深度，它不仅仅是数学技巧的展示，更是在探讨物理学基本原理的内在一致性。虽然有些章节，比如对规范场量子化的部分，我需要反复阅读才能勉强理解，但作者的叙述风格是那种“挑战你的思维边界”的类型。它要求读者不仅要有扎实的数学基础，更要有强大的物理想象力。读完一章，你会感觉自己的认知结构被重新搭建了一遍，虽然过程痛苦，但收获巨大。对于真正想深入研究粒子物理或者凝聚态理论的同学来说，这本书绝对是绕不开的硬骨头，但啃下来绝对值得。

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这本《热力学与统计物理学基础》简直是我的救星，尤其是对于那些像我一样，对微观世界的随机性和宏观现象的必然性之间的联系感到困惑的人来说。书里对熵增原理的阐述，不是那种干巴巴的数学推导，而是结合了大量的实际案例，比如咖啡冷却、冰块融化这些生活中常见的现象。作者似乎有一种魔力，能把抽象的概念变得触手可及。我记得有一次，我怎么也想不通为什么孤立系统总是趋于最大熵态，这本书里通过对大量微观态的概率分析，让我豁然开朗。它没有急于抛出复杂的公式，而是先建立起直观的图像，再逐步引入玻尔兹曼因子和配分函数。阅读体验非常顺畅，就像跟着一位经验丰富的导师在慢慢引导，每走一步都有清晰的逻辑支撑，而不是生硬的知识灌输。特别要提的是，书后附带的习题设计得极具启发性，它们不是简单的计算题，而是要求你运用物理直觉去思考问题的本质，这对我理解统计物理学的精髓帮助太大了。这本书让我对“无序”这个概念有了全新的认识，它不再是混乱的代名词，而是一种必然的统计趋势。

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