工科物理 上册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:250

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出版时间:2009-1

价格:24.00元

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isbn号码:9787111254997

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好的，以下是一份详细的图书简介，内容不涉及《工科物理 上册》： --- 《现代材料科学导论》 本书简介 《现代材料科学导论》旨在为理工科学生、研究人员以及对材料世界充满好奇的读者，提供一个全面而深入的视角，探索构成我们现代世界的各种物质的结构、性质、制备与应用。本书摒弃了传统材料学中过于孤立的学科划分，采用跨学科的综合性方法，强调从原子尺度到宏观尺度的联系，帮助读者构建起一个系统、连贯的材料科学知识体系。 全书共分三大部分，共十二章，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广阔范围。 第一部分：材料科学的基石——结构与性质（第1章至第4章） 本部分着重于奠定材料科学的基础，阐述物质的微观结构如何决定其宏观性能。 第1章：原子结构与化学键 本章首先回顾了量子力学在描述原子结构中的核心地位，详细讨论了原子轨道、电子排布以及周期性规律。随后，深入剖析了主要的化学键类型：离子键、共价键、金属键以及范德华力。特别强调了键的性质（如键长、键能和键角）如何直接影响材料的晶体结构和宏观力学性能。对于本征半导体中杂质能级的形成，也进行了细致的阐述。 第2章：晶体结构与缺陷工程 本章聚焦于材料的有序结构——晶体。系统介绍了晶体学基础概念，包括晶格、基矢、晶面指数（密勒指数）以及常见晶体结构（如面心立方、体心立方、六方最密堆积）。通过解析这些结构，读者可以理解为什么某些材料具有高度的各向异性。随后，本书详细探讨了材料中不可避免的晶体缺陷，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。本章的重点在于“缺陷工程”，阐述了如何通过控制缺陷的类型和浓度来精确调控材料的导电性、硬度和塑性。 第3章：热力学与相图解析 材料的稳定性与平衡状态是材料设计的基础。本章引入了材料热力学，讲解吉布斯自由能、焓变和熵变在材料相变中的作用。核心内容聚焦于相图的解读与构建。通过对单组元、二元、三元相图的深入分析，读者将掌握如何预测和控制材料在不同温度、压力和成分下的组织状态，例如共晶反应、共析反应和固溶体的形成。书中包含大量实际案例，演示如何利用相图指导合金的成分设计。 第4章：动力学过程与扩散 本章讨论材料在非平衡状态下的演变过程，即动力学。重点讲解了扩散现象，包括菲克第一定律和第二定律，并区分了原子在晶体中的点阵扩散和晶界扩散机制。此外，本章还涉及相变动力学，如形核理论（经典形核理论）和晶粒长大过程，这些是理解材料加工热处理（如退火、淬火）的关键。 第二部分：核心材料体系的特性与应用（第5章至第8章） 本部分将理论知识应用于三大类核心材料体系：金属、陶瓷和高分子。 第5章：金属材料的力学行为 金属是结构材料的主力。本章从微观位错运动的角度，解释了金属的屈服、加工硬化、蠕变和疲劳机制。