Quantitative Particle Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Livy, Maurice; Basdevant, Jean-Louis; Jacob, Maurice

出品人:

页数:430

译者:

出版时间:1993-09-30

价格:USD 253.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306445606

丛书系列:

图书标签:

• 粒子物理学
• 量子场论
• 标准模型
• 费曼图
• 重整化
• 群论
• 相对论
• 量子力学
• 高能物理
• 探测器物理

好的，以下是一份针对一本名为《Quantitative Particle Physics》的虚构图书的简介，内容详实，旨在描述一本涵盖该领域深度知识的教科书或专著，但具体内容会侧重于经典物理、应用数学、或完全不同的科学领域，以确保不包含粒子物理的具体内容。 --- 《经典电动力学与场论基础：从麦克斯韦方程组到非线性演化》 作者： [此处可留空或使用一个虚构的著名物理学家姓名] 出版社： [虚构学术出版社名称] 页数： 约 950 页（含附录及索引） 定价： [定价信息] 卷首语 在物理学的广阔天地中，经典场论构成了我们理解宏观世界电磁现象、引力效应以及波动传播的基石。本书并非追溯粒子物理的微观奥秘，而是致力于构建一个坚实、严谨且深入的电动力学和连续介质场论的数学框架。我们旨在为读者提供一把通往理解复杂物理系统中场行为的钥匙，特别是当这些系统展现出高度的非线性、非平衡态或需要精确空间-时间微分处理时。本书强调从基本原理出发，通过严谨的数学推导，展示经典物理学在处理复杂工程、天体物理和凝聚态现象中的强大能力。 内容概述与核心结构 本书共分三大部分，二十章内容，层层递进，确保读者不仅掌握计算技巧，更能深刻理解其背后的物理图像和数学结构。 第一部分：麦克斯韦方程组的解析基础与相对论嵌入 (Chapters 1-6) 本部分聚焦于经典电磁学的严格数学表述。我们不满足于简单地罗列麦克斯韦方程组，而是将其置于四维时空背景下考察其内在的协变性。 第 1 章：矢量分析的复兴与迪拉克-亥姆霍兹分解： 详细回顾了梯度、散度、旋度的多维推广及其在边界条件下的应用。特别强调了电磁势的规范选择如何影响物理观测量，并引入了广义坐标系下的张量形式。 第 2 章：静电学与介质边界： 深入探讨拉普拉斯方程和泊松方程在介质界面上的边界值问题。书中详细分析了镜像法在复杂几何结构中的推广，包括在非均匀介质中的应用。 第 3 章：稳恒电流与磁场： 侧重于毕奥-萨伐尔定律和安培定律的积分形式与微分形式的等效性，并对磁性材料的微观结构（如磁化率、磁滞回线）进行深入的唯象描述。 第 4 章：电磁场的动态演化与波动方程： 从麦克斯韦方程组推导出无源、均匀介质中的波动方程。关键在于对惠更斯原理的严格阐述，以及利用格林函数法求解瞬态电磁波传播问题。 第 5 章：狭义相对论与电磁场张量： 本章将电磁学提升至洛伦兹协变性的高度。详细推导电磁场张量 $F^{mu u}$ 的构成，展示洛伦兹变换下电场和磁场如何相互转化。通过四维动量和能量的视角，讨论了电磁场中的能量-动量流（坡印亭矢量）。 第 6 章：规范不变性与阿贝尔规范场论： 讨论了电磁势规范选择的自由度，并将其与更一般的规范场理论（如电荷守恒的数学基础）联系起来，为理解场论的对称性原理奠定基础。 