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出版者:人民教育出版社

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页数:0

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出版时间:2001-07-01

价格:7.5

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isbn号码:9787107021077

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• 化学
• 高中化学
• 教材
• 理科
• 化学基础
• 实验
• 物质
• 反应
• 元素
• 周期表

宏观视角下的现代物理学探索：从经典到前沿 书名： 现代物理学前沿导论 作者： （此处可虚构一位知名物理学家的名字，例如：李明德 教授） 出版社： （虚构一家权威学术出版社，例如：世界科学出版社） --- 内容简介 《现代物理学前沿导论》 是一部旨在为物理学、工程学、乃至对自然界底层奥秘抱有浓厚兴趣的读者，提供一个全面、深入且富有洞察力的现代物理学知识图景的专著。本书突破了传统教材侧重于基础概念的局限，将焦点精准地置于二十世纪初至今，物理学取得的革命性突破，以及当前悬而未决的重大科学问题之上。它不仅仅是对知识点的罗列，更是一次关于人类认知边界不断拓展的史诗般旅程的详细记录。 本书结构严谨，逻辑清晰，共分为五大部分，约三十章内容，确保读者在掌握必要的数学工具和基本概念的基础上，能够无障碍地深入探讨前沿领域。 --- 第一部分：相对论的基石与时空结构重塑 (Foundation of Relativity and Spacetime Reshaping) 本部分首先回顾了经典力学的局限性，特别是对电磁现象的解释失效，为狭义相对论的诞生铺平了道路。 第一章：经典物理学的黄昏与光速的绝对性 详细分析了迈克尔逊-莫雷实验的深刻意义，以及洛伦兹变换如何从根本上改变了我们对时间和空间的理解。相对论质量、质能等效性（$E=mc^2$）的物理图像被细致剖析，并探讨了高速粒子加速器中的实际应用案例。 第二章：引力的几何化——广义相对论的深刻内涵 本章深入讲解了等效原理，将其视为连接引力与时空几何的桥梁。爱因斯坦场方程的数学形式虽然复杂，但本书着重于其物理意义的阐释：物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。我们将详细讨论水星近日点进动、光线在引力场中的偏折等经典验证，并引入了弯曲时空中的测地线概念。 第三章：宇宙学的宏大叙事 基于广义相对论，本章将视角投向宇宙尺度。从弗里德曼方程组的推导与解读，到大爆炸模型的标准图景，再到对宇宙微波背景辐射（CMB）的精细分析。我们探讨了宇宙的加速膨胀，并引入了“暗物质”和“暗能量”的观测证据及其对宇宙命运的决定性影响。 --- 第二部分：量子力学的奇迹与反直觉性 (The Marvel and Counter-intuitiveness of Quantum Mechanics) 量子力学是描述微观世界的基本理论，本部分力求在严谨性与可理解性之间找到最佳平衡点。 第四章：从黑体辐射到薛定谔方程 追溯了普朗克能量量子化的历史背景，以及玻尔模型对氢原子能级的成功解释。随后，重点展开对波粒二象性的深入探讨，包括德布罗意波、电子衍射实验等。核心章节将详细阐述时间依赖与时间独立薛定谔方程，以及它们在势阱、势垒等典型问题中的求解方法。 第五章：矩阵力学与态矢量的抽象世界 本章侧重于对量子力学数学表述的深化。狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的引入是理解现代量子信息学的关键。我们将讨论算符、本征值、本征态的概念，并深入解释了量子测量的本质——波函数坍缩的诠释问题。 第六章：角动量、自旋与全同粒子 详细解析了轨道角动量和自旋角动量的量子化规则，特别是泡利不相容原理的深远影响。斯彼尔林（Stern-Gerlach）实验的细节分析将帮助读者建立对电子固有自旋的直观认识。全同粒子（玻色子和费米子）的统计特性是理解物质宏观性质（如固体物理中的能带结构）的基石。 第七章：量子场论的初探 本部分末尾，我们开始向量子场论过渡。