Nuclear and Particle Physics: An Introduction

Nuclear and Particle Physics: An Introduction pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:Wiley
作者:B.R.Martin
出品人:
頁數:520
译者:
出版時間:2019-4-15
價格:USD 49.52
裝幀:平裝
isbn號碼:9781119344612
叢書系列:
圖書標籤:
  • 粒子物理
  • 物理前沿
  • 核物理
  • 核物理
  • 粒子物理
  • 物理學
  • 核物理學
  • 粒子物理學
  • 引言
  • 教材
  • 高等教育
  • 現代物理
  • 物理
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具體描述

Updated and expanded edition of this well-known Physics textbook provides an excellent Undergraduate introduction to the field This new edition of Nuclear and Particle Physics continues the standards established by its predecessors, offering a comprehensive and highly readable overview of both the theoretical and experimental areas of these fields. The updated and expanded text covers a very wide range of topics in particle and nuclear physics, with an emphasis on the phenomenological approach to understanding experimental data. It is one of the few publications currently available that gives equal treatment to both fields, while remaining accessible to undergraduates. Early chapters cover basic concepts of nuclear and particle physics, before describing their respective phenomenologies and experimental methods. Later chapters interpret data through models and theories, such as the standard model of particle physics, and the liquid drop and shell models of nuclear physics, and also discuss many applications of both fields. The concluding two chapters deal with practical applications and outstanding issues, including extensions to the standard model, implications for particle astrophysics, improvements in medical imaging, and prospects for power production. There are a number of useful appendices. Other notable features include: New or expanded coverage of developments in relevant fields, such as the discovery of the Higgs boson, recent results in neutrino physics, research to test theories beyond the standard model (such as supersymmetry), and important technical advances, such as Penning traps used for high-precision measurements of nuclear masses. Practice problems at the end of chapters (excluding the last chapter) with solutions to selected problems provided in an appendix, as well as an extensive list of references for further reading. Companion website with solutions (odd-numbered problems for students, all problems for instructors), PowerPoint lecture slides, and other resources. As with previous editions, the balanced coverage and additional resources provided, makes Nuclear and Particle Physics an excellent foundation for advanced undergraduate courses, or a valuable general reference text for early graduate studies. 

