物理学 第6版 Physics, 6th Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:992

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出版时间:2004-12

价格:1283.23元

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isbn号码:9780471151838

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• 物理学
• 大学物理
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• 力学
• 电磁学
• 光学
• 量子力学
• 热力学
• 现代物理
• 教材

探索宇宙的奥秘：一部全面的经典物理学导论 书名： 经典力学与热力学导论 (Introduction to Classical Mechanics and Thermodynamics) 作者： 约翰·D·史密斯 (John D. Smith) 版本： 第二版 (Second Edition) --- 内容简介 本书《经典力学与热力学导论》第二版，是一本专为大学本科理工科学生精心编写的教材，旨在为读者提供对宏观世界物理现象背后基本原理的深刻理解。它系统地、循序渐进地构建起从牛顿力学到热力学、再到简谐振动和波动等经典物理学核心领域的知识体系。本书的编排侧重于物理概念的清晰阐述、数学工具的有效应用，以及对现实世界中复杂问题的建模能力培养。 第一部分：基础力学——牛顿体系的构建 本部分从最基本的运动学概念入手，精确定义了位移、速度和加速度，随后引入了牛顿运动定律——这是经典力学的基石。我们详细分析了惯性参考系的概念，并深入探讨了非惯性系（如旋转参考系）中虚构力的引入与应用，例如科里奥利力和离心力，这些在地球科学和工程应用中至关重要。 随后，我们转向能量和守恒定律。功与能的概念被严格定义，并建立了动能定理。势能的概念被引入，特别关注了保守力场，如重力场和弹簧力。这直接引出了机械能守恒定律，该定律被应用于解决一系列复杂的动力学问题，包括碰撞问题和受限运动。 动量及其守恒定律在分析涉及相互作用力的系统时展现出其强大的威力。本书不仅涵盖了一维和二维的碰撞问题，还深入探讨了动量在系统质心运动中的应用，即使系统内部存在复杂的相互作用力。 刚体的运动是本部分的重要延伸。我们引入了转动惯量、转矩和角动量等核心概念。详细推导了转动刚体的转动定律，并强调了角动量守恒定律在陀螺仪稳定性和天体力学中的应用。通过对转动惯量计算方法的全面介绍（如平行轴定理和垂直轴定理），读者将能够熟练处理各种不规则物体的转动问题。 振动与波动： 简谐振动（SHM）作为最基本的周期性运动形式，被深入分析。我们推导了理想弹簧振子的运动方程，并讨论了阻尼振动和受迫振动下的响应特性，重点突出了“共振”现象的物理机制及其工程意义。随后，内容扩展到一维波动，包括横波和纵波的传播特性，探讨了波的叠加原理、反射、折射和干涉现象，为后续学习波动力学打下了坚实的基础。 第二部分：万有引力与轨道动力学 本部分专门聚焦于万有引力定律，并将其置于更宏大的背景下考察。详细推导了引力场下的势能函数，并应用能量方法分析了行星和卫星的轨道运动。开普勒定律被从牛顿引力理论中严格导出，并讨论了圆锥曲线轨道（椭圆、抛物线、双曲线）的物理意义。此外，本书还探讨了引力场中的势能概念，以及如何利用拉格朗日点进行空间轨道设计的基础思路。 第三部分：经典热力学——能量的宏观描述 本部分是本书的另一核心支柱，专注于描述大量粒子系统的宏观行为，即热力学。 我们首先定义了温度、热量、功以及内能等基本热力学量。热力学第零定律为温度的量度提供了基础，而第一定律——能量守恒在热力学过程中的表现——被赋予了严谨的数学形式，并应用于各种理想气体过程（等温、等压、等容、绝热）。 深入探讨了气体动理论。通过微观粒子运动的随机性，我们成功地导出了理想气体的压强公式，并推导出了气体分子的速率分布（麦克斯韦分布），从而将微观世界的统计行为与宏观热力学量（如温度）建立了清晰的联系。 热力学第二定律是本部分的灵魂所在。本书以不同表述（克劳修斯和开尔文-普朗克）引入了熵的概念。熵的统计力学诠释被作为一种直观理解方式提供，同时严格推导了卡诺循环的效率极限，并应用了不等式形式的第二定律来分析实际热力学过程的可行性。 热力学第三定律被介绍为所有热力学分析的边界条件，讨论了绝对零度的不可达到性。最后，本书系统地介绍了热力学基本关系式（如麦克斯韦关系式），这些关系式使得我们可以仅通过测量一组容易获取的量（如热容、体积变化）来推导出其他难以测量的量（如熵、比热比）。 本书特色与教学方法： 本书在内容组织上力求平衡理论的严谨性和应用的广泛性。 1. 概念驱动的推导： 所有重要公式和定律的推导都紧密围绕清晰的物理图像，避免纯粹的数学罗列。 2. 例题与习题： 每章都包含大量的精选例题，这些例题不仅展示了如何应用公式，更重要的是展示了如何进行问题分解和建模。大量的课后习题，难度从基础巩固到挑战思维的综合应用题，确保了学习的深度。 3. 数学工具的适度引入： 涉及的微积分和矢量分析工具在首次使用时会进行简要回顾或明确指出其用途，确保学生能够有效掌握必要的数学语言。 4. 历史视角与现代联系： 在关键概念介绍时，穿插了历史背景，帮助读者理解物理思想是如何一步步发展的。 《经典力学与热力学导论》旨在培养学生的物理直觉、严谨的逻辑思维能力和利用基本物理原理解决复杂工程及科学问题的能力，是后续学习电磁学、量子力学和统计物理学的理想垫脚石。

