Fundamentos De Fisica Moderna (Spanish Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Limusa

作者:Robert Martin Eisberg

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-01

价格:USD 61.50

装帧:Paperback

isbn号码:9789681804183

丛书系列:

图书标签:

• Física Moderna
• Mecánica Cuántica
• Relatividad
• Electromagnetismo
• Termodinámica
• Óptica
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• Educación

现代物理学基础：跨越经典疆界的探索 (A Survey of Modern Physics: Exploring Beyond Classical Boundaries) 简介： 本书旨在为读者提供一个深入而全面的现代物理学基础概述，涵盖了从二十世纪初量子力学和相对论的诞生，到当代粒子物理学、凝聚态物理学和宇宙学的前沿发展。我们期望读者在阅读完本书后，不仅能够掌握描述微观世界和极端物理现象的基本理论框架，更能培养一种批判性思维，理解物理学如何通过实验验证和理论创新不断修正和拓展我们对自然界的认知。 本书的结构设计遵循了逻辑递进的原则，从对经典物理学局限性的回顾开始，逐步引导读者进入现代物理学的核心领域。我们将力求在保持科学严谨性的同时，用清晰、易于理解的语言阐述那些初看起来颇为反直觉的概念。 第一部分：量子革命的黎明 (The Dawn of the Quantum Revolution) 第一章：经典物理学的黄昏与黑体辐射的挑战 本章首先回顾了十九世纪末经典物理学的辉煌成就，包括麦克斯韦电磁理论的完备性。然而，随着一系列实验现象的出现，经典理论开始显露出无法解释的裂痕。重点分析了“黑体辐射”问题，这是促使物理学界迈向新纪元的关键。我们将详细探讨普朗克（Max Planck）为解决这一难题而引入的“能量量子化”假设，即能量的发射和吸收并非连续的，而是以最小的、离散的“量子”为单位进行的。这一看似微小的假设，却成为了颠覆整个物理学大厦的基石。 第二章：光子的诞生与光电效应 紧接着，我们将深入探讨爱因斯坦（Albert Einstein）对光电效应的解释。通过将普朗克的量子概念应用于光本身，爱因斯坦成功地用“光子”的概念解释了光电效应的实验数据，确立了光的波粒二象性的早期证据。本章将详细分析光电效应的实验设置、观测结果及其与经典波动理论的根本矛盾，从而加深读者对光子概念的理解。 第三章：原子结构的革命：玻尔模型 在宏观世界中，原子被视为不可分割的实体，但进入微观领域后，原子内部结构成为了新的焦点。本章将聚焦于卢瑟福（Ernest Rutherford）的原子核模型所面临的不稳定性问题，并详细介绍玻尔（Niels Bohr）如何成功地将量子化概念应用于原子结构，提出了著名的玻尔原子模型。我们将剖析玻尔的三个基本假设，特别是关于电子轨道能级的量子化条件，以及该模型如何完美解释了氢原子光谱的精细结构。虽然玻尔模型在描述多电子原子时存在局限性，但它无疑是连接经典物理学与完整量子力学之间的重要桥梁。 第四章：物质的波粒二象性：德布罗意与不确定性原理 如果光具有粒子性，那么物质粒子是否也具有波动性？本章探讨了德布罗意（Louis de Broglie）提出的物质波假设，即任何运动的粒子都伴随着一个与之相关的波长。我们将通过对电子衍射实验的分析，验证物质波的真实存在。最后，本章将引入海森堡（Werner Heisenberg）提出的“不确定性原理”（Uncertainty Principle），阐释在量子层面上，我们无法同时精确测量粒子的一对共轭物理量（如位置和动量）的根本性限制，这标志着物理实在观的深刻转变。 第二部分：完备的量子力学框架 (The Formal Framework of Quantum Mechanics) 第五章：薛定谔方程与波函数 本部分将进入现代量子力学的数学核心。我们将详细介绍薛定谔（Erwin Schrödinger）建立的描述微观粒子运动的基本偏微分方程——薛定谔方程。重点在于解释“波函数”($Psi$)的物理意义，特别是波恩（Max Born）提出的波函数模方代表找到粒子的概率密度的概率诠释。本章将通过对势阱、有限势垒等基本一维势场问题求解实例，展示如何利用薛定谔方程预测粒子的能级和行为。 第六章：算符、本征值与量子力学的代数结构 为了更精确地描述量子系统的可观测物理量，本章引入了量子力学中的算符（Operators）概念。我们将探讨位置、动量、能量（哈密顿量）等可观测量的对应算符，并解释“本征值”与“本征态”的物理含义——当系统处于某一特定本征态时，测量该量将得到确定的本征值。我们将涉及对易关系（Commutation Relations）的讨论，这是理解不确定性原理背后数学根源的关键。 第七章：角动量、自旋与全同粒子 本章将扩展到量子力学中对角动量和自旋的描述。我们将分析轨道角动量算符的量子化特性，以及引入的内禀自由度——“自旋”角动量。随后，我们将讨论泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle）及其对多电子原子电子排布的决定性影响。最后，对于费米子和玻色子等全同粒子（Identical Particles）的统计特性，及其在凝聚态物理学中的重要性进行初步探讨。 第三部分：时空与引力的新图景 (New Pictures of Spacetime and Gravity) 第八章：狭义相对论的基石 本章将追溯爱因斯坦（Albert Einstein）在1905年提出的狭义相对论。我们将从两个基本公设出发——光速不变原理和相对性原理——推导出洛伦兹变换。通过对时间膨胀、长度收缩以及质速关系（$E=mc^2$）的详细分析，读者将理解在高速运动参考系下，时间和空间不再是绝对的概念，而是相互关联的统一体。 第九章：广义相对论：引力的新解释 狭义相对论未涵盖引力，本章将引领读者进入广义相对论的领域。我们将讨论等效原理，并理解广义相对论如何将引力解释为时空自身的几何弯曲。本章将介绍爱因斯坦场方程的基本形式，并简要讨论其经典验证（如水星近日点的进动、光的引力偏折），以及广义相对论在黑洞物理和引力波研究中的重要性。 第四部分：应用与前沿 (Applications and Frontiers) 第十章：原子结构与分子键 本章将量子力学的原理应用于化学和材料科学的基础。我们将利用薛定谔方程的近似解，解释原子如何形成分子，以及分子间化学键的本质（如离子键、共价键）。重点将放在对分子轨道理论和固体能带结构的理解上，这是理解半导体和绝缘体宏观电学性质的关键。 第十一章：固态物理学的兴起 本章聚焦于凝聚态物理学的核心内容。我们将深入探讨晶格振动（声子）、电子在周期性势场中的运动（布洛赫定理），以及能带理论如何解释材料的导电性差异。我们将比较金属、半导体和绝缘体的微观结构差异，并简要介绍超导现象的宏观描述。 第十二章：量子场论的初步接触 为了更好地描述粒子产生和湮灭的过程，现代物理学发展出了量子场论（QFT）。本章将提供一个概念性的介绍，说明如何将量子力学与狭义相对论结合起来，以处理高能物理中的基本粒子。我们将简要介绍量子电动力学（QED）作为第一个成功的量子场论的范例。 第十三章：标准模型与基本粒子 本章聚焦于粒子物理学的核心成果——标准模型。我们将介绍构成物质的基本单元（夸克和轻子）以及传递基本相互作用的规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）。本章还将讨论希格斯机制在赋予粒子质量方面扮演的角色，并展望超越标准模型的潜在方向（如超对称性或额外维度）。 第十四章：宇宙学与现代物理学的交叉 最后，本章将探讨现代物理学如何塑造我们对宇宙的整体理解。我们将回顾大爆炸模型的关键证据（如宇宙微波背景辐射、星系红移），并讨论暗物质和暗能量的概念，这些是当前宇宙学中最大的未解之谜，它们要求我们对引力理论和粒子物理学进行深刻的修正。 总结： 本书旨在提供一个连贯的叙事，将看似孤立的量子力学、相对论和粒子物理学融合成一个统一的现代物理学框架。通过对这些基础概念的深入学习，读者将获得理解当代科学前沿问题的必要工具和视角。