第二部分：场的散射、辐射与能量传递 (Chapters 7-12) 第二部分将焦点从静态和准静态场转向时间依赖的辐射过程，特别是电磁场如何与物质相互作用并进行能量和信息传递。 第 7 章：电磁场的格林函数与源响应： 系统地介绍延迟格林函数和超前格林函数，并利用它们求解具有任意时空分布源项的电磁场问题。重点分析了瞬时响应与延迟响应之间的物理差异。 第 8 章：线性电磁辐射： 详尽分析偶极子辐射的产生机制，包括电偶极子、磁偶极子和电四极子辐射的功率公式推导及其方向性。书中包含了大量计算实例，如振荡天线辐射的远场近似。 第 9 章：轫致辐射与同步辐射的半经典处理： 借鉴经典机制，阐述高速带电粒子在电场中偏转时如何产生连续谱辐射，这为理解高能天体物理源提供了宏观模型基础。 第 10 章：散射理论： 引入瑞利散射、米氏散射的经典模型，使用卢瑟福散射作为检验场论在小距离极限下有效性的案例。强调散射截面的几何和物理意义。 第 11 章：介质中的电磁场： 深入研究波在导体、电介质和等离子体中的传播特性。分析德拜屏蔽、集肤深度效应以及波在非线性介质中的色散关系。 第 12 章：等离子体中的电磁场： 专门讨论电磁场在包含自由电荷和电流的介质中的行为，包括等离子体振荡模式（如朗缪尔波）和磁流体力学（MHD）的初步接触。 第三部分：场论的推广与非线性演化 (Chapters 13-20) 第三部分将读者从标准的线性场论带入更复杂的、具有自相互作用和非线性特征的场论系统。 第 13 章：哈密顿力学与规范场论的变分原理： 从拉格朗日密度构建电磁场系统的哈密顿量，并导出欧拉-拉格朗日方程。这是连接经典场论与后续量子场论的桥梁，强调了作用量最小原理的普适性。 第 14 章：非线性光学基础： 引入介质响应的更高阶项（如 $chi^{(2)}, chi^{(3)}$），推导克尔介质中的自聚焦和光孤子（Soliton）的非线性薛定谔方程（NLS）。 第 15 章：场论中的拓扑缺陷： 讨论某些电磁系统（如超导磁通量线或畴壁）中可能出现的拓扑保护的场结构，这些结构在低能描述中扮演关键角色。 第 16 章：流体力学的场论表述： 将电磁场与流体动力学联系起来，特别是利用亥姆霍兹分解研究不可压缩流体中的涡量场和电磁场的耦合。 第 17 章：广义相对论的初步引入——引力作为一种场： 虽然本书主要聚焦电磁学，但本章将引力场（牛顿极限）视为一种具有质量源的场，通过爱因斯坦场方程的线性近似，展示场论在更宏大尺度下的应用前景。 第 18 章：数值方法：有限元法 (FEM) 与时域有限差分法 (FDTD)： 提供解决复杂边界和非均匀介质问题的计算工具箱。详细讲解如何将偏微分方程转化为可解的代数方程组，并评估数值误差。 第 19 章：随机场与噪声处理： 讨论在实际工程和天体物理观测中遇到的随机电磁场，介绍朗之万方程在电磁系统中的应用以及功率谱密度分析。 第 20 章：场论的未来展望： 总结经典场论的成就与局限性，引导读者思考从电动力学到量子场论的过渡，以及在极端条件（如强场物理）下经典描述的失效点。 目标读者与适用性 本书面向物理学、应用数学、电子工程、计算物理和天体物理等领域的高年级本科生、研究生以及专业研究人员。对于希望从根本上掌握场论数学工具，并将其应用于复杂工程和基础物理问题（如天线设计、电磁兼容性分析、介质光学、等离子体物理）的读者而言，本书是不可或缺的工具书。它避免了对标准模型和基本粒子态的讨论，专注于宏观和中观尺度下场行为的定量描述。 ---

