高聚物结构、性能与测试 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社发行部

作者:焦剑

出品人:

页数:747

译者:

出版时间:2003-1

价格:50.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502537135

丛书系列:

图书标签:

• 高分子
• 高分子材料
• 高分子化学
• 高分子物理
• 聚合物结构
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• 材料科学
• 高分子表征
• 结构-性能关系
• 工程塑料

宇宙之谜：探索暗物质与暗能量的边界 内容简介： 本书旨在带领读者深入探索当代宇宙学中最具挑战性、也最引人入胜的两大谜团：暗物质与暗能量。我们既不触及高分子科学，也不涉及材料的结构、性能或测试方法，而是将焦点完全置于宏观宇宙的演化与基本构成之上。 本书摒弃了传统天体物理教材中对已知物质（重子物质）的详尽描述，转而聚焦于那占据宇宙总质能约95%的“隐形”组分。全书内容基于最新的观测数据、粒子物理学的理论前沿以及尖端的数值模拟结果，力求为读者构建一个清晰、连贯且充满思辨深度的宇宙图景。 --- 第一部分：宇宙的沉默骨架——暗物质的追寻 本部分将全面梳理暗物质的起源假说、间接证据链条以及全球范围内的探测努力。 第一章：引力留下的印记 星系旋转曲线之谜： 详细剖析维拉·鲁宾在20世纪70年代进行的开创性观测，如何揭示了星系外围恒星的运动速度远超基于可见物质所能预期的理论值。这不仅仅是一个速度差异，而是宇宙学中对牛顿引力定律在星系尺度上适用性的深刻质疑，并引出了“额外质量”存在的必然性。 星系团的动态失衡： 回顾弗里茨·兹威基在1930年代对后发座星系团的早期工作。通过测量星系团内部星系的离散速度，量化了观测到的引力势能与可见物质所能提供的势能之间的巨大鸿沟。 引力透镜效应的几何学： 探讨强引力和弱引力透镜技术如何作为“宇宙称重仪”。分析光线在穿过巨大质量分布体（如星系团或宇宙网节点）时发生的弯曲和形变，以此重建隐藏物质的分布图谱。重点解析星系团“子弹星系团”（1E 0657-56）的观测，这是暗物质与普通物质（气体）发生非弹性碰撞后分离的直接视觉证据。 宇宙微波背景辐射的涟漪： 解释宇宙微波背景（CMB）的各向异性图谱，特别是其温度和极化谱的峰值结构，如何精确地约束了宇宙中冷暗物质（CDM）的密度参数 $Omega_{c}h^2$。CMB的声学振荡模式是暗物质存在的最有力早期宇宙证据。 第二章：候选者的谱系与检验 本章深入探讨了理论物理学提出的主要暗物质候选粒子模型，并详细描述了当前实验的灵敏度和技术瓶颈。 WIMPs的兴衰： 详述弱相互作用重粒子（WIMPs）作为最传统候选者的地位。探讨其理论基础，如超对称性（SUSY）理论中的“最小超对称标准模型”（MSSM）的轻子（LSP）。分析直接探测实验（如XENONnT、PandaX）的工作原理——基于弹性散射的核反冲探测，以及它们在排除主流WIMP参数空间方面取得的进展与面临的“地平线”问题。 轻量级选手：轴子（Axions）： 介绍轴子作为解决强CP问题的理论产物，如何转变为潜在的暗物质。阐述基于超导磁共振腔的实验（如ADMX）如何通过寻找光子与轴子的磁场耦合转换来实现探测。 惰性中微子与亚GeV质量粒子： 讨论介于WIMP和轴子之间的较轻粒子。探讨通过伽马射线观测（如费米-伽马望远镜对矮星系中心过量信号的搜索）或利用高能加速器（如LHC的对撞产生）来寻找“看不见的”衰变产物或缺失能量。 原初黑洞（PBHs）的再评估： 讨论大质量或小质量黑洞是否可以作为一部分或全部暗物质的可能性。分析引力波探测器（如LIGO/Virgo）对中等质量黑洞的观测，如何限制了PBHs的质量窗口和丰度。 --- 第二部分：宇宙加速的推手——暗能量的本质 本部分将焦点从物质转移到能量，解析驱动宇宙加速膨胀的神秘力量——暗能量。 