大学物理新教程（下） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京邮电大学出版社

作者:刘银春

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2008-12

价格:27.50元

装帧:

isbn号码:9787563518869

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《经典力学导论》 本书特色与内容概述 《经典力学导论》是一本面向物理学专业本科生的高年级教材，旨在为学生构建扎实、深入且现代的经典力学理论框架。本书超越了基础物理课程中对牛顿定律的简单介绍，深入探讨了从拉格朗日力学到哈密顿力学的过渡，并引入了更抽象和强大的数学工具，为后续的量子力学和场论学习打下坚实的基础。 第一部分：回顾与深化——牛顿力学的新视角 本部分首先对高中和大学普通物理中的牛顿力学进行系统的回顾和提升。我们强调了“惯性系”和“参考系变换”的严格定义，为后续引入更广义的坐标系奠定基础。 运动学基础与矢量分析的强化： 详细阐述了在不同坐标系（笛卡尔、柱面、球坐标）中描述粒子运动的微分关系，特别关注角动量和转动惯量的概念。 约束与广义坐标： 这是本书区分于入门教材的关键。我们引入了“约束”的概念，并清晰地解释了如何使用拉格朗日乘子法来处理复杂的几何约束。随后，自然而然地过渡到“广义坐标”的概念，为拉格朗日力学的建立做铺垫。 非惯性系中的动力学： 深入分析了牛顿定律在加速和旋转参考系中的推广，详细推导了科里奥利力、离心力和欧拉力。这部分内容着重于理解这些“虚构力”的本质，以及它们在处理宏观旋转系统（如地球大气流动）中的实际应用。 第二部分：解析力学的核心——拉格朗日力学 解析力学是经典力学的核心语言，本部分将花费大量篇幅来构建和应用拉格朗日形式。 拉格朗日量与欧拉-拉格朗日方程： 基于伽利略相对性原理，我们从最小作用量原理（哈密顿原理）出发，严格推导出欧拉-拉格朗日方程。详细讨论了标量拉格朗日量 $L=T-V$ 的构造过程，其中 $T$ 是动能，$V$ 是势能。 守恒定律的系统性导出： 利用诺特定理（Noether's Theorem）的初步应用，我们展示了广义坐标下守恒量（如能量、动量、角动量）如何直接从拉格朗日量的对称性中导出。这提供了一个比牛顿力学更优雅、更普适的守恒定律框架。 保守系统与非保守系统的处理： 讨论了耗散力（如粘滞阻尼）如何通过引入广义力或瑞利耗散函数来纳入拉格朗日方程中，保持形式的简洁性。 经典应用举例： 详尽分析了单摆、双摆、弹簧振子（包括非线性振动）、约束下的带电粒子（洛伦兹力）在拉格朗日形式下的精确解法。 第三部分：更深层次的结构——哈密顿力学 哈密顿力学是连接经典力学与量子力学的桥梁。本部分侧重于相空间的概念和正则变换的理论。 勒让德变换与哈密顿量： 介绍勒让德变换，从拉格朗日量 $L(q, dot{q}, t)$ 构造出哈密顿量 $H(q, p, t)$，其中 $p$ 是共轭动量。详细分析了哈密顿量在特定情况下的物理意义，如总机械能。 哈密顿正则方程： 推导出描述相空间运动的两个一阶微分方程组——哈密顿方程。这组方程具有更高的对称性，是量子力学中薛定谔方程的经典对应物。 泊松括号与正则变换： 深入介绍泊松括号（Poisson Bracket）的定义、性质及其与守恒量的关系。随后，系统讲解了正则变换（Canonical Transformations）的理论，包括生成函数、辛矩阵（Symplectic Matrix）的概念，以及如何利用正则变换来简化复杂的动力学问题（如实现坐标的解耦）。 哈密顿-雅可比方程： 引入哈密顿-雅可比（Hamilton-Jacobi, HJ）方程，作为解决哈密顿力学问题的最强大工具之一。通过求解HJ方程中的“作用量函数”，可以一次性得到所有运动的解析解。 第四部分：振动、刚体与场论的萌芽 本部分将理论应用于复杂物理系统，并为更高阶课程做准备。 振动分析： 详细分析了耦合振动系统，使用矩阵对角化技术求解特征值和特征频率，并解释了简正坐标（Normal Coordinates）的物理意义。 刚体动力学： 专门处理三维空间中刚体的运动。重点分析了刚体的动能、惯量张量、欧拉角、以及欧拉运动方程的推导和求解。这部分内容需要较强的张量分析基础。 连续介质力学与场论初步： 初步探讨了将力学推广到具有无限自由度系统的思想，引入了场量、拉格朗日密度和连续介质中的能量与动量流的概念，为麦克斯韦场论和量子场论奠定概念基础。 适用读者： 本书适用于物理学、应用物理学专业本科生（大二下学期至大三上学期）以及对经典力学有深入学习需求的工科学生。它要求读者具备微积分、线性代数和基础微分方程的扎实知识。本书的教学目标是培养学生用先进的数学工具和理论框架来解决复杂物理问题的能力。