详细讨论了强化机理，包括固溶强化、加工硬化（形变孪晶与亚结构）、晶粒细化强化（Hall-Petch关系）以及沉淀强化。针对特定应用，如高温合金的抗蠕变性能和结构钢的韧脆转变，进行了深入的案例分析。 第6章：结构陶瓷与功能陶瓷 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐腐蚀和电绝缘性而著称。本章区分了结构陶瓷（如氧化铝、碳化硅）和功能陶瓷（如铁电、压电材料）。特别强调了陶瓷的脆性本质及其对微裂纹的敏感性，并介绍了增韧技术（如裂纹偏转、桥接）。在功能陶瓷方面，详细讨论了氧离子导电性、半导体性质在固态氧化物燃料电池（SOFC）中的应用。 第7章：高分子材料的结构与粘弹性 高分子是现代轻量化和柔性电子器件的关键。本章阐述了聚合物的分子链结构（构象、构型）、分子量分布及其对宏观性能的影响。核心概念包括玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm），以及如何通过交联和结晶度来控制聚合物的力学性能。粘弹性理论是本章的重点，解释了高分子材料的时变响应，如松弛和蠕变现象。 第8章：半导体与电子材料 本章聚焦于决定信息时代的电子材料。从能带理论出发，详细解释了导体、绝缘体和半导体的区别。深入分析了本征与杂质半导体的载流子输运机制，包括漂移和扩散电流。对于p-n结的形成、特性及其在二极管和晶体管中的应用，进行了详尽的数学推导和物理图像的构建。 第三部分：先进材料设计与制备技术（第9章至第12章） 本部分转向现代材料科学的前沿领域，探讨如何通过先进的合成和表征手段实现材料性能的定制化。 第9章：复合材料的界面科学 复合材料通过组合不同材料来获得超越组分的性能。本章详细介绍了增强相（纤维、颗粒、层状结构）与基体（金属、聚合物、陶瓷）之间的界面相互作用。重点讨论了界面对载荷传递效率的影响，以及如何通过表面处理技术来优化界面粘结强度，以实现优异的比强度和刚度。 第10章：先进材料的合成与生长 本章综述了影响材料最终微观结构的制备工艺。内容涵盖了从传统的熔炼与铸造技术，到粉末冶金（烧结与致密化过程），以及薄膜沉积技术（如化学气相沉积CVD和物理气相沉积PVD）。对于纳米材料的特有合成方法，如溶胶-凝胶法和化学合成法，也进行了专题介绍。 第11章：材料的表征技术 精确的材料性能依赖于准确的结构表征。本章系统介绍了现代材料分析的关键工具。包括用于晶体结构分析的X射线衍射（XRD）和电子衍射；用于微观形貌观察的扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）；以及用于元素成分分析的能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）。本书强调如何根据研究目的选择最合适的表征手段。 第12章：功能材料前沿进展 本章展望了材料科学的最新发展。深入探讨了纳米结构材料（如量子点、纳米线）的尺寸效应；磁性材料（硬磁、软磁）的构筑原理及其在存储技术中的应用；以及智能材料（形状记忆合金、压电/焦电材料）在传感和驱动领域的最新突破。本书对生物相容性材料和环境友好型材料的设计原则也进行了探讨。 --- 《现代材料科学导论》结构严谨，逻辑清晰，配备了丰富的习题和案例分析，旨在培养读者运用物理化学原理和工程实践知识，解决实际材料问题的能力。本书是材料科学、化学工程、机械工程及电子工程等相关专业本科高年级及研究生课程的理想教材。

