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出版者:Edc Pub

作者:Stockley, Corinne/ Oxlade, Chris/ Wertheim, Jane/ Rogers, Kirsteen (EDT)/ Tomlins, Karen (CON)

出品人:

頁數:128

译者:

出版時間:2007-1

價格:$ 14.68

裝幀:Pap

isbn號碼:9780794515614

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理學
• 詞典
• 插圖
• 科學
• 教育
• 參考書
• 術語
• 定義
• 學習
• 百科全書

好的，這是一份為您的圖書《Illustrated Dictionary of Physics》撰寫的、內容詳實且不包含該書具體內容的圖書簡介： --- 深入理解宇宙的藍圖：跨越經典與現代的物理學全景 一部旨在係統梳理物理學核心概念、揭示自然界基本規律的權威參考著作。 這部百科全書式的著作，並非一部麵嚮初學者的入門讀物，而是一部為嚴肅的學習者、科研人員、以及對自然科學懷有深厚探究欲的讀者量身打造的深度工具書。它緻力於構建一個全麵、嚴謹且相互關聯的物理學知識體係，涵蓋瞭從最宏觀的宇宙尺度到最微觀的基本粒子領域，旨在為讀者提供一個清晰的知識導航圖，幫助他們穿梭於物理學的浩瀚領域。 本書的結構設計充分考慮瞭物理學知識的內在邏輯和演進脈絡。它摒棄瞭零散的概念羅列，而是采用瞭一種主題驅動的敘事方式，將物理學的各個分支有機地整閤在一起。其核心目標是：闡明基本原理，追溯理論發展，並展示這些原理在現代科學前沿的應用。 第一部分：力學的基石與運動的奧秘 本書的第一部分，聚焦於人類對物質運動和相互作用最基礎的理解——經典力學。這部分內容深度挖掘瞭從亞裏士多德的直覺描述到牛頓綜閤的飛躍。 運動學的精確描述： 我們詳細探討瞭位移、速度、加速度的矢量性質，以及如何通過微積分工具來描述復雜運動的軌跡。特彆地，對於二維和三維空間中的剛體運動，我們提供瞭詳盡的數學錶述和直觀的幾何解釋。 牛頓定律的普適性： 對牛頓第一、第二、第三定律的解讀超越瞭教科書式的陳述，深入探討瞭慣性係與非慣性係下的應用，以及動量守恒定律在碰撞和爆炸過程中的嚴格推導。第三定律被提升到更抽象的相互作用對稱性的層麵進行討論。 功、能與勢場的深層結構： 能量的概念是物理學的核心支柱。本書對功的定義、動能定理、保守力與非保守力的區分進行瞭細緻的剖析。勢能的概念被推廣到廣義的勢場描述，並探討瞭勢能麵如何決定粒子的運動傾嚮。拉格朗日力學與哈密頓力學的引入，標誌著對經典力學理解的深化，它們不僅是解決復雜係統的數學工具，更是通往量子理論的哲學橋梁。這些高級形式的力學，以最小作用量原理為核心，展示瞭物理規律的優雅性與簡潔性。 振動、波與耦閤係統： 諧振子的分析是理解自然界周期性現象的關鍵。本書深入研究瞭簡諧振動、阻尼振動和受迫振動，特彆是共振現象的物理機製。在此基礎上，內容擴展至機械波的傳播特性，包括波的疊加、乾涉、衍射和多普勒效應，為理解聲學和光學現象奠定基礎。 第二部分：熱力學、統計力學與物質的宏觀行為 本部分著眼於描述大量粒子集閤體的宏觀性質，連接瞭微觀世界與日常經驗。 熱力學的基本定律： 對零點定律、第一定律（能量守恒在熱係統中的體現）、第二定律（熵增原理的必然性）以及第三定律（絕對零度的不可及性）進行瞭嚴謹的闡述。我們特彆關注熱力學過程的不可逆性，並探討瞭熱機效率的理論極限。 統計力學的橋梁作用： 統計力學是連接微觀分子運動與宏觀熱力學量（如溫度、壓力）的橋梁。本書詳細介紹瞭概率論在物理學中的應用，特彆是玻爾茲曼分布、麥剋斯韋速率分布的推導。對於理想氣體模型，本書提供瞭從微觀漲落到宏觀方程的完整路徑。 統計係綜與信息論聯係： 更高級的分析涉及正則係綜、微正則係綜和大正則係綜的建立，它們分彆適用於不同邊界條件下的物理係統。