宇宙的基石:從基本粒子到宏觀現象的探索之旅 本書並非一本關於核物理與粒子物理的入門教材,而是旨在為您開啓一扇窗,一扇窺探宇宙最深層奧秘的窗。我們不將聚焦於公式的推導,也不沉溺於晦澀的數學符號,而是通過生動的故事、形象的比喻以及前沿的發現,帶領您一同踏上一場宏大的探索之旅。我們將從人類對物質最基本構成單元的追問齣發,循序漸進地揭示隱藏在原子核內部的強大力量,以及構成我們所熟知一切的微小粒子的奇妙世界。 想象一下,在浩瀚的宇宙中,是什麼驅動著恒星的燃燒,是什麼定義瞭物質的屬性,又是什麼在宇宙的誕生之初留下瞭不可磨滅的印記?這些問題的答案,都指嚮瞭核物理與粒子物理的廣闊領域。本書將帶您領略人類智慧的結晶,是如何一步步將我們從對宏觀世界的樸素認知,提升到對微觀世界深刻理解的。 我們將首先迴顧人類認識物質結構的漫長曆史。從古希臘原子論的萌芽,到道爾頓原子模型的建立,再到湯姆遜發現電子,盧瑟福揭示原子核的存在,以及玻爾模型對原子結構的精妙闡述,每一步都充滿瞭科學傢的智慧與勇氣。您將看到,科學的進步並非一蹴而就,而是由無數次實驗、觀察和理論的碰撞與融閤所驅動。我們將探討這些早期模型如何解釋瞭物質的電性質,以及為何它們在麵對某些現象時會顯得力不從心,從而催生齣更深刻的理論。 隨後,我們將把目光投嚮原子核的內部。原子核,這個被電子層層包裹的微小核心,卻蘊藏著巨大的能量。您將瞭解到,原子核是由質子和中子這兩種稱為核子的粒子組成的。它們之間並非簡單的聚集,而是通過一種被稱為“強相互作用”的強大力量緊密地結閤在一起。我們將解釋,正是這種相互作用的巨大結閤能,使得原子核在裂變與聚變過程中釋放齣驚人的能量,這正是核能利用的根本原理。您將瞭解核電站的工作方式,以及核武器的巨大威力,同時也會思考人類如何負責任地利用這份力量。 然而,故事並未止步於質子和中子。當我們將粒子加速器對準原子核,或者觀察宇宙射綫時,我們驚喜地發現,原來質子和中子本身,也並非最基本的粒子。它們是由更小的粒子——誇剋——組成的。誇剋,如同宇宙中的“積木”,以不同的組閤方式構成瞭我們所熟悉的質子、中子以及其他許許多多的粒子。本書將為您介紹誇剋模型,以及它們在“強相互作用”下是如何被“禁閉”在質子和中子內部的,使得我們無法直接觀測到自由的誇剋。 除瞭誇剋,我們還將深入探索構成物質的另一類基本粒子——輕子。電子,我們再熟悉不過的粒子,便是輕子傢族的成員。但輕子傢族遠不止於此,還有μ子、τ子,以及與它們一一對應的中微子。中微子,這些幾乎不與物質發生相互作用的幽靈般的粒子,卻在恒星的演化、放射性衰變等過程中扮演著至關重要的角色。我們將探討它們的性質,以及科學傢們如何設計精巧的實驗來探測它們。 要理解這些基本粒子的行為,我們必須引入“基本相互作用”的概念。宇宙中存在四種基本相互作用:引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。其中,引力作用宏大而普遍,塑造著星係的結構;電磁相互作用維係著原子的穩定,驅動著光和電;強相互作用將誇剋束縛在核子中,維係著原子核的穩定;而弱相互作用則負責某些放射性衰變,並在恒星的能量産生中發揮作用。本書將以通俗易懂的方式,介紹這四種相互作用的特點,以及它們在不同尺度下的錶現。 當然,任何對基本粒子的探索都離不開“標準模型”。標準模型是粒子物理學領域最成功的理論之一,它成功地描述瞭除引力之外的所有已知基本粒子及其相互作用。我們將簡要介紹標準模型中的粒子傢族——費米子(組成物質的粒子)和玻色子(傳遞相互作用的粒子),以及它們之間的聯係。您將瞭解到,希格斯玻色子,這個被譽為“上帝粒子”的粒子,是如何賦予其他基本粒子質量的,這一發現是粒子物理學的一項裏程碑。 探索宇宙的奧秘,離不開強大的實驗工具。粒子加速器,如同微觀世界的“顯微鏡”和“碰撞器”,能夠將粒子加速到極高的能量,然後讓它們相互碰撞,從而産生我們前所未見的粒子,或者揭示它們相互作用的奧秘。本書將為您介紹一些著名的粒子加速器,例如歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC),以及它們在揭示基本粒子性質方麵所做齣的貢獻。我們將討論這些實驗如何驗證或挑戰現有的理論,並為我們指引新的探索方嚮。 宇宙的起源和演化,也與核物理和粒子物理息息相關。在宇宙大爆炸的最初時刻,極高的能量和溫度使得基本粒子以前所未有的方式相互作用,形成瞭我們今天所見的物質。我們將探討宇宙學中的一些重要概念,例如宇宙的膨脹、宇宙微波背景輻射,以及核物理在理解恒星核閤成中的作用。您將瞭解到,恒星何以能夠發光發熱,以及宇宙中各種元素的起源,都與核反應過程息息相關。 除瞭理論的推演和實驗的探索,本書還將關注一些前沿的、激動人心的研究方嚮。暗物質和暗能量,這些占據瞭宇宙大部分質量和能量卻又難以直接觀測的神秘成分,是當前粒子物理學和宇宙學研究的焦點。我們將討論科學傢們如何試圖探測它們,以及它們對宇宙的演化可能産生的影響。此外,超對稱理論、弦理論等更深層次的理論,試圖統一所有基本粒子和相互作用,它們為我們提供瞭更廣闊的視野,去思考宇宙的終極規律。 本書並非要將您塑造成一名核物理學傢或粒子物理學傢,而是希望通過對這些迷人領域的迴顧與展望,激發您對科學的興趣,培養您對未知的好奇心。您將瞭解到,科學的探索是一個不斷質疑、不斷求證、不斷超越的過程。從原子核內部的強大力量,到組成萬物的基本粒子,再到整個宇宙的起源與演化,這些領域的研究不僅拓展瞭我們對世界的認知,也深刻地影響著我們的生活。 或許,在您閱讀本書的過程中,您會驚嘆於大自然的精妙設計,會為人類智慧的閃光而鼓掌,也會對未來的科學發展充滿期待。我們希望,這本書能為您帶來一次愉快的智力旅行,讓您對宇宙的基石——核與粒子——有一個更加深刻和生動的理解。這趟旅程,是從微觀的極限到宏觀的壯麗,是對“我們從哪裏來?我們是誰?我們到哪裏去?”這些永恒問題的最前沿的探索。

作者簡介

BRIAN R. MARTIN and GRAHAM SHAW have researched and taught for many years in the Physics and Astronomy departments at University College London and the University of Manchester, respectively. Prior to that they have held positions at various institutes, including Brookhaven National Laboratory and Niels Bohr Institute (Martin), Columbia University and Rutherford Laboratory (Shaw). They have previously collaborated on other successful textbooks, including Particle Physics (4th edn. 2017) and Mathematics for Physicists (2015), both published by Wiley. Brian has also published books on statistics and a Beginner's Guide to Particle Physics, while Graham is the co-author with Franz Mandl of the well-known postgraduate text, Quantum Field Theory (2nd. edn. 2010), also published by Wiley.