第三章：宇宙膨胀的悖论 Ia型超新星的“标准烛光”： 详细回顾1998年两个独立团队（高红移超新星搜索团队 HTS S 和超新星宇宙学计划 SCP）如何利用Ia型超新星（白矮星热核爆炸）作为标准烛光，测量了遥远星系相对于预期速度的亮度下降，从而无可辩驳地证明了宇宙膨胀正在加速。 宇宙学常数的回归： 介绍爱因斯坦最初引入但后又放弃的宇宙学常数 $Lambda$ 如何在观测事实面前重新获得物理意义。探讨 $Lambda$ 在弗里德曼方程中的地位，并将其解释为真空能量的体现。 哈勃常数与年龄危机： 分析暗能量密度参数 $Omega_{Lambda}$ 对宇宙年龄估算的影响。展示在不同宇宙学模型下，哈勃常数 $H_0$ 的测量值如何与早期宇宙的年龄约束（如古老恒星的年龄）产生协调或冲突。 第四章：暗能量的动力学模型 本章探讨暗能量的物理特性，特别是其状态方程 $w=P/ ho$ 的值，并介绍超出静态 $Lambda$ 模型的动态替代方案。 静态真空 vs. 动态场： 区分静态的宇宙学常数（$w=-1$）和动态的标量场模型。如果 $w eq -1$，暗能量的性质会随时间演化。 昆虫论（Quintessence）： 详细介绍昆虫论模型，即一种假设的、具有动能项的标量场。分析这种模型如何允许暗能量的密度随时间缓慢变化，并可能在未来导致不同的宇宙命运（如“大冻结”）。 修正引力理论的尝试： 讨论部分理论家试图通过修改爱因斯坦的广义相对论本身来解释加速膨胀，而不是引入新的能量形式。重点介绍f(R)引力等模型，以及这些模型如何通过修改引力场方程来在宇宙学尺度上模拟暗能量效应，但同时必须在太阳系内被严格限制。 未来观测的展望： 介绍当前和未来的关键项目，如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的深空巡天、欧几里得（Euclid）空间任务的弱引力透镜测量、以及大规模星系巡天项目（如DESI），这些项目旨在精确测量 $w$ 的值，以确定暗能量是纯粹的真空能量，还是某种演化的量子场。 --- 第三部分：统一的视野与未竟的挑战 第五章：大尺度结构的形成与黑暗的共谋 本章将暗物质和暗能量的效应置于统一的宇宙学框架下，考察它们如何共同塑造了我们今天观察到的宇宙结构。 物质-能量密度竞争： 分析早期宇宙中暗物质（冷物质）如何充当“种子”，通过引力坍缩形成小尺度的密度起伏，而暗能量（斥力）如何抑制了这些结构的进一步增长。这解释了为什么大型星系团的形成比预期要慢。 模拟宇宙的“插值”： 介绍“IllustrisTNG”和“Millennium Simulation”等旗舰级N体模拟的成果。展示如何通过输入精确的 $Lambda$CDM 模型参数，计算机能够重现从CMB到当前星系分布的全部演化历史。 物理学的“标准模型”的局限： 总结 $Lambda$CDM 模型在宏观上取得了巨大成功，但在微观层面上面临的理论困境：为什么真空能的理论预测值与观测值相差 $10^{120}$ 倍（真空灾难）？为什么暗物质的质量和相互作用强度如此之低？ 第六章：超越标准模型：探索新的物理学 本章着眼于对现有模型的彻底颠覆，预示着物理学可能在深层结构上存在未被发现的连接。 暗部门耦合： 探讨暗物质是否可以与标准模型粒子通过“奇异门户”（如暗光子）产生微弱的混合或相互作用。这可能为解决“同位旋问题”（为什么中微子质量如此之小，而暗物质粒子质量如此之大）提供线索。 修正引力在早期宇宙的遗留： 讨论如果暗能量是修正引力，那么这种修正是否在宇宙早期，例如在核合成阶段或CMB形成时留下了可观测的偏差。 最终的统一： 展望未来几十年，如果暗物质粒子被直接捕获，或者暗能量的状态方程被精确锁定为 $w eq -1$，这将如何迫使物理学家彻底重写粒子物理学的标准模型和爱因斯坦的广义相对论。 本书不是关于如何合成或测量聚合物的指南，而是关于如何利用最精密的望远镜和地下实验室，去理解我们存在于其上的、由看不见的物质和能量所主宰的宇宙。它是一次对人类认知边界的严肃探索，挑战我们对“存在”的根本定义。

