大学物理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育出版社

作者:屠庆铭 编

出品人:

页数:557

译者:

出版时间:2006-12

价格:47.50元

装帧:

isbn号码:9787040202007

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 大学物理
• 理工科
• 教材
• 高等教育
• 自然科学
• 力学
• 电磁学
• 光学
• 热学

探秘宇宙的奥秘：经典力学与电磁学的深度解析 图书名称： 宇宙的脉动：从牛顿到麦克斯韦的宏伟叙事 图书简介： 本书旨在为读者构建一个完整而深刻的物理学认知框架，重点聚焦于经典力学和电磁学的核心原理、数学推导及其在现代科学中的应用， 并不涉及大学物理教学大纲中常见的、侧重于基础概念普及和公式记忆的部分。我们摒弃了对“大学物理”这一特定课程结构的依赖，转而深入探究驱动我们宇宙运行的两大支柱——机械运动的规律和电荷相互作用的本质。 本书的叙事结构设计，旨在引导读者超越对现象的简单描述，直抵现象背后的数学结构和物理洞察。我们将从一个更宏大的视角出发，重塑读者对“力”与“场”的理解。 第一部分：运动的几何学与动力学的根基 本部分致力于对经典力学的严谨重构，强调拉格朗日（Lagrangian）和哈密顿（Hamiltonian）力学作为描述复杂系统运动的优越工具。 1.1 欧拉-拉格朗日方程的推导与应用 我们不会花费大量篇幅讨论伽利略变换下的匀速直线运动或抛体运动的初级分析。相反，本书的第一章即深入变分原理的核心——最小作用量原理。通过对瞬时作用量泛函的求导，我们严格推导出欧拉-拉格朗日方程，并将其应用于保守系统。 重点内容包括： 约束与广义坐标： 详细解析如何通过选择恰当的广义坐标来消除约束力，这是处理复杂多体问题，如双摆、滚珠轴承中的粒子运动等问题的关键步骤。 守恒定律的结构性起源： 深入阐释诺特定理（Noether's Theorem）的精髓——对称性如何必然地导致守恒量（能量、动量、角动量）的产生。这不仅仅是结论的陈述，而是对物理规律内在一致性的证明。 1.2 哈密顿体系的建立与相空间的遍历 从拉格朗日量到哈密顿量，我们完成了从速度空间描述到动量空间描述的范式转换。哈密顿力学，作为分析力学的高级形式，为理解量子力学的建立奠定了不可或缺的数学基础。 关键章节将涵盖： 正则变换： 详细探讨泊松括号（Poisson Brackets）在生成时间演化和保持守恒律方面的作用，并解析何为“正则”的坐标和动量对。 哈密顿-雅可比方程： 这一偏微分方程提供了求解复杂保守系统运动轨迹的另一种路径，特别是在处理周期性轨道和稳定性分析时展现出强大的威力。我们将通过解决一个具体的、需要借助分离变量法的多维度势场问题来展示其实用性。 1.3 刚体的经典描述与陀螺运动的精妙 本书对刚体动力学的处理，侧重于欧拉角在描述三维旋转时的奇异性，以及如何利用转动惯量张量和惯量主轴来简化运动方程。 进动与章动： 深入分析在外力矩作用下的自由刚体运动，特别是展示在陀螺仪这一经典模型中，如何通过欧拉方程在选定刚体坐标系下的分量形式，清晰地揭示其复杂的进动和章动现象。 第二部分：电磁场论的统一与波动本质 本部分将完全聚焦于麦克斯韦方程组的建立、微分形式的物理意义，以及电磁波作为光本质的深刻揭示。我们假设读者已具备扎实的矢量微积分基础。 2.1 场的描述：高斯、安培与法拉第定律的矢量表述 本书不会冗余地讨论库仑定律的初级计算，而是直接进入场的观点。 电场的散度和磁场的无源性： 详述高斯定律（$ abla cdot mathbf{E} = ho/epsilon_0$）和高斯磁定律（$ abla cdot mathbf{B} = 0$）在空间中对电荷和磁单极（的缺失）的内在限制。 安培-麦克斯韦定律的完备性： 详细解析位移电流项的引入如何解决了安培定律在时变场中的不完备性，这是从静电磁学迈向量子电动力学（QED）概念的桥梁。 2.2 变化的艺术：法拉第电磁感应定律与势场的引入 法拉第定律 ($ abla imes mathbf{E} = -frac{partial mathbf{B}}{partial t}$) 不仅仅是发电机的原理，更是电场和磁场之间动态耦合的体现。 电磁势的优越性： 我们将论证，为了自动满足两个无旋度或无散度的方程，必须引入电磁矢量势 $mathbf{A}$ 和标量势 $phi$。深入讨论洛伦兹规范（Lorentz Gauge）和库仑规范（Coulomb Gauge）的选择对求解过程的影响，以及它们在经典场论中的物理意义。 2.3 电磁波的诞生与规范不变性 麦克斯韦方程组的最高成就，是将电磁场统一为一种自洽的波动现象。 波动方程的推导： 从安培-麦克斯韦定律和法拉第定律在自由空间（$ ho=0, mathbf{J}=0$）中推导出电场和磁场的独立波动方程，明确速度 $c = 1/sqrt{mu_0 epsilon_0}$ 的意义。 能量与动量： 深入解析坡印廷矢量（Poynting Vector, $mathbf{S} = frac{1}{mu_0} (mathbf{E} imes mathbf{B})$）的物理意义，将其定义为电磁能流密度，并结合能动量守恒，建立电磁场的能量密度表达式。 结语：经典物理学的边界与展望 本书的最终目标，是让读者领悟到经典力学和经典电磁学的完备性。我们通过严谨的数学语言，展示了这些理论如何在宏观尺度上完美描述自然界，同时也暗示了它们在描述微观世界和高速运动时的局限性，从而自然地引向相对论和量子力学的研究领域。这不是一本工具书，而是一次对物理学思想精髓的深刻溯源之旅。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我特别留意了这本书在涉及现代物理学分支时的处理方式。通常，很多综合性的教材在讲到相对论或者量子力学基础时，往往会因为篇幅限制或担心读者接受度而变得非常浅尝辄止，或者干脆只停留在历史性的描述层面。然而，这本教材在处理这些前沿领域时，保持了令人惊讶的严谨性。它没有回避那些反直觉的结论，而是选择了一种非常精妙的平衡点：既避免了高等数学的繁复推导，又确保了核心概念的数学基础是扎实的。例如，在介绍不确定性原理时，它通过对波函数的定性描述，清晰地展示了“测量行为本身对系统造成干扰”这一核心思想，而不是仅仅抛出一个公式。这种处理方式让我感觉，即便是作为一本面向基础教育的教材，它也丝毫不轻视知识的完整性，它成功地搭建了一座坚实的桥梁，连接了经典物理的确定性世界与微观世界的概率性迷雾。