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我与这本书的“亲密接触”主要发生在深夜，在完全安静的环境下，它成了我唯一的伙伴。在这种氛围下，我更加体会到作者在构建知识体系时的那种匠心独运。全书的论证逻辑环环相扣，几乎找不到任何跳跃性的、需要读者自行脑补的逻辑断层。每一个新的概念，都会有前文铺垫的坚实基础作为支撑。特别是对于那些需要一定数学背景才能理解的部分，作者的处理方式值得称赞——他会先用清晰的文字逻辑梳理一遍核心思想，然后再给出数学形式，使得即便是对数学不甚精通的读者，也能先把握住理论的精髓。这种“先意会，后言传”的教学策略，避免了读者在公式面前望而却步的困境。整本书散发着一种严肃而又充满探索精神的氛围，它没有试图讨好读者，但却以最真诚的方式，邀请读者共同参与到理解这个奇妙的现代物理世界中来，这种对知识的尊重和对读者的坦诚，是这本书最动人的地方。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调搭配着简洁的白色字体，散发着一种古典与现代交织的学术气息。我是在一个二手书店偶然翻到的，当时只是被它的装帧吸引，随手翻开几页，发现排版清晰，逻辑流畅，即便是对于初次接触这个领域的读者来说，也显得非常友好。内容上，虽然我并未深入阅读每一个章节，但从目录的组织来看，它似乎采取了一种循序渐进的教学法，从最基础的物理概念出发，逐步深入到那些更具挑战性的现代物理分支。这种结构安排，在我看来，是优秀教材的标志之一——它不仅仅是知识的堆砌，更是一条精心规划的学习路径。特别是其中关于某些实验案例的描述，文字生动形象，仿佛能让人置身于那个历史性的瞬间，感受到科学探索的激动人心。装帧的质量也相当不错，纸张厚实，即便是经常翻阅，也不易出现磨损，这对于需要反复参考的工具书而言，无疑是一个加分项。总而言之，仅从初步的接触体验来看，它展现出了一种严谨而不失温度的学术风范，让人愿意投入时间去探索其深处的奥秘。