这包括对量子化概念的提升，即粒子是场的激发态。简要介绍了自由玻色场和费米场的经典量子化过程，为后续的粒子物理学打下理论基础。 --- 第三部分：标准模型的构建与粒子物理学的版图 (Construction of the Standard Model and the Landscape of Particle Physics) 本部分聚焦于描述三种基本相互作用（强、弱、电磁）的粒子物理学框架——粒子物理学标准模型。 第八章：规范对称性与基本相互作用的统一 从电磁学的 $U(1)$ 规范对称性出发，逐步推导出描述弱相互作用的 $SU(2)$ 和描述强相互作用的 $SU(3)$ 规范群。详细阐述了希格斯机制如何赋予规范玻色子（W和Z玻色子）质量，同时保持规范理论的自洽性。 第九章：夸克、轻子与费米子的世界 全面介绍标准模型中的十二种基本费米子（六个夸克和六个轻子），及其反粒子。重点分析了夸克的三种色荷，以及它们如何通过胶子传递强核力形成强子（如质子和中子）。 第十章：中微子振荡与标准模型的局限 对中微子质量问题的探讨是理解标准模型“不完备性”的关键。详细解释了中微子味（Flavor）振荡的物理机制，以及这对标准模型扩展的强烈暗示。 第十一章：QED、QCD与微扰论 本章深入探讨量子电动力学（QED）的圈图计算，引入重整化理论的概念，以处理无穷大的物理量。同时，讲解量子色动力学（QCD）中夸克禁闭和渐近自由的特性。 --- 第四部分：凝聚态物理的宏伟结构 (The Grand Structure of Condensed Matter Physics) 本部分将量子力学的原理应用于描述由大量粒子组成的物质的宏观集体行为。 第十二章：晶体结构与能带理论 从布拉维点阵到晶体动量（准动量）的概念，系统讲解了固体能带结构的形成。费米能级、导体、半导体和绝缘体的区分将基于能带结构图进行精确阐释。 第十三章：半导体物理与器件基础 详细分析了本征半导体与掺杂半导体的特性，PN结的形成与原理，以及二极管和晶体管的基本工作模式。这部分内容将理论物理与现代电子信息技术紧密结合。 第十四章：超导性：零电阻的奥秘 本章聚焦于宏观量子现象——超导电性。从迈斯纳效应（完全抗磁性）到伦敦方程，再到BCS理论的微观机制（库珀对的形成），深入剖析了低温物理学的核心成就。并展望了高温超导的研究现状。 第十五章：低维物理与拓扑绝缘体 本章介绍二维（如石墨烯）和一维系统的特殊物理性质。重点引入了拓扑概念，解释了拓扑绝缘体和拓扑半金属中，边缘态或表面态如何受拓扑不变量保护，展现出奇异的导电特性。 --- 第五部分：前沿交叉与未解之谜 (Frontier Intersections and Unresolved Mysteries) 本书的终章将目光投向当前物理学界最活跃、最具挑战性的研究领域。 第十六章：量子信息与计算的革命 详细阐述了量子比特（Qubit）的概念，量子纠缠的特性，以及贝尔不等式的实验验证。重点介绍量子计算的理论模型（如Shor算法和Grover算法），以及量子密码学（如BB84协议）的实现基础。 第十七章：引力量子化与圈量子引力 面对广义相对论与量子力学在普朗克尺度下的冲突，本章探讨了几种主要的“引力量子化”尝试。重点介绍圈量子引力（LQG）中对时空本身进行离散化的概念，以及它对黑洞奇点和宇宙大爆炸初期的潜在修正。 第十八章：弦论的数学美学与物理展望 作为“万有理论”最有力的竞争者之一，本章对弦论（String Theory）的框架进行介绍，包括超对称性、额外的空间维度（Calabi-Yau流形）的概念。本书将客观分析其强大的数学完备性与当前缺乏直接实验验证的困境。 第十九章：复杂性与非平衡态物理 探讨了信息论、熵与物理系统复杂性的联系。引入了耗散系统、混沌理论、以及非平衡态热力学等新兴领域，这些领域试图解释生命系统、湍流等宏观复杂现象背后的基本物理定律。 第二十章：未来物理学的蓝图 总结了大型实验设施（如LHC的未来升级、引力波探测网络）在未来十年可能带来的突破方向，并提出了一系列仍待解答的根本性问题，鼓励读者参与到这场永无止境的探索之中。 --- 目标读者： 本书适合高年级本科生、研究生，以及所有希望系统性了解现代物理学前沿研究的科研人员和工程师。阅读本书要求具备扎实的大学普通物理和微积分基础。 本书特色： 本书结构紧凑，避免了冗余的数学推导，但对物理图像的构建极为重视。通过整合来自天体物理、粒子物理和凝聚态物理的实例，展示了现代物理学作为一个统一知识体系的内在联系。 ---