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坦白地说，初接触这本书时，我对它的叙事风格感到有些意外，它不像传统教材那样刻板，反而更像是一部精心策划的学术纪录片，娓娓道来。书中最让我印象深刻的是关于高分子合成方法的历史演变和原理剖析。作者没有把聚合反应看作是孤立的化学方程式，而是将其置于整个材料科学发展的宏大背景下进行阐述。比如，在介绍受控自由基聚合（CRP）时，它不仅详细对比了ATRP、RAFT等技术的机理差异，还巧妙地穿插了这些技术如何解决了早期聚合物合成中分子量分布宽泛和结构不可控的痼疾。这种“故事化”的叙事方式，使得即便是涉及复杂机理的自由基引发、链增长和终止步骤，也变得立体和易于记忆。我感觉自己不是在阅读一本关于“如何合成”的书，而是在追溯现代高分子化学是如何一步步走向精确控制的科学史诗。这种对科学史的尊重和对技术细节的精准把握，让阅读过程充满了探索的乐趣。

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这本书的实用价值简直是宝藏级别的，特别是关于高分子材料的表征技术那一块。我最近在做复合材料的界面研究，正好翻到了书中关于动态力学分析（DMA）和热重分析（TGA）的部分。作者的讲解非常聚焦于如何从测试数据中提取有用的物理信息，而不是简单地介绍仪器原理。比如，在解读DMA的 tan $delta$ 峰时，书中详细列举了不同类型的高分子体系（如半结晶与无定形）在同一测试曲线下可能代表的不同松弛机制，这种对比分析极大地拓宽了我的思路。更难得的是，它还涉及了一些前沿的表征手段，比如原子力显微镜（AFM）在研究表面形貌和相分离结构上的应用案例，分析得非常到位。我感觉这本书更像是一位经验丰富的老工程师在手把手教你如何“解读”你的实验数据，而不是一个冷冰冰的知识库。对于一线做研发的工程师来说，这种注重“应用转化”的写作风格，无疑比纯理论书籍更具指导意义。

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这本书的内容确实让人眼前一亮，特别是它对基础理论的阐述，简直是教科书级别的深度。我记得有一章专门讲到了高分子的构象与统计力学，那部分内容深入浅出，把原本抽象的物理概念用非常直观的方式展现了出来。作者似乎对高分子物理的脉络有着深刻的理解，从最基本的链段模型到复杂的空间结构演化，逻辑衔接得非常自然流畅。我特别欣赏作者在讲解自由体积理论时，不仅仅是罗列公式，而是结合实际的实验现象去解释分子链的运动受限是如何影响材料宏观性能的。读完这一部分，我对高分子链的“内在舞蹈”有了全新的认识，不再是死记硬背概念，而是真正理解了为什么某些条件下的材料表现出特定的粘弹性行为。此外，书中对过渡温度的讨论也极其细致，不仅仅涵盖了玻璃化转变，还拓展到了熔点、结晶行为等，为后续理解高分子加工奠定了坚实的理论基础。对于任何想在聚合物科学领域深耕的研究者来说，这本书的理论深度是无可替代的基石。

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这本书在处理高分子材料的“加工与应用”这一环节时，展现出了极高的专业性和前瞻性。我尤其关注了其中关于流变学特性的章节，这部分内容对注塑和挤出工艺的设计至关重要。作者非常清晰地阐述了剪切速率、温度和分子量分布如何共同决定聚合物熔体的剪切变稀行为，并明确指出了在高剪切速率下，链缠结和取向对模具填充过程的影响。更让我感到惊喜的是，书中居然有专门的篇幅讨论了3D打印（增材制造）中高分子材料的成型挑战，比如层间粘接强度受温度历史的影响，以及打印后处理对微观结构的影响。这表明作者紧跟时代步伐，没有局限于传统的加工方式。对于从事新型制造工艺研究的人员来说，这本书提供了一个从微观结构到宏观成型性能的完整闭环思考框架，避免了仅仅停留在经验主义的层面。

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这本书的编辑和排版质量也值得称赞，它在保持学术严谨性的同时，极大地提升了阅读体验。我注意到书中大量的插图和图表制作得非常精良，特别是那些用于解释微观结构和宏观形变关系的示意图，线条清晰，色彩搭配合理，极大地降低了理解复杂模型的认知负荷。例如，书中关于高分子共混物相容性分析的相图部分，数据点标注得一丝不苟，图例的解释也极其到位，让我能够快速地分辨出临界溶解温度（UCST）和最低临界溶解温度（LCST）体系的差异。此外，书中引用的参考文献非常广泛且具有代表性，很多都是近期的重要文献，这保证了内容的前沿性。对于希望将理论学习与前沿研究接轨的读者而言，这本书提供了一个既扎实又与时俱进的知识平台，它的系统性和高质量的呈现方式，确实让它在众多同类书籍中脱颖而出。

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