University Physics

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出版者:Addison Wesley Publishing Company
作者:Hugh D. Young
出品人:
页数:720
译者:
出版时间:2003-07
价格:USD 76.26
装帧:Paperback
isbn号码:9780805387674
丛书系列:
图书标签:
  • ap
  • ACADEMIC
  • 物理学
  • 大学物理
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  • 物理
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  • 高等教育
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具体描述

Refining the most widely adopted and enduring physics text available, University Physics with Modern Physics, Twelfth Edition continues an unmatched history of innovation and careful execution that was established by the best selling Eleventh Edition. Assimilating the best ideas from education research, this new edition provides enhanced problem-solving instruction, pioneering visual and conceptual pedagogy, the first systematically enhanced problems, and the most pedagogically proven and widely used homework and tutorial system available. Mechanics, Waves/Acoustics, Thermodynamics, Electromagnetism, Optics, Modern Physics. For all readers interested in university physics.

探索宇宙的奥秘:从微观粒子到浩瀚星河 这是一部致力于揭示自然界基本规律的著作,它如同一张精心绘制的地图,引领我们深入探索物质世界的本质,以及那些驱动宇宙运转的宏伟力量。全书以严谨的科学态度和清晰的逻辑框架,系统地阐述了物理学的核心概念,旨在为读者构建一个全面、深入的物理学认知体系。 第一部分:运动的织锦——力学的基础 本书的开篇,便将我们引入到运动的奇妙世界。我们从最基本的概念——位移、速度和加速度——出发,理解物体是如何在空间中移动的。牛顿运动定律,作为经典力学的基石,被详细而生动地阐释。我们不仅学习到惯性、力与加速度之间的定量关系,更深入理解了冲量、动量及其守恒定律在分析碰撞和爆炸等动态过程中的重要作用。 能量的观念,作为描述物体状态和变化的关键,贯穿始终。我们学习功是如何被做的,以及动能和势能的转化,最终抵达能量守恒这一普适性原理。旋转运动的奥秘也一一展现,角动量、力矩等概念被引入,让我们能够分析和理解从陀螺的旋转到行星的公转等各种宏观现象。 简谐振动,一种普遍存在于自然界中的周期性运动,被深入剖析。从弹簧振子到单摆,我们学习到振幅、周期和频率等参数,以及阻尼和受迫振动如何改变其特性。波的传播,作为能量传递的重要方式,从声波到机械波,其衍射、干涉和驻波等现象,都在这里得到细致的解释。 第二部分:能量的流转与物质的形态——热学与气体动理论 热学,作为研究能量转化和物质形态改变的学科,在本书中占据了重要篇幅。我们从温度和热量的基本概念出发,理解热传递的三种方式:传导、对流和辐射。物体的热膨胀、相变(如熔化、汽化)等现象,以及它们在日常生活和工业生产中的应用,都被一一探讨。 气体动理论,为我们提供了一个微观视角来理解宏观的热学性质。我们认识到气体是由大量微观粒子组成的,它们的随机运动产生了压力、温度和内能。理想气体的状态方程,描述了宏观参量之间的关系,而能量均分定理和麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布,则揭示了微观粒子运动的统计规律。 热力学定律,是理解能量转化效率和方向性的核心。第一定律,即能量守恒在热力学中的体现,阐述了功、热量和内能的变化关系。第二定律,则引入了熵的概念,解释了为什么自然过程总是倾向于朝着熵增大的方向进行,以及热机的效率限制。第三定律,更是将我们引向了绝对零度的概念。 第三部分:无形的力量与世界的脉动——电磁学 电磁学,是理解我们周围世界中最广泛、最基本的力量之一。本书系统地介绍了静电学,从点电荷的电场和电势,到高斯定律在计算电场分布中的应用。电容和电介质,则进一步揭示了电场储存能量的方式。 电流和电路,是电磁学在实际应用中的重要体现。欧姆定律、基尔霍夫定律,为我们分析复杂的电路提供了强大的工具。电阻、电功率以及直流电和交流电的特性,都被深入讲解。磁场,作为与电场密切相关的另一种基本力量,从永磁体到电流产生的磁场,其性质和规律都被详细阐述。 电磁感应,法拉第定律,是连接电和磁的桥梁,揭示了变化的磁场如何产生感应电动势。电感、电磁振荡和电磁波,则将我们引向了更广阔的领域。电磁波的产生、传播以及其在无线通信、光学等领域的应用,都得到了精彩的呈现。 第四部分:光明的奏鸣曲与物质的深刻奥秘——光学与近代物理 光学,是研究光本质及其传播规律的学科,它既是经典物理学的重要分支,又为近代物理的发展奠定了基础。本书从几何光学出发,讲解了光的直线传播、反射和折射,以及透镜和反射镜成像的原理。 波动光学,则深入探讨了光的波动性。干涉和衍射现象,如双缝干涉的条纹、光的衍射极限,都直观地展现了光的波的特性。偏振,则是光波在振动方向上的特性,在许多科学和技术领域都有重要应用。 近代物理的引入,将我们带入了一个全新的视角。相对论,爱因斯坦的革命性理论,改变了我们对空间、时间和引力的认知。狭义相对论揭示了高速运动下时空的相对性,而广义相对论则将引力解释为时空的弯曲。 量子力学,是描述微观粒子行为的基石。黑体辐射、光电效应等实验现象,催生了量子假说。波粒二象性,是量子力学中最令人着迷的概念之一,表明微观粒子同时具有波和粒子的性质。薛定谔方程,作为描述量子系统演化的核心方程,其应用被广泛介绍。原子结构,从玻尔模型到量子力学描述,其光谱的规律和电子能级的概念都得到了清晰的解释。 第五部分:生命的密码与宇宙的宏大叙事——原子核物理、粒子物理与天体物理 本书的最后部分,将我们引向了对物质最深层构成和宇宙最宏伟尺度的探索。原子核物理,揭示了原子核的结构、衰变(如α、β、γ衰变)和核反应(如裂变和聚变)。放射性的概念及其应用,以及核能的利用,都被深入探讨。 粒子物理,是探索构成物质最基本粒子的学科。我们学习到夸克、轻子等基本粒子,以及传递相互作用的玻色子。标准模型,是目前描述基本粒子及其相互作用最成功的理论框架。 天体物理,将物理学的规律应用于浩瀚的宇宙。恒星的形成、演化和死亡,黑洞的神秘,星系的结构和宇宙的膨胀,都通过物理学的视角进行阐释。宇宙学,更是试图理解宇宙的起源、演化和最终命运。 学习的旅程,智慧的启迪 总而言之,这本书不仅仅是一本物理学教材,更是一次对人类智慧和好奇心的礼赞。它通过严谨的推理、精妙的实验和深刻的洞察,将抽象的概念转化为生动的图景,帮助读者理解我们所处的这个奇妙而复杂的宇宙。无论是对科学探索充满热情的学生,还是渴望深化对世界理解的读者,这本书都将是一段充满挑战与启迪的学习旅程。它不仅会传授知识,更会激发思考,培养一种用科学的眼光审视世界的能力,最终领略到科学的严谨之美与宇宙的无穷魅力。

