Physics for Scientists and Engineers

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出版者:Thomson Learning 作者:Serway, Raymond A. 出品人: 页数:0 译者: 出版时间:2003-5 价格:$ 102.77 装帧:Pap isbn号码:9780534408558 丛书系列:
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具体描述

探索微观世界的奥秘:量子力学导论 本书旨在为初学者提供一个清晰、严谨的量子力学入门。我们摒弃了繁复的数学推导,将重点放在核心概念的理解和物理图像的建立上。通过生动形象的类比和丰富的实例,您将逐步领略微观粒子世界的奇特行为,理解能量的量子化、波粒二象性以及不确定性原理等颠覆传统认知的量子现象。 第一部分:量子世界的萌芽 本部分将带领您回顾经典物理学的局限性,为量子力学的诞生奠定基础。我们将探讨黑体辐射问题,牛顿经典力学无法解释的现象如何促使普朗克引入能量量子化的概念。接着,我们将深入研究光电效应,爱因斯坦如何进一步发展能量量子化理论,解释光子的存在,揭示光的粒子性。波的干涉和衍射实验虽然在经典波动理论中可以解释,但当我们将这些实验应用于电子等微观粒子时,却出现了前所未有的谜团。德布罗意提出物质波的概念,为理解波粒二象性打开了新的视角。在本部分结尾,我们将概述早期量子论的成功与困境,为后续的深入发展做铺垫。 第二部分:核心概念的解析 量子力学的核心在于其独特的数学描述和概念框架。本部分将详细阐述薛定谔方程,这是量子力学的基本方程,它描述了微观粒子随时间演化的规律。我们将以一维势阱和无限深势阱为例,讲解如何利用薛定谔方程求解粒子的能量本征值和波函数,并解释能量量子化的物理意义。波函数的概率解释是量子力学的关键,我们将深入理解波函数模平方的物理含义,即粒子出现在特定位置的概率密度。不确定性原理是量子力学最令人费解的特征之一,我们将通过海森堡不确定性原理,揭示我们无法同时精确测量粒子的位置和动量。同时,我们将探讨自旋的概念,这是粒子内禀的一种角动量,它在原子结构和磁性现象中扮演着至关重要的角色。 第三部分:量子力学的应用与拓展 量子力学的理论框架并非空中楼阁,它在众多科学和技术领域展现出强大的解释力和预测能力。本部分将聚焦于量子力学的重要应用。我们将从原子模型出发,解释玻尔模型的成功与不足,以及量子力学如何更准确地描述原子能级和光谱。分子键的形成和化学反应的本质,都离不开量子力学的深入分析。我们将探讨分子轨道理论,理解共价键的形成机制。固态物理学,如半导体材料的性质,其导电性、绝缘性等特性,都源于其微观的量子行为。我们将介绍能带理论,解释固体中电子的运动规律。此外,我们还将简要介绍量子隧穿效应,它在扫描隧道显微镜等技术中发挥着关键作用。最后,我们将展望量子计算和量子信息等前沿领域,展示量子力学在未来科技发展中的巨大潜力。 本书特点: 直观易懂: 采用丰富的类比和图示,化抽象为具体,帮助读者建立直观的物理图像。 循序渐进: 内容安排由浅入深,从经典物理的局限性出发,逐步引入量子力学的核心概念。 概念为重: 强调对物理概念的理解,而非过度纠缠于复杂的数学技巧。 联系实际: 介绍量子力学在科学技术中的广泛应用,激发读者的学习兴趣。 本书适合物理学、化学、材料科学、工程科学等相关专业的本科生,以及对量子世界充满好奇心的广大读者。希望本书能为您开启一扇通往微观世界的神奇大门。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书对我来说,最大的震撼在于其对“严谨性”的执着追求。我是一个对物理学史和哲学思考比较感兴趣的读者,通常会寻找那些在阐述物理定律时,会穿插历史背景和思维演变过程的书籍。然而,这本教材完全是另一种风格——它更像是一本“操作手册”,告诉你“是什么”以及“如何用”,但很少探讨“为什么会是这样”的历史抉择。例如,在介绍电磁场时,作者直接给出了麦克斯韦方程组的微分形式,然后就开始着手推导边界条件和波的性质,整个过程干净利落,不拖泥带水。这对于需要快速掌握工具和解决特定问题的工程技术人员来说是高效的,但对于我这种喜欢追根溯源的人来说,总觉得少了点“人情味”。我一直在寻找,究竟是哪位科学家在哪个关键时刻,是如何打破了旧有的观念,才使得这些方程能够被接受的。书中偶尔出现的历史注释,也只是点到为止。因此,我必须额外阅读大量关于物理学史的辅导材料,才能将这些冰冷的公式与鲜活的科学发展联系起来。可以说,这本书提供了“骨架”,但需要学习者自己去填充“血肉”和“精神”。