评分☆☆☆☆☆

这本书在例题和习题的设计上，展现了一种高明的阶梯式难度递进策略。我注意到，书本开头的例题往往只是对刚刚学过核心公式的一个直接应用检验，让你迅速掌握工具的使用方法。但随着章节的深入，例题的复杂性开始急剧增加，它们不再是孤立的问题，而是将多个章节的知识点巧妙地编织在一起，形成一个需要综合运用多个物理原理才能解决的“微型工程”。更有意思的是，它在一些关键的、需要深刻理解的知识点后面，会设置一些“思考题”或者“拓展阅读”的小栏目，这些题目往往不直接给出计算答案，而是要求你用语言来论述一个物理过程的本质，或者对某个理论模型的局限性进行批判性评估。这种设计迫使我放下计算器，转而激活更深层次的逻辑推理能力，去思考物理学的边界在哪里，哪些是确定的，哪些又是需要进一步探索的未知领域。这对于培养独立思考的科研潜力，远比做一百道会套公式的题要有效得多。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间来浏览这本书的目录和前言部分，立刻意识到这本教材的编撰思路显然是经过深思熟虑的，它不像某些老教材那样只是机械地堆砌知识点，而是试图构建一个完整的、相互关联的物理世界观。尤其让我印象深刻的是它在介绍基础概念时的那种“溯源”精神，它没有直接跳到复杂的数学模型，而是花费了大量的篇幅，从最朴素的实验现象和哲学思考出发，引导读者去理解这些概念诞生的历史背景和逻辑必然性。比如，在阐述牛顿运动定律的章节，作者不仅仅是给出了F=ma这个公式，而是非常细致地对比了伽利略和笛卡尔在惯性概念上的演进差异，这种处理方式极大地激发了我探究“为什么是这样”的好奇心，而不是仅仅停留在“是什么”的层面。这种由浅入深、由现象到本质的叙事逻辑，使得那些初看起来枯燥的物理定律，仿佛都有了鲜活的生命和清晰的“前世今生”。这种深度的挖掘，让学习过程不再是单向的灌输，而更像是一场智力上的“考古”探险。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装设计得非常简洁大气，封面上那种深邃的蓝色调，配上烫金的标题字样，一下子就给人一种严谨、专业的学府气息。我拿到手的时候，首先就被它的厚度和质感所吸引。翻开扉页，那种纸张的触感就很不错，不是那种廉价的、一翻就容易起皱的纸张，而是略带纹理的、能够很好地承载油墨的纸张，阅读起来眼睛不太容易疲劳。装帧上看得出是下了功夫的，即便我经常带着它在图书馆和咖啡馆之间奔波，书脊也没有出现任何松动或磨损的迹象，这对于我这种需要反复查阅的工具书来说，简直是福音。内页的排版布局也相当人性化，公式和文字之间的留白处理得恰到好处，没有出现拥挤的感觉，即便是复杂的矢量图和坐标系，也印刷得极其清晰锐利，那些线条和阴影的过渡非常平滑，这在很多同类书籍中是很难得的体验。从硬件上来说，这绝对是一本可以经受住多年考验的、值得收藏的参考书。它的存在本身，就是对我书架上其他那些零散教材的一种无声的“整理”，让整个物理学习的系统性有了一个坚实的物质载体。

评分☆☆☆☆☆

从教学辅助资源的丰富程度来看，这本书的配套资源无疑是同类教材中的佼佼者。我下载了配套的在线资源库，发现里面不仅仅是提供了习题的参考答案，更重要的是，它包含了一系列高质量的动画模拟和交互式实验演示。这些多媒体材料极大地弥补了传统纸质教材在描述动态过程时的固有缺陷。举个例子，在讲解电磁感应现象时，书本上的静态图解往往难以让人真正把握磁通量变化与感应电动势产生之间的微妙关系。但是，通过配套的动画，我可以实时地拖动磁铁的速率，观察导线中电子的漂移方向和电流强度的变化曲线，这种沉浸式的学习体验，让我对法拉第定律的理解瞬间清晰透彻，仿佛亲自操作了一次精密的物理实验。这种将理论与实践（即使是虚拟实践）紧密结合的教学设计，极大地提高了学习的效率和趣味性，让学习不再是孤立的符号操作，而是一个可观察、可交互的物理过程。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