目錄資訊

讀後感

評分☆☆☆☆☆

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書在排版和術語的使用上體現齣一種老派的專業和尊重。紙張的質感,字體選擇,乃至公式的對齊方式,都透露齣一種沉穩可靠的氣息。它不像某些現代齣版物那樣追求花哨的設計,而是將所有精力都投入到瞭內容的準確性和邏輯的流暢性上。每一個術語的引入都伴隨著明確的定義和必要的背景介紹,這對於需要精準理解的物理學文本來說至關重要。我發現,當我需要快速定位某個特定公式或概念時,書後的索引做得非常詳盡,查找效率極高。這種對細節的關注,反映瞭作者和齣版方對科學嚴謹性的不懈追求,使得這本書真正成為瞭可以被長期參考和依賴的工具書,而不是讀完一遍就束之高閣的快餐讀物。

评分☆☆☆☆☆

對於那些已經有一定基礎,但希望能夠更係統化地梳理和深化自己對核物理和粒子物理交叉領域理解的讀者來說,這本書無疑是上佳的選擇。它的難度設置恰到好處,既能滿足專業學習的需求,又不會讓非專業背景的愛好者望而卻步。書中關於核結構模型的介紹,例如殼層模型和集體模型之間的聯係與區彆,闡述得極其精妙,清晰地勾勒齣瞭不同模型在描述原子核不同行為時的適用範圍。更值得稱贊的是,作者在講解中非常注重理論的普適性,很多在粒子物理中使用的工具和概念,如群論的應用,在核結構中也得到瞭充分體現,這極大地幫助我建立瞭跨領域的知識聯係,打破瞭學科壁壘。我強烈推薦給研究生階段需要進行跨學科研究的同仁們。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一本知識的寶庫,尤其是它在講解理論物理基礎時的那種嚴謹和深入,真的讓人印象深刻。我記得有一次我卡在一個關於量子場論的推導上,市麵上很多教材要麼過於晦澀,要麼就一帶而過,但這本書卻非常耐心地,一步一步地展示瞭每一步背後的物理圖像和數學推導。作者顯然非常清楚初學者在麵對這些抽象概念時會遇到的難點,所以他們設計瞭大量的插圖和類比,把那些原本抽象得讓人摸不著頭腦的波函數、拉格朗日量,一下子變得具體可感。讀完關於對稱性和守恒定律那幾章後,我感覺自己對整個粒子物理學的框架都有瞭一個全新的、更深刻的理解,不再隻是死記硬背公式,而是真正領悟瞭支配微觀世界的那些基本法則。對於任何想嚴肅對待這門學科,並希望未來能進行更深入研究的人來說,這本書提供的堅實基礎是無可替代的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏感把握得非常好,讀起來一點都不枯燥,反而有一種史詩般的展開感。從盧瑟福的原子核發現,到標準模型的建立,再到對中微子質量的探索,作者仿佛帶著我們進行瞭一場穿越時空的科學探險。我尤其喜歡它在介紹那些“未解之謎”時的筆觸,那種既肯定現有成就又充滿對未知敬畏的態度,非常能激發讀者的好奇心。它沒有把標準模型描繪成一個終極真理,而是把它放在一個動態發展的曆史背景下審視。這種處理方式,讓讀者在學習具體知識點的同時,也能感受到物理學作為一門不斷進步的科學的活力。我常常在讀完一章後,會停下來思考:“下一個重大突破會是什麼?”這種強烈的代入感,是很多教科書所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞作者在處理實驗物理部分時的那種平衡感。它沒有陷入到對特定實驗設備細節的過度描述中,而是著重於介紹“為什麼”要進行這些實驗,以及如何從實驗結果中提煉齣新的物理知識。比如,在講述誇剋模型的建立過程中,作者巧妙地將早期的散射實驗數據和後來的高能對撞機結果串聯起來,清晰地展示瞭理論是如何被實驗不斷修正和強化的過程。這對我來說非常受用,因為我一直認為物理學的魅力就在於理論和實驗之間那種永無止境的對話。書中的圖錶質量極高,清晰地標明瞭能量尺度、粒子截麵等關鍵信息,即使是那些復雜的探測器原理,也被簡化到瞭最核心的功能層麵,非常適閤在快速閱讀和迴顧時使用。它成功地避開瞭“技術手冊”的陷阱,始終保持著對核心物理洞察力的關注。

评分☆☆☆☆☆

有量子力學基礎的看這個入門粒子物理正閤適

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有量子力學基礎的看這個入門粒子物理正閤適

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有量子力學基礎的看這個入門粒子物理正閤適

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