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这本《物理学》的教材,对于我这种非物理专业背景,但又需要理解基础科学原理的人来说,简直是一场噩梦与惊喜交织的旅程。我是在一个跨学科项目组里被要求快速掌握一些基础力学和电磁学概念的,所以当初抱着“囫囵吞枣”的心态翻开了它。说实话,前几章的微积分推导和抽象定义,差点没把我劝退。作者在处理一些核心概念时,比如角动量守恒或者法拉第电磁感应定律,似乎默认读者已经对高数有着相当的熟悉度,公式的推导过程写得非常紧凑,几乎没有中间步骤的赘述。我花了大量的时间在查阅微积分参考书,才能跟上作者的思路。但一旦跨过了最开始的门槛,那种豁然开朗的感觉是其他通俗读物无法给予的。特别是当涉及到一些实际工程应用案例时,书中的配图虽然偏向传统,但逻辑性极强,能清晰地展示理论是如何映射到现实世界的。例如,书中对振动与波的讲解,深度足够支撑理解共振现象在桥梁设计中的影响,这一点非常实用。不过,我真的希望作者能在绪论部分增加一个“预备知识检查清单”,这样能让像我一样的“跨界学习者”更有效率地进行准备,而不是在第一章就被突如其来的复杂数学公式卡住。总体而言,它更像是一本为未来工程师准备的“硬核”入门砖,而不是面向大众的科普读物。

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这本书对我而言,更像是一座精心雕琢的知识迷宫的地图。我是一个自学爱好者,利用业余时间来挑战经典物理学的深度。我的背景是文科,所以每次翻开这本书,都像是进行一次智力上的“极限运动”。这本书的“深度”是毋庸置疑的,但它对“直觉”的培养略显不足。比如,在处理相对论性动量和能量时,虽然数学推导无懈可击,公式也完全正确,但那种“速度越快,质量感增加”的奇异体验,仅仅是通过公式的冰冷数字体现出来的,缺乏生动的类比或视觉化的解释来帮助初学者建立物理直觉。我发现,很多时候,我必须先在其他科普读物中建立起对某种现象的感性认识,然后再回到这本书中去寻找那个严谨的数学证明,否则我的大脑很难接受这些反直觉的结论。它更像是一本“验证”之书,而不是一本“启发”之书。它能教会你如何严谨地证明一个已知结论,但对于那些“灵光一闪”的物理发现过程,它似乎兴趣不大。对于那些渴望在物理世界中寻找美感和灵感的人来说,可能需要搭配一些更具人文关怀的读物来平衡这种纯粹的理性轰炸。

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我是在一个大学的暑期强化班上使用的这本书,老实说,它几乎定义了什么是“标准本科教材”。它的结构清晰得令人发指,从运动学到能量,再到场论,每一步都遵循着经典物理学的逻辑顺序。最让我感到满意的是其习题集的质量和数量。习题被清晰地分为了“概念检验”、“数值计算”和“问题探讨”三大类。概念检验题能迅速帮你确定对基本定义的掌握程度;数值计算题则确保你的数学操作没有出错;而“问题探讨”往往是小型的、需要整合多个知识点的迷你项目。我记得有道题,要求我们计算一个非均匀电场中带电粒子在磁场中运动的轨迹,这道题涉及了矢量微积分、微分方程求解和坐标变换,完整地做下来,几乎是对之前所有电磁学内容的一次总复习。这本教材最大的优点就是其强大的“自洽性”和“可测试性”。你不需要依赖老师的额外讲解,只要严格按照书中的步骤,一步步向下推导,就能得到确定的结果。对于自学者而言,这种清晰的路径指引是无价的。不过,它的语言风格确实偏向学术化,有些地方的表述显得相当冗长和正式,有时候会让我感觉像在阅读一份法律条文,而不是一本友好的学习伙伴。

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我是在准备研究生入学考试时接触到这本书的,坦白说,这本书的深度和广度是毋庸置疑的,但它更像是为那些已经接受过扎实高中物理训练,并且目标是深入研究物理学或相关工程领域的学生量身定做的。对于我来说,最大的价值体现在其对“系统化思维”的培养上。作者没有采取那种章节之间相对独立、零散的讲解方式,而是非常注重知识的内在联系。比如,在热力学部分,他对熵的引入和解释,是紧密结合了统计力学中的微观状态概念的,这种从宏观到微观的逻辑递进,极大地帮助我理解了热力学第二定律的本质,而非仅仅停留在“热量不会自发地从低温物体传向高温物体”这样的记忆层面。书中提供的例题设计得非常巧妙,它们通常不是简单的代数代换,而是要求你先建立一个物理模型,然后用多个章节学到的知识点进行组合运算才能得出答案。这无疑是考试的“利器”,能有效区分出那些真正理解了物理概念和只会套用公式的考生。唯一的遗憾是,部分章节的插图相对老旧,有些动态过程的展示,如果能用现代的软件模拟或更精细的剖面图来展现,效果会更佳。阅读过程需要极大的专注力,因为它几乎没有“闲笔”,每一个公式、每一个定义都是为了构建后续更复杂的理论大厦。

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那个极其cute的FIG. Q35.3让我忽然对它心存感激...在昏天黑地的备考期里。

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