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出版者:McGraw-Hill College

作者:Giambattista, Alan/ Richardson, Betty McCarthy/ Richardson, Robert C.

出品人:

页数:1104

译者:

出版时间:2006-7

价格:$ 299.17

装帧:HRD

isbn号码:9780073301747

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 大学物理
• 科教
• 教材
• 理工科
• 物理
• 大学
• 学习
• 科学
• 教育

好的，以下是一本名为《大学物理学：从基础到前沿》的图书简介，此书内容与您提到的《College Physics》不相关： --- 《大学物理学：从基础到前沿》 导论：理解宇宙的语言 欢迎踏入《大学物理学：从基础到前沿》的世界。本书旨在为读者构建一个坚实且深入的现代物理学知识框架，它不仅仅是对经典物理概念的复述，更是对当代科学探索的全面导览。我们相信，物理学是理解自然界运作方式的基石语言，理解了它，我们才能真正把握我们所处宇宙的宏大与精妙。 本书的结构经过精心设计，旨在平滑过渡，确保初学者能够稳步建立起严谨的物理思维，同时为进阶学习者提供足够的深度和广度。我们不仅涵盖了经典力学、电磁学、热力学与统计物理等核心领域，更将它们置于现代物理学的宏大背景之下进行审视。 第一部分：经典物理的基石与延伸（力学与热学） 本部分致力于夯实经典物理的根基，并展示这些看似“古老”的理论如何在新兴领域中持续发挥不可替代的作用。 第一章：运动学的精确描述与牛顿定律的普适性 我们从对运动的精确数学描述开始，引入向量分析在三维空间中的应用。重点深入探讨牛顿三大定律，不仅仅停留在公式层面，更强调其背后的物理意义和适用范围。牛顿定律在惯性系和非惯性系中的应用（如科里奥利力与离心力的处理）被详尽解析。随后的章节将着重于保守力与非保守力的概念辨析，能量守恒、动量守恒及角动量守恒原理被提升到跨越不同物理分支的统一视角进行审视。我们采用张量分析的初步概念来处理旋转动力学，为后续更复杂的耦合系统做铺垫。 第二章：振动、波动与能量的传播 本章深入探讨简谐振动（SHM）的数学模型，并扩展至受迫振动与阻尼振动的真实世界现象，包括共振现象的物理机制及其在工程学中的影响。随后，我们将详细分析机械波的传播特性，从横波到纵波，引入波函数、波速、波长、频率之间的内在联系。傅里叶分析的初步介绍将被用于分解复杂的波形，揭示周期现象背后的基本频率成分。 第三章：热力学与统计力学的桥梁 本书对热力学的处理是建立在微观和宏观的连接之上的。我们首先定义了宏观热力学量（温度、压力、体积），并系统阐述了热力学三大定律。重点在于对熵的深入理解——作为系统无序度的量度，以及其在不可逆过程中的指示作用。 更进一步，本章花费大量篇幅引入统计力学基础。通过玻尔兹曼分布和概率论的工具，我们将宏观热力学量（如温度、内能）从大量粒子的微观运动中推导出来。这部分内容将为理解固体的比热、理想气体的行为，乃至相变的本质提供一个更为深刻的微观视角。 第二部分：场论的统一与光——电磁学的宏伟叙事 电磁学是物理学中最精妙且最统一的理论之一。本部分将从静电学出发，最终导向麦克斯韦方程组的完整构建。 第四章：静电场与高斯定律 从库仑定律出发，我们详细分析了电荷的分布与电场的形成。高斯定律被视为电场概念的几何表达，本书将展示其在求解对称电场问题中的强大威力。电势的概念及其与电场的内在关系被深入剖析，为理解电势能和电势梯度奠定了基础。 第五章：稳恒电流、磁场与安培定律 本章关注稳恒电流产生的磁场，从毕奥-萨伐尔定律到安培定律，我们系统地分析了载流导线、螺线管等典型结构产生的磁场。洛伦兹力在描述带电粒子在磁场中运动时的作用被精细讨论。 第六章：电磁感应与麦克斯韦方程组的构建 法拉第电磁感应定律揭示了变化的磁场如何产生电场，这是理解发电机和变压器的核心。在本章的高潮部分，我们将整合所有电磁定律，引入麦克斯韦的位移电流项，从而完整地构建出具有普适性的麦克斯韦方程组。本书将重点阐述这四个方程组在描述电磁现象中的内在一致性与完备性。 第七章：电磁波的产生、传播与光速的起源 基于麦克斯韦方程组的齐次形式，我们推导出电磁波的波动方程。这不仅解释了光是一种电磁波，更精确地导出了光速的数值，并展示了电磁波的横截特性、能量流（坡印廷矢量）和动量。本章还讨论了电磁波在不同介质中的反射、折射，以及电磁波谱的各个频段的应用。 第三部分：现代物理学的视野（相对论与量子革命） 经典物理学在二十世纪初遭遇了深刻的危机，本书的后半部分将带领读者跨越这些界限，进入现代物理学的核心。 第八章：狭义相对论——时空观的重塑 本章从对迈克尔逊-莫雷实验的批判性分析入手，引出爱因斯坦的两条基本假设。我们系统地推导了洛伦兹变换，并深入探讨了其对时间（时间膨胀）、长度（长度收缩）和相对速度叠加公式的颠覆性影响。质量与能量的等效性 ($E=mc^2$) 被置于核心地位，探讨了其在核物理中的宏大意义。 第九章：量子力学的黎明——黑体辐射与光电效应 我们回顾了经典物理无法解释的两个关键现象：黑体辐射谱的解释（普朗克量子的引入）和光电效应的成功阐释（爱因斯坦的光子假说）。这为理解能量的不连续性——量子化——奠定了基础。 第十章：波粒二象性与不确定性原理 德布罗意提出物质波的概念，将波与粒子统一于一个更为深奥的描述之下。本章将深入讨论电子衍射实验的意义。随后，我们将引入海森堡不确定性原理，这不是一个技术限制，而是自然界的基本属性，它深刻地界定了我们能够同时精确知道的物理量对的极限。 第十一章：原子结构与能级 在波尔模型的基础上，我们引入薛定谔方程在简单情况下的应用（如一维势阱），用波函数 $psi$ 的概率解释取代了经典轨道概念。这使我们能够精确计算氢原子能级，解释光谱线的精细结构，并为理解化学键的本质打开了大门。 结语：物理学的未来疆域 本书的最后部分，我们将简要展望凝聚态物理（晶体结构与能带理论的初步概念）、核物理（衰变、裂变与聚变）以及粒子物理学的标准模型。我们的目标是让读者意识到，物理学是一门永无止境的探索之旅，当前的知识仅仅是通往更深层规律的阶梯。 本书特色： 严谨的数学推导： 每一项重要结论都伴随着清晰、逻辑严密的数学推导过程，鼓励读者主动构建物理图像。 跨学科联系： 强调物理学与其他科学（化学、工程、信息科学）的交叉点，展示物理原理的广泛应用。 概念深度优先： 避免为介绍现象而介绍现象，所有模型和定律都建立在对基本物理概念深刻理解的基础之上。 丰富的例题与习题： 大量精心设计的计算题和概念辨析题，以不同难度梯度分布在章节末尾，用于巩固学习效果。 《大学物理学：从基础到前沿》不仅是一本教材，更是一扇通往科学思维殿堂的门户。它将赋予读者分析复杂系统、解决未知问题的能力，并培养出对自然界运行规律的由衷敬畏。

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