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出版者:Oxford University Press

作者:Christopher J. Foot

出品人:

页数:346

译者:

出版时间:2005-2-10

价格:USD 70.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780198506966

丛书系列:Oxford Master Series in Physics

图书标签:

• 原子物理
• 科学
• 物理
• Physics
• 物理学
• 教材
• 非虚构
• 科学和心理学
• 原子物理
• 量子力学
• 原子结构
• 光谱学
• 激光物理
• 等离子体物理
• 原子碰撞
• 量子电动力学
• 核物理
• 物理学

《宇宙的基石：物质的微观尺度探索》 本书并非对“原子物理”这一传统学科的直接阐述，而是将目光投向了我们所处宇宙最根本的构成要素，以及科学家们如何一步步揭示它们内在奥秘的探索之旅。我们将深入物质的微观尺度，探寻那些肉眼不可见的粒子，它们如何组合、相互作用，并最终构成了我们所认识的宏观世界。 第一篇：窥视禁区——早期物质观的演进 在科学的黎明时期，人类便对物质的本质充满了好奇。本书将回顾从古希腊哲学家们关于“不可分割的微粒”的朴素猜想到近代化学家们对元素周期表的构建，这一漫长而曲折的探索历程。我们将看到，随着实验技术的进步，特别是光谱分析和电化学等方法的发展，人们逐渐意识到物质并非单一且不可分的。从道尔顿的原子论到门捷列夫的周期表，每一个里程碑都标志着人类对物质基本单元认识的飞跃，为后续的深入研究奠定了坚实基础。然而，这些早期的模型，尽管取得了巨大成功，却未能解释原子自身的结构，也无法解释某些奇特的现象。 第二篇：微观世界的革命——粒子与相互作用的发现 进入20世纪，一系列颠覆性的实验发现彻底改变了我们对物质的理解。本书将详细介绍电子、质子和中子的发现过程，以及它们各自的性质。我们将深入探讨汤姆孙的“葡萄干布丁模型”，并分析卢瑟福 α 粒子散射实验如何揭示了原子的核式结构。爱因斯坦的光电效应解释，揭示了光的波粒二象性，为量子理论的诞生拉开了序幕。而普朗克的能量量子化假说，更是划时代的创举，预示着微观世界的运行方式与宏观世界截然不同。 本篇将重点关注粒子物理学中的几个关键概念： 基本粒子家族： 我们将介绍构成物质的基本粒子，如夸克和轻子，以及传递相互作用的媒介粒子，如光子、胶子、W和Z玻色子。了解它们的种类、性质以及在标准模型中的地位，是理解物质构成不可或缺的一环。 四大基本相互作用： 从最熟悉的电磁相互作用，到驱动恒星发光的强核相互作用，再到放射性衰变中的弱核相互作用，以及尚未完全统一的引力相互作用，我们将逐一剖析它们的作用机制、作用范围和相对强度。理解这些力如何支配着粒子之间的互动，是理解物质世界行为的关键。 量子力学的崛起： 我们将探讨波粒二象性、不确定性原理、量子叠加和量子纠缠等核心概念。这些看似反直觉的原理，却是描述微观粒子行为的唯一语言。我们将通过一些经典的实验和思想实验，来生动地展现量子力学的奇妙与深刻。 第三篇：物质的舞蹈——原子与分子的结构与性质 在基本粒子被发现并理解其相互作用后，我们进一步深入研究它们如何组织起来形成原子和分子。本书将详细阐述原子的能级结构、电子的轨道和自旋，以及它们如何决定原子的化学性质。我们将深入剖析化学键的形成机制，包括离子键、共价键和金属键，以及它们如何将原子连接成稳定的分子。 本篇将聚焦于： 原子光谱的奥秘： 为什么不同的原子会发出或吸收特定波长的光？本书将解释原子能级跃迁与光谱线之间的对应关系，以及这如何成为鉴定元素的有力工具。 量子化学的视角： 如何利用量子力学来描述分子中的电子分布和能量状态？我们将介绍分子轨道理论等方法，以及它们如何成功预测和解释分子的稳定性、反应性和光谱性质。 物质形态的根源： 从固态、液态到气态，以及更奇特的等离子态，本书将探讨物质不同相态的形成原因，以及微观粒子间的相互作用在宏观物质形态中扮演的角色。 第四篇：物质的演化与统一——从宇宙大爆炸到未来展望 物质并非静止不变，它在宇宙尺度上经历着漫长的演化。本书将追溯宇宙的起源，从大爆炸初期的基本粒子汤，到恒星内部的核聚变，再到超新星爆发和黑洞的形成，探讨宇宙中重元素的生成过程。我们将了解物质在不同天体环境下的独特表现，以及这些现象如何印证着我们对微观物理学的理解。 最后，本书将展望物质科学的未来发展方向： 粒子物理学的最前沿： 我们将探讨希格斯机制在赋予粒子质量中的作用，以及当前粒子物理学研究面临的挑战，如暗物质、暗能量的本质，以及弦理论等超出了标准模型的探索。 凝聚态物理的新疆界： 随着对微观物质理解的深入，我们正在探索更多新奇的物质状态，如超导体、拓扑材料和量子计算的潜力。 跨学科的融合： 物质科学与其他学科，如天体物理学、生物学和信息科学的交叉融合，正在催生新的研究领域和技术突破。 《宇宙的基石：物质的微观尺度探索》旨在为读者勾勒出一幅关于物质最微观层面的壮丽画卷，揭示其构成、相互作用以及演化的规律。它并非一本枯燥的教科书，而是带领读者踏上一段引人入胜的科学发现之旅，理解我们所生活的这个世界，是如何从最基本的粒子，一步步构建起来的。

