大学物理基础(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:吴百诗

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:2007-3

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787030184429

丛书系列:

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科技之光：现代工程与应用物理探析 书籍定位与目标读者 《科技之光：现代工程与应用物理探析》旨在为理工科专业学生、初级工程师以及对物理学在现代工程领域中应用感兴趣的读者提供一本深入浅出、内容前沿的参考读物。本书聚焦于基础物理原理如何转化为驱动当代高新技术发展的核心动力，内容覆盖了从宏观结构力学到微观量子效应的广泛领域，但其核心关注点在于“应用”与“前沿”。 核心章节与内容详解 本书共分为八个主要部分，共计二十八章，力求构建一个从理论基石到实际应用的完整知识体系。 第一部分：材料科学与结构完整性 这一部分将深入探讨工程中至关重要的材料特性。 第一章：先进结构材料的力学行为 详细分析了金属合金、复合材料（如碳纤维增强聚合物）以及新型陶瓷材料的本构关系。重点解析了非线性弹性、粘塑性变形机制，以及疲劳断裂的微观过程。区别于传统的静力学分析，本章引入了有限元分析（FEA）的基础概念，用于预测复杂载荷下的结构响应。 第二章：热物理在工程系统中的传导与转化 侧重于热量在工程构件中的传递规律。内容涵盖了傅里叶定律的修正形式、牛顿冷却定律的适用边界，以及辐射传热的斯蒂芬-玻尔兹曼定律。特别讨论了热应力在高温和快速温度变化环境下的影响，例如在航空发动机叶片设计中的应用。 第二部分：电磁场与现代电子设备 本部分是理解所有现代电子、通信和电力系统的基础。 第三章：麦克斯韦方程组的工程应用 并非简单复述理论，而是聚焦于如何利用这些方程解决实际问题。深入探讨了边界条件对电磁场分布的影响，特别是波导管（Waveguides）的设计原理和模式分析。 第四章：半导体器件物理与集成电路基础 从能带理论出发，解释了PN结的形成和特性，重点阐述了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的工作机制，包括亚阈值导通、沟道调制效应等对芯片性能的制约。 第五章：电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI） 这是一个高度实用的章节。讨论了串扰、反射和电磁辐射的物理来源，并提供了PCB（印刷电路板）设计中实现阻抗匹配和屏蔽的工程规范。 第三部分：光学、光子学与信息传输 本部分关注光在现代信息技术中的作用。 第六章：几何光学与成像系统设计 侧重于透镜阵列、非球面镜片的设计流程，以及像差（如球差、色差）的量化分析与校正方法，应用于高精度工业检测设备。 第七章：光纤通信中的光波导理论 深入探讨了光纤中的全内反射条件、模态特性，以及色散（包括模间色散和材料色散）对高速率传输的影响和补偿技术。 第八章：激光物理与工业应用 介绍了激光器的基本结构、粒子数反转的实现，以及不同类型的激光（如CO2、Nd:YAG）在材料加工（切割、焊接）中的能量耦合效率分析。 第四部分：流体力学与能源转换 关注流体运动在机械和能源领域的表现。 第九章：可压缩流体动力学基础 重点分析了马赫数对流场特性的决定性作用，详细讲解了激波（Shock Waves）的产生、强度分析（正激波、斜激波），以及其在超音速飞行器设计中的影响。 第十章：湍流理论与工程建模 探讨了湍流的统计特性，介绍雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型，如$k-epsilon$和$k-omega$模型，用于预测管道流动和边界层分离现象。 第十一 章：能源系统中的热力学优化 侧重于工程热力学第二定律的应用，分析了燃气轮机布雷顿循环和蒸汽朗肯循环的实际效率损失，探讨了提高能量回收率的手段。 第五部分：振动、声学与控制系统 这一部分处理机械系统的动态响应和噪声控制。 第十二章：机械系统的振动分析与模态识别 讲解了单自由度与多自由度系统的自由振动和受迫振动响应，重点介绍如何通过实验模态分析（EMA）确定结构的固有频率和阻尼比。 第十三章：主动与被动噪声控制技术 探讨了声波的传播特性，分析了亥姆霍兹共振器和排气消声器的设计原理，并初步介绍了主动噪声消除（ANC）系统的反馈控制原理。 第六部分：统计物理与现代测量技术 涉及物理学的概率特性及其在数据处理中的应用。 第十四章：统计热力学与宏观性质的涌现 阐述了玻尔兹曼分布、相空间概念，解释了宏观温度和压力如何从大量微观粒子的随机运动中统计得出。 第十五章：误差分析与数据处理的物理基础 专注于测量过程中的不确定性来源，详细介绍了高斯误差传播定律、显著性检验方法，以及如何利用最小二乘法拟合实验数据。 第七部分：量子物理的工程体现 本部分展示了量子力学如何不再是纯理论，而是成为具体技术的基础。 第十六章：量子隧道效应与扫描隧道显微镜（STM） 解释了势垒穿透的概率机制，并详细阐述了STM如何利用这一效应实现原子尺度的表面成像和操纵。 第十七章：固态物理中的晶格振动与半导体输运 引入声子（Phonon）的概念，分析晶格振动对材料导热性和电学性质的影响，这是理解热电材料性能的关键。 第八部分：相对论与高能技术应用 第十八章：狭义相对论在精密测量中的修正 讨论了洛伦兹变换对时间、长度的修正，以及其对全球定位系统（GPS）时间同步精度的实际影响，强调了该效应在工程上的不可忽视性。 总结与展望 全书贯穿了“从原理到实践”的思路，强调物理学工具箱在解决复杂工程难题中的不可替代性。本书不侧重于繁复的数学推导过程，而是着重于物理图像的建立、核心参数的物理意义理解，以及如何将这些知识应用于现代工程设计、故障诊断和新技术开发中。读者通过学习，将能够建立起一个坚实的、面向应用的现代物理学知识框架，为后续深入的专业课程打下坚实的基础。