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关于习题和配套资源的丰富性，这本书简直是为自学者量身定做的“全能装备包”。市面上很多教材的习题部分要么太简单，要么难度陡增到让人望而却步，但这本书的练习题设置却像一个精妙的过滤器。基础练习稳固了概念，中等难度的题目开始考验应用能力，而最后的“挑战性”问题则真正让你体会到物理思维的魅力——它们往往需要跨章节的知识整合和创造性的解决思路。更赞的是，配套的在线资源库提供了详尽的解题步骤和背景资料，我曾为一道关于电磁波在介质中传播的习题绞尽脑汁，最终在配套视频中找到了一个不同的、更优雅的推导路径，那种豁然开朗的感觉，无可替代。这本书真正做到了“学以致用”，确保了理论知识能够顺利地转化为实际的解题能力。

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这本书在引入现代物理概念的过渡处理上，做得尤为出色，体现了其“与时俱进”的编辑理念。许多经典物理教材在处理相对论和量子论时，往往显得有些突兀，仿佛是强行嫁接在新牛顿力学体系之上。然而，我发现这本书非常巧妙地利用了经典物理的局限性作为引子。例如，它在讨论黑体辐射时，并非简单地陈述普朗克定律，而是花了相当篇幅去解析经典物理学在解释该现象时遭遇的“紫外灾难”，这种“旧理论的破产”所带来的历史张力，使得新理论的诞生更具说服力和感染力。这种历史观的融入，让学习过程不再是孤立地掌握公式，而是理解科学是如何在矛盾和修正中前进的，这对于培养一个真正的科学思维至关重要。

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这本书在内容的深度和广度上达到了一个令人惊叹的平衡点，它没有陷入那种堆砌晦涩难懂的理论的泥潭，而是以一种非常“人性化”的教学方式，将那些原本高不可攀的物理概念娓娓道来。作者似乎深谙初学者的思维路径，总能在关键的转折点设置一些巧妙的类比或生活实例，一下子就击中了理解的痛点。比如，在讲解量子力学基础时，它没有直接抛出薛定谔方程，而是先通过一系列精彩的历史背景和思想实验，逐步引导读者体验物理学家们是如何一步步摸索到这个理论的。这种叙事性的教学方法，极大地降低了学习的心理门槛，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在跟随一位经验丰富的导师进行一场知识的探险。这种循序渐进、注重启发性的处理，使得即便是那些我以往觉得最抽象的部分，现在也变得清晰可触。

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我必须提到这本书在图示和数据呈现上的专业水准，这在任何严肃的科学读物中都是至关重要的。那些关于物质结构和场域分布的插图，其精确度高到令人称奇，完全没有那种为了美观而牺牲准确性的倾向。特别是当涉及复杂的三维空间运动或电磁场分布时，它采用的多视角透视图和清晰的坐标轴标记，极大地帮助了我的空间想象力。此外，书中引用的实验数据和常数值，都标注了明确的来源和不确定度范围，这种严谨性让我对书中所述的每一个结论都充满信心。它教导的不仅仅是物理定律，更是一种对实验数据保持敬畏和批判性态度的科学精神，这点是很多流于表面的教材所无法企及的。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，精装的质感拿在手里沉甸甸的，内页的纸张光洁度极佳，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称道的是，排版布局的处理极其考究，字体选择典雅大气，疏密得当，那些复杂的公式和图表被安置得井井有条，每一个细节都透露出出版方对知识传播的尊重。我尤其喜欢它在色彩运用上的克制与精准，大量的留白不仅提升了阅读的舒适度，更仿佛为每一章节搭建了一个思考的空间，让人能沉浸其中，不被外界干扰。我记得翻到力学部分时，那些矢量图的绘制栩栩如生，那些惯性系统的示意图清晰到仿佛能直接在脑海中构建出三维模型。这不仅仅是一本教材，它更像是一件精心打磨的艺术品，让人在学习物理的同时，也能享受到阅读的愉悦。这种对物理美学的极致追求，无疑为枯燥的理论学习注入了一股清新的活力。

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