熵的概念被提升到信息論的視角，探討瞭信息丟失與物理係統無序度的關係。 第三部分：電磁場的統一與光的本質 電磁學部分構成瞭對自然界基本作用力之一的全麵探索，該部分強調瞭電場、磁場和光之間的深刻聯係。 靜電學與靜磁學基礎： 從庫侖定律到高斯定理，再到電勢的構建，靜電場的描述是係統的起點。隨後，我們轉嚮穩恒電流産生的磁場，重點分析瞭畢奧-薩伐爾定律和安培環路定理的應用。磁介質（鐵磁體、抗磁體）的引入，深化瞭對磁化強度的理解。 法拉第定律與麥剋斯韋方程組的完整形態： 本書的核心在於對法拉第電磁感應定律的深入剖析，特彆是其與變化的磁通量的關聯。隨後，麥剋斯韋引入的“位移電流”概念被詳細闡述，這使得電磁場的方程組首次達到瞭完整的、自洽的形式。方程組的建立是物理學史上最偉大的統一之一。 電磁波的産生與傳播： 基於麥剋斯韋方程組的求解，本書推導齣瞭電磁波的波動方程，證明瞭光即是電磁波的必然性。內容的深度體現在對電磁波在不同介質中傳播（反射、摺射、偏振）的矢量分析，以及坡印廷矢量對能量流密度的描述。 第四部分：相對論的革命與時空的重構 本部分探討瞭愛因斯坦提齣的革命性理論，它徹底改變瞭我們對時間、空間和質量的認識。 狹義相對論的原理與時空觀： 狹義相對論建立在光速不變和相對性原理之上。本書詳盡地推導瞭洛倫茲變換，並展示瞭它如何導緻時間和空間不再是絕對的量。洛倫茲收縮、時間膨脹、速度相加公式的導齣，以及質能關係 $E=mc^2$ 的物理意義，都被進行瞭嚴格的數學論證和概念澄清。 狹義相對論的動量與能量： 我們區分瞭經典動量與相對論動量的不同，並探討瞭相對論性碰撞的分析方法。能量-動量四矢量概念的引入，是為更廣闊的理論框架做準備。 廣義相對論的幾何化描述： 廣義相對論部分從等效原理齣發，探討瞭引力的本質——時空彎麯。雖然涉及復雜的微分幾何，本書仍力求用直觀的方式解釋測地綫、黎曼麯率張量等核心概念。愛因斯坦場方程的物理意義，以及其在解釋水星近日點進動、引力紅移等現象中的應用，構成瞭本部分的高潮。 第五部分：量子力學的基石與微觀世界的奇異性 本部分是現代物理學的核心，描述瞭物質和能量在原子及亞原子層麵的行為。 從黑體輻射到波粒二象性： 量子理論的起源被追溯到普朗剋對黑體輻射的量化假設。光電效應、康普頓散射等實驗現象如何證明瞭光子的存在，以及德布羅意物質波的提齣，共同確立瞭波粒二象性的基本圖景。 薛定諤方程與波函數的解釋： 薛定諤方程被係統地闡述為量子力學的基本動力學方程。本書深入討論瞭波函數 $Psi$ 的概率詮釋（玻恩定則），並分析瞭它在無限深勢阱、有限勢壘穿透等基本模型中的解法。 不確定性原理與量子態的代數結構： 海森堡不確定性原理被視為物理係統內在的局限性，而非測量誤差。我們隨後轉嚮更抽象的數學框架，引入瞭狄拉剋符號（Bra-Ket 記號），並探討瞭算符、本徵值和本徵態的概念，這是理解角動量量子化和自鏇等基本屬性的關鍵。 原子結構與量子數： 詳細分析瞭玻爾模型到索末菲模型，最終過渡到薛定諤方程對方氫原子體係的精確求解，解釋瞭四個量子數（主量子數 $n$、角量子數 $l$、磁量子數 $m_l$ 和自鏇量子數 $m_s$）的物理意義及其對原子能級結構的決定作用。 結論：連接與展望 本書的結尾部分緻力於整閤上述知識，並簡要概述瞭更前沿的領域，如粒子物理學標準模型的基本框架、凝聚態物理中的能帶理論，以及宇宙學中物質與能量密度的分布問題。它旨在為讀者指明方嚮，理解物理學的各個分支並非孤立存在，而是共同構成瞭一個關於自然界運作機製的宏大敘事。 本書的特色在於其詳盡的數學推導、豐富的圖示輔助（此處指在實際書籍中會有的配圖，但在此簡介中不對具體圖示進行描述）、以及對核心概念跨越不同理論層次的反復印證，確保讀者不僅“知道”概念，更能“理解”其背後的邏輯和數學結構。 這是一部麵嚮專業人士和高階學習者，以嚴謹著稱的物理學深度參考寶典。 ---

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