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拿到这本书时，我最直观的感受是它的厚重感，不仅仅是物理上的厚重，更是知识密度上的饱和。翻阅其中关于振动与波的部分，作者对简谐振动的处理方式堪称教科书级别的典范。他们没有急于展示复杂的微分方程，而是先从几何角度和能量守恒的角度进行多角度的剖析，使得复杂的周期性运动规律变得异常清晰可辨。特别是关于阻尼振动和受迫振动的章节，图表的质量极高，那些不同阻尼比下的响应曲线绘制得精准无比，每一个拐点和渐近线的意义都被标注得清清楚楚。我记得有一次我在做一道关于共振的题目时卡住了很久，正是参考了书中对“品质因数”的深度解析，才茅塞顿开。这本书的排版也值得称赞，字体选择适中，重点公式采用了加粗和单独的方框标注，查找起来非常方便，这对于临考前快速回顾知识点时至关重要。唯一让我略感遗憾的是，部分更前沿的，例如涉及量子力学萌芽的讨论略显保守，似乎更专注于对经典物理体系的完备性构建，这或许是它定位于“上册”的侧重点所在吧。

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这本书的语言风格，怎么说呢，有一种老派学者的严谨和一丝不苟，读起来不像现代那些追求“轻松易懂”的读物，更像是一位经验丰富的教授在面对面给你授课，每一个论断都经过了深思熟虑，不容置疑。尤其在处理热力学部分时，作者对“熵”这个概念的阐述简直达到了出神入化的地步。他们用了好几页篇幅来区分宏观热力学熵和微观统计力学熵的联系与区别，引用了玻尔兹曼的经典定义，并辅以大量生活中的例子来佐证其不可逆性。这种层层递进的讲解方式，极大地降低了理解这一抽象概念的难度。我记得书里有一段关于卡诺循环效率的推导，它没有直接跳到理想气体的假设，而是先从热源和工质的相互作用入手，逻辑链条非常完整。唯一美中不足的是，书中对部分高阶数学工具（如矢量微积分在电磁场中的应用）的引入略显突兀，对于数学基础稍弱的读者，可能需要暂停下来去查阅相关的高等数学知识才能继续跟进后续章节的推导。

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这本书的封面设计得相当朴实，那种传统的理工科教材风格，让人一眼就能感受到其内容的严肃性和专业性。打开目录，映入眼帘的是从经典力学到热力学、再到电磁学的系统性铺陈。初读第一章，关于牛顿运动定律的阐述就显得格外详尽，作者似乎不满足于简单的公式堆砌，而是深入挖掘了这些基本定律背后的哲学意涵和适用边界。特别是对微小误差的讨论，非常细致入微，这点对于希望打下坚实基础的学生来说是极大的福音。书中例题的选取也颇具匠心，它们往往不是那种一眼就能看出解法的常规题型，而是需要读者花时间去构建物理图像和分析受力过程，这无疑是对思维能力的深度训练。我个人非常欣赏作者在讲解过程中穿插的那些历史背景介绍，它让冰冷的物理定律有了一种温度，明白了这些理论是如何一步步被先辈们建立起来的。不过，对于完全没有接触过物理的读者来说，开篇的数学预备知识可能需要额外的补习，否则会有些跟不上节奏。总的来说，这是一本能让你真正“思考”物理的书，而不是仅仅“计算”物理的书。

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我关注这本书很久了，主要是冲着它在电磁学部分的深度去的。果不其然，麦克斯韦方程组的引入是全书的一个小高潮。作者没有仅仅满足于给出四个方程的形式，而是花费了大量篇幅去解释每一个方程背后的物理意义——高斯定律如何描述电荷的分布，法拉第定律如何揭示电磁感应的本质，以及安培-麦克斯韦定律如何预言了电磁波的存在。书中对电磁场在介质中传播的讨论尤其精彩，对于相对介电常数和磁导率的引入和处理细致入微，让电磁场理论不再是空中楼阁，而是与我们周围的物质世界紧密相连。书中配有的插图，尤其是那些关于电场线和磁感应线的图形，简洁却富有洞察力，它们有效地帮助我构建了看不见的场的空间分布图像。如果说有什么可以改进的地方，那就是在处理一些复杂的边界条件问题时，作者的文字描述显得有些过于精炼，如果能增加更多循序渐进的解题步骤演示，或许能更好地服务于自学者。

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这本书的价值，在于它提供了一个坚实的“第一步”。它不是一本走马观花的科普读物，也不是一本只面向科研的参考手册，它恰好卡在了一个关键的黄金分割点上。对于我们这些在大学初期摸索物理规律的学生来说，它提供了一种严谨而又富有启发性的学习范式。我特别喜欢其中关于“守恒定律”的章节，作者将其作为贯穿整个物理学的核心思想来阐述，将动量守恒、能量守恒提升到了哲学高度。他们通过分析不同物理情境下守恒量的变化，引导读者体会到物理学的统一性。书中的习题，尤其是那些需要结合力学和热学知识的综合题，是检验学习成果的试金石。这些题目往往能暴露你对基础概念理解上的薄弱环节。如果说有什么需要适应，那就是这本书的叙事节奏是偏慢的，它要求读者有足够的耐心去细嚼慢咽每一个概念的引入和推导，如果你期望快速浏览完所有内容，这本书可能会让你感到有些“拖沓”。但正是这种慢工出细活的态度，才造就了它在工科物理领域不可替代的地位。

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