作者简介

Hugh D. Young is Emeritus Professor of Physics at Carnegie Mellon University in Pittsburgh, PA. He attended Carnegie Mellon for both undergraduate and graduate study and earned his Ph.D. in fundamental particle theory under the direction of the late Richard Cutkosky. He joined the faculty of Carnegie Mellon in 1956 and has also spent two years as a Visiting Professor at the University of California at Berkeley.

Prof. Young’s career has centered entirely around undergraduate education. He has written several undergraduate-level textbooks, and in 1973 he became a co-author with Francis Sears and Mark Zemansky for their well-known introductory texts. With their deaths, he assumed full responsibility for new editions of these books until joined by Prof. Freedman for University Physics.

Prof. Young is an enthusiastic skier, climber, and hiker. He also served for several years as Associate Organist at St. Paul’s Cathedral in Pittsburgh, and has played numerous organ recitals in the Pittsburgh area. Prof. Young and his wife Alice usually travel extensively in the summer, especially in Europe and in the desert canyon country of southern Utah.

Roger A. Freedman is a Lecturer in Physics at the University of California, Santa Barbara. Dr. Freedman was an undergraduate at the University of California campuses in San Diego and Los Angeles, and did his doctoral research in nuclear theory at Stanford University under the direction of Professor J. Dirk Walecka. He came to UCSB in 1981 after three years teaching and doing research at the University of Washington.

At UCSB, Dr. Freedman has taught in both the Department of Physics and the College of Creative Studies, a branch of the university intended for highly gifted and motivated undergraduates. He has published research in nuclear physics, elementary particle physics, and laser physics. In recent years, he has helped to develop computer-based tools for learning introductory physics and astronomy. When not in the classroom or slaving over a computer, Dr. Freedman can be found either flying (he holds a commercial pilot’s license) or driving with his wife, Caroline, in their 1960 Nash Metropolitan convertible.

A. Lewis Ford is Professor of Physics at Texas A&M University. He received a B.A. from Rice University in 1968 and a Ph.D. in chemical physics from the University of Texas at Austin in 1972. After a one-year postdoc at Harvard University, he joined the Texas A&M physics faculty in 1973 and has been there ever since. Professor Ford’s research area is theoretical atomic physics, with a specialization in atomic collisions. At Texas A&M he has taught a variety of undergraduate and graduate courses, but primarily introductory physics.