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这本《大学物理基础（上册）》在我家里的书架上，一直扮演着“镇场”的角色。它的存在，本身就是一种对“严谨”二字的无声宣告。我从未试图去掌握书中的任何一个知识点，因为我的职业领域与此相去甚远，但我对它所代表的知识体系非常尊重。想象一下，这套书可能横跨了几十年的教学实践，不断地被修订、优化，每一次印刷都凝聚了无数教育工作者的心血。它不是那种追求新潮、试图用花哨的彩色图表吸引眼球的读物，它的设计语言是克制且高效的，一切都围绕着信息的精准传达。我甚至怀疑，如果把这本书放在一个物理系大一新生的桌上，他可能需要花费数月时间才能完全消化其中的内容。它所承载的知识密度极高，需要读者投入巨大的注意力和时间成本。对我而言，它就像是摆在客厅里的一件艺术品，我欣赏它的结构和份量，但我不需要去解析它复杂的纹理和材料构成。它是一种背景音，低沉而稳定，象征着基础科学的不可动摇的基石地位。

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我是在一个二手书市场淘到这本书的，当时我正在为我们社团组织的一个科普活动寻找一些“有分量的”背景资料。这本书的品相很旧，封皮边缘已经磨损得有些发白，书页里夹着一张泛黄的火车票根，仿佛前任主人把它看得比什么都重要，在无数个挑灯夜读的夜晚，这张票根就是他与外界唯一的连接点。我买下它，纯粹是看中了它散发出的那种历史厚重感。我没有深入阅读，只是随意翻阅了几页，看到图表和公式时，立刻产生了一种时空错位感——这不就是我爷爷辈的知识结构吗？我更关注的是书里那些被大量荧光笔勾画的痕迹，特别是某些几何图上被反复涂抹的阴影，那暗示着某位学子曾经在这里付出了多少努力，可能对着一个杠杆平衡问题思考了整整一个下午。这本书对我来说，与其说是一本物理教材，不如说是一个时代学习精神的物证，承载着过去几代人在基础科学面前所展现出的那种近乎虔诚的钻研态度。它的价值已经超越了其物理内容本身，成为了一种怀旧的情感寄托。