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这本书的印刷质量，坦白地说，达到了专业出版物的上乘水准。墨水的颜色饱满且均匀，即便是最小的图表和符号，也清晰可辨，这对需要精确辨认公式中上下标的物理学习者来说，至关重要。我特别留意了其中的插图和示意图部分，它们的设计风格非常统一，多采用简洁的线条勾勒出复杂的物理模型，没有多余的装饰，完全服务于概念的阐释。我记得有一张图，关于波粒二象性的演示，仅用了黑白两色，却将那种矛盾的统一性表达得淋漓尽致，让人不得不佩服设计者的功力。此外，书中的索引部分做得非常详尽，几乎涵盖了所有重要的术语和概念，查阅起来效率极高，这充分体现了编纂者对读者使用需求的深刻理解。对于需要频繁在不同章节间跳转进行交叉验证的学习者而言，一个高效的索引系统是衡量一本工具书价值的重要标准，而这本书在这方面无疑是做到了极致。它不仅仅是一本书，更像是一个经过精心组织和打磨的知识数据库。

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拿到这本大部头时，我最大的感受就是“厚重”，这不仅仅指物理上的重量，更是一种知识承载的份量感。我本来以为它会是一本晦涩难懂的天书，但奇怪的是，即便是那些初看起来极为抽象的概念，作者也努力用日常生活中可以观察到的现象去类比和解释，这极大地降低了阅读的门槛。比如，在讲解某些量子效应时，作者似乎花费了大量的笔墨来构建一个直观的思维模型，而不是直接抛出复杂的数学公式。这对于我这种偏好理解“为什么”而非仅仅记住“是什么”的读者来说，简直是福音。它的章节划分非常合理，每一个单元都似乎是一个自洽的小世界，但同时又与其他章节紧密相连，形成一个宏大的知识网络。我特别注意到，在一些关键的转折点，作者会插入一些历史性的注解，简述某个理论是如何被提出、被验证，甚至是是如何被颠覆的，这种叙事手法让冰冷的物理定律瞬间变得有人情味，充满了人类智慧的挣扎与光辉。这种叙事性的处理，让阅读过程不再是枯燥的知识输入，而更像是一场与伟大思想家的对话。

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这本书带给我一种强烈的求知欲的唤醒。我过去总是觉得现代物理是属于那些智力超群的少数人的领域，但这本书让我看到了希望。它似乎有一种魔力，能够将那些高高在上的理论，拉到我们触手可及的高度。阅读它的时候，我发现自己会不自觉地停下来，思考那些看似常识却在微观世界被颠覆的观念。例如，它对不确定性原理的阐述，没有陷入纯粹的数学推导泥潭，而是用非常精妙的比喻，引导读者去感受这种内在的“模糊性”并非是测量工具的缺陷，而是宇宙固有的属性。这种深入灵魂的哲学思辨，恰恰是优秀的物理著作所具备的宝贵品质——它教会你如何思考，而非仅仅告诉你答案。文字的节奏感掌握得也很好，时而激昂，阐述重大突破时的振奋人心；时而沉静，引导读者反思那些尚未解决的难题，这种抑扬顿挫，极大地提升了阅读的沉浸感。

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