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的排版和插图设计,是其在众多物理教材中脱颖而出的一个重要原因,这一点必须单独提及。对于涉及三维空间概念的物理问题,比如磁场中的洛伦兹力或者电场中的高斯定律,清晰的图示是理解的生命线。这套书的插图质量非常高,线条简洁有力,三维透视图的透视感和轴线标注都做得非常专业,极大地减少了我在脑海中构建立体模型时产生的认知负荷。更值得称赞的是,很多关键公式旁边都会附带一个精炼的文字总结,用大白话解释了这个公式的物理意义和应用限制,这对于我这种更偏爱直觉理解而非纯粹符号操作的学习者来说,简直是福音。虽然印刷质量上乘,但由于纸张较厚,整本书的重量确实是一个挑战,每次带着它去图书馆都像进行一次负重训练。总而言之,这是一本设计精良、内容详实的经典教材,它的目标读者群非常明确:那些准备认真对待物理学科、并希望获得最扎实基础训练的学生。

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这套“大学物理”教材,初捧在手时,那种厚重感和知识的密度就让人心生敬畏。我花了很长时间才真正开始深入研读,但一旦沉浸其中,便发现它不仅仅是教科书,更像是一扇通往自然界深层逻辑的窗口。书中对经典力学部分的阐述极其详尽,从最基础的运动学定义到复杂的刚体转动和振动,作者的逻辑链条构建得非常严谨,很少有含糊不清的地方。尤其欣赏它在引入微积分工具时,并没有将数学知识当作一个孤立的模块来讲解,而是巧妙地将微积分的应用场景融入到物理问题的求解过程中,这对于我们这些初学者来说至关重要,它让我们明白了“学数学是为了更好地理解物理”这个核心理念。每章后的习题设计也十分巧妙,难度梯度设置合理,从基础概念的检验到需要综合运用多个定律的复杂应用题,覆盖面广,让人感觉每解决一道题,自己的物理直觉和解题能力都在稳步提升。我尤其喜欢它在解释一些抽象概念时,会辅以大量的实例和类比,比如对电磁场中矢量场的描绘,虽然是二维文字描述,但通过那些精妙的比喻,脑海中似乎真的能“看到”电荷周围的力线分布。这本书的阅读体验,可以说是扎实、严谨,让人踏实。

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坦白讲,我对这本“大学物理”的体验是相当复杂和充满挑战的。它无疑是一部权威性的著作,其内容的广度和深度毋庸置疑,但正是这份“全面”和“深入”,使得它对于自学者而言,门槛高得令人望而却步。当我试图啃下热力学和统计物理那几章时,我深刻体会到了什么是真正的“学术壁垒”。书中的推导过程往往省略了一些中间步骤,可能对于已经有扎实数学基础的物理系高年级学生来说是“显而易见”的,但对我而言,每每看到 $sum$ 符号变成 $int$ 符号的那一瞬间,我就得停下来,翻回好几章去重新梳理相关的微积分背景,才能勉强跟上作者的思路。更让我感到吃力的是,它对实验现象的描述总是非常精确和理想化,虽然这保证了理论的纯粹性,但在实际的物理世界中,那些被忽略的阻尼、非线性效应或环境噪声,往往才是决定最终结果的关键。这本书更像是一位经验极其丰富的教授,在课堂上给最优秀的学生讲授最前沿的知识,语速快、信息密度极大,让人在兴奋之余,更多的是一种追赶不上的焦虑感。它考验的不仅仅是智力,更是阅读的耐心和毅力。

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阅读这本教材的过程,简直就是一场对思维清晰度的极限测试。在光学部分,作者对波动理论的几何光学和物理光学之间的过渡处理得极为精妙,这正是我在其他一些偏重应用的参考书里从未见过的深入分析。他不仅仅展示了如何用斯涅尔定律计算折射角,而是深入探究了光的波动性如何从根本上决定了这些宏观现象的发生机制。特别是关于干涉和衍射的章节,作者构建了一个非常清晰的层次结构:先从最简单的单缝衍射入手,逐步引入双缝,再过渡到更复杂的阵列光栅,每一步的理论深化都建立在前一步坚实的基础上,很少出现概念上的跳跃。我特别喜欢它穿插的一些历史注释,简短地提到了惠更斯、菲涅尔等先驱在这些理论建立过程中的挣扎与突破,这为冰冷的公式增添了一层人文色彩,让我更能理解这些定律是如何在历史长河中被“打磨”出来的。虽然某些章节依然需要反复阅读才能完全消化,但这种由浅入深、层层递进的叙述方式,极大地增强了学习的成就感。

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如果说它是一本工具书,那么它无疑是瑞士军刀级别的存在,几乎涵盖了大学物理本科阶段所有需要掌握的核心知识点。从电磁学的麦克斯韦方程组的严谨推导,到量子力学初步概念的引入,它几乎没有留下明显的“知识盲区”。然而,这种百科全书式的全面性也带来了另一个问题:在某些它认为属于“非核心”的领域,比如现代物理的某些前沿探索,它只是蜻蜓点水般地提及。例如,在谈到相对论时,虽然爱因斯坦的原理阐述得非常到位,但在处理引力场在特定边界条件下的应用时,内容相对简略,似乎是为了保持全书的篇幅和平衡性而有所取舍。对于我这种希望在特定方向上深挖的用户来说,这本书更像是一个高质量的“地图”,它指明了方向,但对于通往更深处的具体路径,我还需要借助其他更专业的地图集。因此,我常常将它作为我学习旅程中的“主线任务指南”,一旦遇到需要深入探究的“支线任务”,我就需要转向其他更具针对性的资料。它的价值在于奠定基础,而非提供终极答案。

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