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老实说，我对物理学一直抱有一种敬畏之心，总觉得那些高深的数学公式是难以逾越的鸿沟。然而，这本著作彻底改变了我的看法。它的叙述风格非常平易近人，仿佛一位经验丰富的导师在耳边娓娓道来，而不是冷冰冰的公式堆砌。特别是对波粒二象性的阐述，作者巧妙地运用了类比和历史背景的穿插，使得海森堡的测不准原理不再是令人望而生畏的定律，而是一个关于观察者与被观察物之间微妙关系的哲学思辨。我尤其欣赏其中对于早期物理学家们思维过程的描摹，那种探索未知、不断修正模型的挣扎与突破，让人感同身受，极大地激发了阅读的兴趣。虽然涉及到的数学工具不可避免，但作者总是先给出直观的物理图像，再引入数学表达，这种循序渐进的教学方法，让我在处理微分方程和线性代数时也感到游刃有余。这本书的价值在于，它不仅教会了“是什么”，更教会了“为什么是这样”。

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我拿着这本书跑了不下图书馆的三个不同阅览室，只为了找一个安静的角落把它啃完。这本书的深度和广度令人叹服，它似乎囊括了原子物理学从诞生到现代发展的所有关键里程碑。从卢瑟福的散射实验到玻尔的量子化假设，再到后来的复杂多电子原子理论，逻辑链条衔接得天衣无缝，没有丝毫的跳跃感。最让我印象深刻的是，书中对“选择定则”的讨论，它不仅清晰地解释了哪些跃迁是允许的，还深入探讨了背后的角动量守恒原理，这让我理解到，物理学定律的美感往往体现在那些看似简单的“不允许”之中。此外，书中还适当地引入了一些现代实验技术，比如高分辨率光谱仪的工作原理，这让这本书保持了与时俱进的活力，不至于沦为一本纯粹的历史回顾。对于有一定基础的读者来说，这本书能提供非常扎实且全面的复习和提升材料，很多我之前模糊的概念在这里都得到了清晰的界定和深化。

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我尝试过好几本原子物理学的入门读物，但大多要么过于偏重实验操作而忽略了理论的深刻性，要么就是数学推导过多，让人在理解物理图像之前就迷失在了符号的海洋里。这本著作的成功之处在于找到了一个近乎完美的平衡点。它没有回避必要的数学工具，但每一次引入新的公式，都会伴随着对该公式物理意义的深入剖析和应用场景的详细说明。特别是关于内部结构和同位素效应的章节，作者非常巧妙地引入了相对论效应的初步修正，让读者在学习基础模型的同时，也能窥见更精确的物理图景。书中对原子核衰变和基本粒子相互作用的简要介绍，虽然篇幅不多，但作为连接原子物理与核物理的桥梁，起到了画龙点睛的作用。它教会我的不仅仅是知识本身，更是一种严谨的科学思维：如何从观察到的现象出发，构建模型，进行预测，并通过新的实验来验证和完善这个模型，这是一个物理学家最核心的素养。

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这本书的排版和印刷质量简直是业界良心，拿在手里就有一种沉甸甸的质感，这对于一本需要反复翻阅的专业书籍来说至关重要。每一页的留白都恰到好处，字体选择清晰易读，即使在昏暗的光线下长时间阅读，眼睛的疲劳感也比阅读其他教材要轻得多。内容上，它对角动量量子化和泡利不相容原理的讲解，可以说是目前我见过的最清晰的版本之一。作者似乎深知学习者的痛点，总能在关键的概念转折点提供精妙的注脚或旁白，有效地消除了阅读障碍。例如，在处理斯克里定格方程的求解时，它没有直接跳到复杂的矩阵形式，而是先用图形化的方式展示了电子云的概率分布，这种“先形象，后抽象”的处理方式，极大地降低了初学者的心理门槛。总的来说，这是一本让人愿意“拥有”而不是仅仅“借阅”的书，它的物理形态和内在知识密度都达到了极高的水准。

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这本物理学的书真是让我大开眼界，它不仅仅是一本教科书，更像是一次对微观世界的深度探索。作者以一种非常引人入胜的方式，将复杂的概念分解得清晰易懂。我尤其喜欢它在讲解量子力学基础部分时的那种细致入微，仿佛手把手地引导读者穿越到原子核的边缘。书中的图表设计得非常精妙，那些复杂的能级图和轨道示意图，不仅美观，而且功能性极强，真正起到了辅助理解的作用，而不是堆砌信息的图示。读完关于原子光谱和塞曼效应的那几章后，我感觉自己对光与物质相互作用的理解上升到了一个新的高度。书中对于实验方法的介绍也十分到位，详细描述了如何通过精密的实验来验证那些看似抽象的理论，这种理论与实践的紧密结合，让整个学习过程充满了成就感。对于任何想要深入了解物质最基本构成的人来说，这本书都是一个绝佳的起点，它构建了一个坚实的知识框架，为后续更高级的物理学研究打下了不可动摇的基础。

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老师推荐的，描述简介，参考丰富

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非常好的原子物理教材，不需要太多量子力学知识就能通读。后面介绍了冷原子的冷却技术，对于冷原子的技术手段会有一个大概的了解。 相比于国内的原子物理书好太多，强推

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紧密结合实验

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量子力学大作业主要参考，起点低但是讲了很多方法，推荐。

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紧密结合实验