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这本号称“大学物理基础”的教材，在我手里放了快一年了，说实话，我几乎没怎么翻开过。原因很简单，我的专业压根就用不上这么硬核的理论。我学的是艺术设计，对色彩、构图、光影的理解远比牛顿定律来得实在。所以，当我看到那些密密麻麻的公式和推导过程时，脑子里自动播放的就是轻柔的背景音乐，让人昏昏欲睡。我承认，对于理工科的学生来说，这可能是一本圣经级别的参考书，但对我这种文科生而言，它更像是一块精美的、但完全摸不着头脑的砖头。它厚重，带着一种知识的压迫感，让我每次想去了解一下“万有引力”到底是怎么回事时，最终都会被那些希腊字母和复杂的向量符号劝退。我更愿意花时间去研究一下蒙德里安的网格结构，那至少在视觉上是能给我带来一些直观感受的。如果非要我给它一个评价，那就是：它是一本极其专业的工具书，但绝对不是一本适合所有人的“基础”读物，至少对我来说，它完全没有点亮我对物理世界的任何好奇心，我甚至不知道它里面到底有没有讲到热力学，因为我根本没翻到那个部分。

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家里有个亲戚的孩子，今年高中毕业准备报考大学，他来我家做客时，随手翻了翻我书架上的几本书，结果就对这本书表现出了极大的兴趣。他告诉我，他们学校的物理老师在推荐备考资料时，提到了这本书体系的完整性，尤其是在处理经典力学部分的深度上，比他们目前使用的教材要细致很多。他当时兴奋地指着书中的某一页，说他卡在那个关于“转动惯量计算”的地方很久了，但这本书里的分解步骤非常细致，让他第一次真正理解了积分是如何被应用于这个宏观物理概念的。他借走后，我几乎就没见过它了。他走后，我特意去了解了一下他们高中物理课程的进度，发现这本书的内容确实比他们现阶段的要求要超前不少，但对于有志于打下扎实基础的学生来说，这恰好是一剂“强心针”。我能想象，在他那个年纪，能有这样一本可以“啃”的书陪伴，是多少人求之不得的幸运。这本书的价值，或许就在于它能够为那些渴望超越既定框架、追求更深层次理解的求知者，提供一把通往知识殿堂的坚实阶梯。

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说真的，我同事——一个正在为考研做准备的物理系高材生——向我借过这本书，他看完后给我的反馈是“结构清晰，例题典型，但深入程度略显保守”。他原话是说，对于本科阶段的入门来说，这本书的编排非常稳健，几乎涵盖了所有基础概念，推导过程也尽可能地让初学者可以跟上节奏，没有那种上来就直接跳跃到高阶结论的傲慢感。他特别提到了书中对矢量分析和微积分在力学中的应用的讲解，认为那是全书的亮点之一，能够有效地帮助学生建立从几何直觉到数学模型的过渡。不过，他也嘀咕了一句，说对于他这种已经接触过更前沿教材的人来说，这本书在某些现代物理前沿的衔接上处理得略显保守，没有太多抛砖引玉式的启发性内容。我当时听着他聊这些，感觉就像在听外星语，但我能感受到他对这本书的专业肯定。对我来说，我只注意到封面设计很朴素，那种墨绿色的底色，配上白色的宋体字，充满了九十年代高校教材的严谨气息，一眼望去就让人觉得这是个“正经的”知识载体，虽然我本人从未验证过其内容的严谨程度。

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挂了科，什么玩意儿，老师都不按这个上课，说内容太多太乱。

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