The Quantum in Chemistry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Grinter, Roger

出品人:

页数:474

译者:

出版时间:2005-12

价格:687.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780470013182

丛书系列:

图书标签:

量子化学
化学物理
量子力学
分子结构
化学键
计算化学
光谱学
分子动力学
从头算
密度泛函理论

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具体描述

This book explores the way in which quantum theory has become central to our understanding of the behaviour of atoms and molecules. It looks at the way in which this underlies so many of the experimental measurements we make, how we interpret those experiments and the language which we use to describe our results. It attempts to provide an account of the quantum theory and some of its applications to chemistry. This book is for researchers working on experimental aspects of chemistry and the allied sciences at all levels, from advanced undergraduates to experienced research project leaders, wishing to improve, by self-study or in small research-orientated groups, their understanding of the ways in which quantum mechanics can be applied to their problems. The book also aims to provide useful background material for teachers of quantum mechanics courses and their students.

经典力学原理与应用：从宏观到微观的统一视角本书旨在为物理学、工程学及相关领域的研究人员和高年级本科生提供一套全面、深入且富有洞察力的经典力学教程。本书立足于严谨的数学基础，系统阐述了牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学等核心理论，并辅以大量贴近实际问题的应用案例，力求在理论深度与实际操作性之间达到完美的平衡。第一部分：牛顿力学的基石与拓展本书伊始，我们重申了牛顿三大定律在经典物理框架下的核心地位。然而，我们的探讨并非停留在高中物理的层面。我们将深入分析这些定律在不同参考系（惯性系与非惯性系）下的表述形式，特别是科里奥利力与离心力在地球动力学、气象学及工程旋转系统中的关键作用。章节聚焦：变质量系统与火箭动力学一个重要的拓展部分集中在变质量系统。我们详细推导了动量随时间变化的普遍方程，并将其应用于火箭推进理论。通过对齐欧科夫斯基方程的深入剖析，读者将理解恒定推力与变推力火箭在不同推进剂效率下的性能差异，以及多级火箭设计的优化原则。运动的约束：约束的几何与代数约束是经典力学区别于简单运动学的关键。本书对约束进行了精细的分类：单值与多值约束、光滑与非光滑约束、以及理想与非理想约束。我们引入了拉格朗日乘子法作为处理复杂几何约束（如移动的铰链、滚动的球体）的通用工具。例如，对一个在复杂曲面上滚动的刚体，我们展示如何利用约束方程将系统的自由度降至最低，从而简化动力学分析。第二部分：分析力学的优雅与力量分析力学，以拉格朗日和哈密顿表述为核心，是描述复杂系统动力学演化的最强大工具。本书花费大量篇幅构建了从变分原理到分析力学形式的桥梁。拉格朗日力学的构建我们从达朗贝尔原理出发，系统推导出欧拉-拉格朗日方程。重点在于理解“广义坐标”的选择如何简化问题。书中有大量篇幅专门讨论如何处理涉及电磁场的拉格朗日量（即带电粒子在电磁场中的作用），通过引入电磁势，将洛伦兹力转化为保守力的形式，从而纳入拉格朗日框架。经典案例分析：复杂振动系统我们将拉格朗日形式应用于多自由度系统的振动分析。内容涵盖双摆、耦合的弹簧质量系统，以及更复杂的机械振动抑制器设计。通过计算系统的质量矩阵和刚度矩阵，我们演示了如何利用特征值问题求出系统的正常模式（Normal Modes）和特征频率，这是理解共振现象和系统稳定性的基础。哈密顿力学的深刻洞察哈密顿力学作为相空间中的理论，提供了对物理定律更深层次的理解。我们详细阐述了勒让德变换如何从拉格朗日量导出哈密顿量，并深入探讨了泊松括号的物理意义——它揭示了守恒量与系统演化之间的内在联系。泊松括号与守恒定律本书清晰论证了泊松括号如何作为李括号在相空间中的对应，以及哈密顿量随时间的演化（即泊松括号是否为零）如何直接对应于能量守恒。此外，我们探讨了正则变换，解释了如何通过保持哈密顿方程形式不变的坐标变换来简化哈密顿量，例如转化为可分离的坐标系。第三部分：刚体动力学与进阶主题刚体运动是经典力学的核心应用领域，涉及三维空间的旋转和进动。刚体运动的描述我们采用欧拉角和四元数两种方法来描述刚体的空间姿态，并详细比较了它们各自的优势与局限性（例如欧拉角的奇异点问题）。转动惯量张量（惯性椭球）的计算和主轴的确定被置于核心地位，读者将学习如何通过对角化惯性张量来简化刚体绕质心的动力学方程。欧拉方程与陀螺运动我们推导并应用了欧拉动力学方程来分析无外力矩和有恒定外力矩作用下的刚体运动。对于无外力矩的自由陀螺，我们详细分析了其绕主轴的旋进（Precession）和章动（Nutation）现象，这些分析在航天器姿态控制和导航系统中至关重要。经典力学的进阶：连续介质与波动本书最后一部分将视角从离散点系统扩展到连续介质。我们探讨了弹性体的应力-应变关系，并引入了麦克斯韦应力张量，为理解电磁场中机械力的传递奠定基础。最后，我们简要介绍了经典场论的基本形式，例如弹性波方程和声波方程，展示了分析力学如何自然过渡到连续介质力学。总结与展望本书的最终目标是培养读者运用第一性原理解决复杂机械问题的能力。通过对抽象数学形式的深入掌握和对具体物理情境的细致建模，读者将建立起一个坚固的经典力学知识体系，这不仅是进一步学习狭义相对论、量子力学和高级场论的必备阶梯，也是理解现代工程设计和物理实验分析的基石。全书配有大量的数学推导细节和精选的习题，以确保理论与实践的紧密结合。