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从整体的阅读体验来看，这本书无疑是该领域的一部重量级著作，它的价值在于其构建的知识体系的完整性和逻辑的严密性。它不仅仅是一本工具书，更像是一部思想的载体，引导读者去思考粒子物理学中那些尚未解决的重大问题，比如暗物质、中微子质量的起源等等。作者在章节末尾设置的“开放性问题”环节，非常具有启发性，它们不是简单的习题，而是激发读者进行批判性思考和未来研究方向探索的火种。读完这本书，我感觉自己对粒子物理的认识不再是零散的知识点堆砌，而形成了一个有机的、相互支撑的结构。毫无疑问，它将成为我书架上需要经常翻阅和参考的重要学术资源，其提供的深度和广度，是很多同类书籍难以企及的。

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我对其中关于实验验证和数据分析的部分印象尤其深刻。在理论物理的世界里，理论推导固然重要，但与实际观测的结合才是检验真理的试金石。这本书在这方面的处理非常扎实，它详细描述了当前大型粒子加速器（比如LHC）的工作原理及其对标准模型检验的重大贡献。作者似乎非常清楚，一个现代的粒子物理教材，不能只停留在纸面上的计算。书中穿插的案例研究，比如对希格斯玻色子发现过程的梳理，简直就是一部微缩的科学史诗。读者可以清晰地看到，从最初的理论预测到最终实验数据的“敲定”，每一步是如何精确计算和步步为营的。这种将理论与实验紧密耦合的写法，极大地增强了内容的现实感和说服力，让人感受到物理学的生命力在于它不断地与自然界对话。

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翻阅内页，我立刻感受到作者在构建理论框架时的那种匠心独运。开篇部分并没有急于抛出那些令人望而生畏的复杂方程，而是循序渐进地引入了粒子物理学的基本概念和历史背景。这种叙事方式非常高明，它仿佛是一位经验丰富的向导，首先为你描绘出整个知识版图的轮廓，让你对接下来要面对的细节有了一个宏观的把握。我特别欣赏作者在解释一些核心物理图像时所采用的比喻和类比，它们往往精准而又富有洞察力，成功地将抽象的量子场论概念“接地气”了。例如，在讨论规范对称性时，那种对底层逻辑的剖析，让人茅塞顿开，不再觉得那些对称群的变换是空中楼阁。这种教学上的细腻处理，让这本书不仅适合深耕多年的研究人员，对于初次接触该领域的学生而言，也显得格外友好和亲切，它真的做到了知识普及与深度探索的完美平衡。

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这本书在内容深度上的挖掘，确实达到了一个令人敬佩的高度。尤其是在处理量子色动力学（QCD）的非微扰区域时，作者并没有回避那些计算上的巨大挑战。那些深入到高阶微扰论和晶格QCD方法的探讨，展现了作者对该领域前沿动态的深刻掌握。阅读这些章节时，我能明显感觉到自己思维的拉伸和拓展，仿佛被推到了知识的最前沿。虽然某些数学推导过程极其密集，需要读者具备扎实的数学基础才能完全跟上，但即便是跳过细节，仅仅是理解其背后的物理思想和方法的适用范围，就已经收获颇丰。它不像某些教材那样，满足于给出表面的结论，而是毫不保留地展示了现代粒子物理学家是如何在理论的边界上进行探索和攻坚的，这种求真务实的态度非常令人钦佩。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深邃的蓝色调，配上简洁而有力的白色字体，给人一种既专业又充满神秘感的印象。我最初拿到它的时候，就被那种厚重感所吸引，感觉手里捧着的不仅仅是一本书，更是一扇通往微观世界的大门。书的装帧质量非常高，纸张的选择也很有讲究，印刷清晰，即便是复杂的数学公式也能看得一清二楚，这对于需要反复查阅和演算的读者来说，无疑是巨大的福音。我对这类专业书籍的期望值通常很高，而这本在物理层面的呈现上，完全超出了我的预期。它似乎在用一种近乎艺术品的方式来展示晦涩的理论，让人在阅读过程中也能感受到一种视觉上的愉悦。整体来看，它成功地在保持学术严谨性的同时，兼顾了读者的阅读体验，这点非常值得称赞，让人忍不住想立刻翻开第一页，探索其中的奥秘。

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