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坦率地说，我对这本教材的评价是“有失也有得”，它的“得”在于对经典力学的深入挖掘，特别是对拉格朗日和哈密顿力学的阐述，简直是教科书级别的典范。作者对变分原理的阐述极其到位，从最小作用量原理的哲学意义到欧拉-拉格朗日方程的推导，每一步都走得扎实而有力，很少有其他教材能把“形式对称性”和“守恒定律”之间的内在联系讲解得如此透彻。然而，它的“失”可能在于对现代物理的引入略显保守和简略。当你学完那几章对经典力学登峰造极的论述后，再翻到后面的相对论和量子力学初步时，会有一种明显的感觉：内容似乎被“压缩”了。比如，狭义相对论的张量表达只是蜻蜓点水，量子力学的薛定谔方程的引入也显得有些突兀，更像是对后续课程的预告，而不是本学科体系的有机组成部分。这使得这本书在整体结构上呈现出一种“上部厚重、下部轻薄”的不均衡感。如果它能用同等的笔墨和深度去对待现代物理部分，这本书的价值无疑会再上一个台阶，成为一本真正覆盖大学物理全貌的巨著。目前看来，它更像是一本为想在经典力学领域深耕的学生准备的精品之作。

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我必须要提一下这本书的习题集部分，它简直是物理系学生的“屠龙刀”。我以前做习题，很多时候都是套公式，只要数字对上了就万事大吉。但这本教材的课后习题，尤其是那些标注为“挑战性”的题目，完全不是这种套路。它们往往要求你从最基本的原理出发，构建模型，然后用你所学的各种工具（微积分、矢量分析、复变函数的基础知识）去解决一个复杂的问题。比如有一道关于陀螺进动的题目，需要你结合刚体转动和角动量守恒，并在非惯性系下进行分析，解答过程长达好几页，每一步都充满了陷阱和需要细致考量的物理细节。解答这些习题的过程，与其说是考试前的准备，不如说是一次对物理思维的系统性训练。它强制性地把我从“知识的搬运工”转变成了“问题的解决者”。每次我绞尽脑汁解出一道大题后，那种豁然开朗的感觉，远比考试拿高分带来的满足感要强烈得多。正是这些高强度的训练，才让我在后续的学习中，面对更复杂的物理现象时，能保持一份从容和自信，而不是手足无措。

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这本书的语言风格，有一种古典的、近乎于散文的优雅感，这在理工科教材中是相当罕见的。作者似乎非常注重物理直觉的培养，而不是一味地推崇纯粹的数学形式美。他对于物理概念的描述，常常带有强烈的个人色彩和对自然现象的赞叹。例如，在阐述光的波动性与粒子性的二象性时，文字中流露出的那种对自然界“谜团”的敬畏，很容易感染读者。这使得原本枯燥的理论学习过程，多了一份探索未知的乐趣。我记得有一处描述电磁波在真空中的传播，作者用了类似“宇宙的低语”这样的比喻，将电场和磁场的相互激发描述成一种永恒的共舞，读起来让人心神为之一振。这种人文化气息的渗入，避免了教材沦为冰冷的公式手册。不过，这种风格也有其双刃剑的性质：对于那些极度追求效率、只想快速掌握解题技巧的学生来说，这些“闲笔”可能会显得冗余和拖沓。但对我个人而言，正是这些富含哲理的文字，帮助我建立起了一种对物理学更深层次的尊重和热爱，让我明白，物理不只是工具，更是一种认识世界的方式。

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这本书的封面设计得相当朴素，那种带着点陈旧感的米黄色纸张，让人一翻开就觉得沉甸甸的，仿佛历史的重量都压在了上面。我当初选它，纯粹是因为它是我们专业推荐的教材，抱着“能通过考试就好”的心态开始的。然而，深入阅读后，我发现它远不止于此。它的叙述方式非常严谨，每一个概念的引入都像是在搭建一座精密的数学模型，逻辑链条扣得非常紧密，几乎没有跳跃性的思维，这点对于初学者来说是极大的福音。比如讲解电磁场理论时，作者并没有急于给出复杂的麦克斯韦方程组，而是先从静电场和静磁场的直观现象入手，一步步引导我们理解矢量场的概念，再过渡到场的相互作用。这种循序渐进的讲解，让我这个原本对高数有点怵头的人，也感觉不再那么难以招架。书中大量的例题和习题，质量非常高，不仅仅是数字的堆砌，很多都是贴近实际工程应用的场景，强迫你去思考物理规律在真实世界中的体现。尤其欣赏它在概念辨析上的深入，比如对“场”这一抽象概念的剖析，作者用了好几页的篇幅去描绘它的物理实在性和数学描述的统一性，这种对基础理解的深挖，远超我预期的教材标准。总而言之，这是一本需要静下心来，用笔和纸去“啃”的书，急躁的人可能会觉得它有些枯燥，但只要投入时间，收获的将是对物理世界更深刻的洞察力。

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我拿到这本书时，正值我物理学习生涯的一个瓶颈期，对“热力学”和“统计物理”的理解总是停留在公式的表面，感觉那些熵增定律、配分函数之类的，像是一堆漂浮在空中的符号。这本书的出现，简直像是一场及时雨。它的厉害之处在于，它不像某些教材那样，将热力学和统计物理割裂开来，而是非常巧妙地将两者编织在一起。开篇对卡诺循环的分析，就引入了微观粒子的概率分布概念，这在以前的教材中是很少见的。作者很擅长使用类比和直观图像来解释那些抽象的统计规律。比如，描述玻尔兹曼分布时，它没有直接抛出复杂的指数形式，而是用一个非常生动的“有差别粒子在不同能级上的分配游戏”来打比方，让我一下子就明白了为什么高能级上的粒子数会随着能量的增加而急剧减少。更让我佩服的是，它对“相变”的论述，从郎之万动力学到范德华方程的推导，再到临界现象的标度律，一气呵成，逻辑清晰，层次分明。读完这部分，我对“有序”和“无序”之间的微妙界限有了全新的认识，不再是死记硬背相变点，而是理解了背后微观涨落的本质。这本书的排版也很有特点，公式居中，旁注及时，阅读体验远胜于那些把所有东西都挤在一起的旧版教材。

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