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这本书给我的感觉是，它试图打破“化学是难学”的刻板印象。它以一种非常亲切的方式，将复杂的化学概念“解构”并“重组”，让每一个读者都能找到切入点。我以前总觉得，化学反应机理什么的，离我太遥远了，根本抓不住重点。但《化学(下)》通过大量的实例，把这些抽象的概念具象化了。比如，它会用“粒子在房间里跳舞”来比喻分子的运动，用“排队”来解释化学平衡。这种形象的比喻，大大降低了理解门槛，让我能更容易地理解那些原本令我头疼的原理。而且，书中还穿插了一些关于化学在艺术、烹饪等领域应用的趣味知识，这让我觉得化学不再是冰冷的实验室科学，而是充满了生活的气息。阅读的过程充满了惊喜，时不时会冒出一句“原来是这样！”的感叹。这本书让我对化学产生了由衷的喜爱，并且开始在生活中主动去发掘和欣赏化学的美妙。

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这本书简直是打开了我对化学世界全新的认知大门！我之前对化学的印象还停留在高中课本里那些枯燥的公式和反应，以为它就是一堆死记硬背的东西。但读完《化学(下)》之后，我才意识到化学是多么的生动有趣，多么贴近我们的生活。书中对很多日常现象的解释，比如为什么铁会生锈，为什么水能导电，甚至是我们吃的食物是如何被身体消化吸收的，都用清晰易懂的语言和生动的比喻给描绘出来了。尤其让我印象深刻的是关于高分子材料的那一部分，原来我们每天穿的衣服、用的塑料制品，背后都有这么复杂的化学原理。作者并没有回避那些稍显复杂的概念，而是通过循序渐进的方式，一点点地引导读者去理解，即使是初学者也能从中获得成就感。我觉得这本书最大的优点在于它的“通俗性”和“趣味性”，它没有把自己定位成一本纯粹的学术教材，而是更像一位耐心细致的向导，带着你去探索化学的奇妙之处。它让我重新燃起了对学习的兴趣，不再是因为考试而学习，而是因为好奇心驱使。我甚至开始在生活中观察和思考，那些曾经被忽略的化学现象，现在都变得格外迷人。

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《化学(下)》是一本充满智慧的书，它让我看到了化学作为一门学科的深刻内涵和广阔应用。作者在讲解过程中，并没有停留在“是什么”的层面，而是深入到“为什么”和“如何”去思考。我尤其喜欢书中对物质结构与性质之间关系的探讨，它详细阐述了微观粒子如何通过不同的排列和组合，最终决定了宏观物质的各种特性，这让我对物质世界有了全新的认识。书中也强调了化学在解决全球性挑战中的作用，比如关于可持续能源的化学研究，以及如何利用化学手段来治理环境污染。这些内容让我意识到，学习化学不仅仅是为了掌握知识，更是为了培养一种为社会贡献力量的意识。这本书的逻辑结构非常清晰，每个章节之间都有紧密的联系，形成了一个严谨的知识网络。阅读过程中，我经常会停下来思考，然后恍然大悟。它不仅提升了我的专业知识，更塑造了我对科学的理解和态度，让我学会用更系统、更辩证的眼光去看待问题。

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读完《化学(下)》，我感觉像是经历了一次思维的“洗礼”。这本书与我之前接触过的很多教材截然不同，它更注重启发读者独立思考，而不是简单地灌输知识。书中有很多开放性的问题和讨论，鼓励你去猜测、去验证，去主动构建自己的理解框架。我尤其欣赏作者在分析化学反应时，所展现出的那种“侦探”般的严谨逻辑。他会一步步剖析反应的每一个细节，考虑各种可能的因素，直到得出最合理的解释。这种分析方法不仅在化学上很有用，在解决生活中的其他问题时也同样受用。此外，这本书还巧妙地将历史发展和人物故事融入其中，让我了解到许多化学概念的产生并非一蹴而就，而是经历了一个漫长而曲折的探索过程。这让我对科学的进步有了更深刻的理解，也更加敬佩那些为之奋斗的科学家们。这本书让我认识到，学习化学不仅仅是掌握技能，更是一种培养科学素养和批判性思维的过程，这比任何具体的知识点都来得重要。

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我一直是个对自然界万物运作机制充满好奇的人，而《化学(下)》正好满足了我这种求知欲。这本书的内容深度和广度都相当惊人，它不仅仅是在介绍化学的知识点，更是在构建一个完整的化学知识体系。从基础的元素周期表到复杂的有机合成，再到工业生产中的应用，几乎涵盖了现代化学的各个重要分支。我特别喜欢书中对化学反应动力学和热力学部分的阐述，虽然这是化学中相对抽象的部分，但作者运用了大量的图示和生活中的类比，将这些理论讲解得清晰透彻，不再是冰冷的公式堆砌。更让我惊喜的是，书中还触及了一些前沿的化学领域，比如纳米技术和生物化学，让我窥见了化学未来发展的方向。读这本书的时候，我感觉自己像是在进行一场思想的探险，每一次翻页都可能遇到新的惊喜和挑战。它极大地拓展了我的视野，让我看到了化学在解决人类面临的重大问题，如环境保护、能源危机和疾病治疗等方面的巨大潜力。这本书的语言风格严谨而富有逻辑，但又不失阅读的流畅性，让我能够沉浸其中，乐此不疲。

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