費曼物理學講義 II:電磁與物質(3)

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出版者:天下文化
作者:理查.費曼Richard P. Feynman
出品人:
頁數:293
译者:李精益
出版時間:2009/12/29
價格:NT360
裝幀:軟皮精裝
isbn號碼:9789862164662
叢書系列:
圖書標籤:
  • 物理學
  • 電磁學
  • 費曼講義
  • 經典物理
  • 大學教材
  • 理論物理
  • 物質物理
  • 費曼
  • 科普
  • 物理
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具體描述

從化學反應到生命現象,從電力係統、電視廣播、到行動通訊科技,都必須透過電磁學來瞭解,就讓費曼帶領我們探究電磁學的世界。

本書的內容涵蓋

■ 馬剋士威方程組:提供最完整且正確的理論,讓我們掌握隨時間任意變化的電磁場,並可求齣馬剋士威方程組在自由空間中及在有電流與電荷時的解。

■ 交流電路:先從低頻率下的電路特性著手,進入技術應用性的主題。

■ 空腔共振器:高頻率下的共振電路,可由場在其中共振的空腔來替代。

■ 波導:電磁能量在高頻率時,如何在兩物體之間有效傳輸?這時候就需要用到波導。

■ 相對論觀點下的電動力學:使用四維嚮量的語言,關於世界的各種方程都可化成簡單的形式,包括馬剋士威方程。

《量子世界的奧秘:電磁相互作用的精髓》 這本書將帶您踏入令人著迷的量子世界,深入探索電磁相互作用的深刻奧秘。我們將以一種既嚴謹又不失趣味的方式,揭示構成我們宇宙最基本力之一的內在邏輯。 第一部分:量子電動力學的基石 我們將從量子電動力學(QED)的起源講起,迴溯到早期對光和物質相互作用的理解。您將瞭解光量子——光子的概念是如何誕生的,以及它在經典電磁理論嚮量子理論過渡中所扮演的關鍵角色。我們會詳細介紹狄拉剋方程,這個描述電子及其反電子(正電子)的相對論性量子波動方程,並探討它如何成功地預測瞭正電子的存在。 接著,我們將深入QED的數學框架。您將學習如何使用費曼圖來可視化和計算粒子之間的相互作用。這些精妙的圖示不僅是強大的計算工具,更是理解量子過程的直觀語言。我們將詳細解析頂點、傳播子和外部綫等基本組成部分,並通過具體的例子,如電子-電子散射(Møller散射)和電子-正電子湮滅(Bhabha散射),來展示費曼圖的應用。 本書還將探討QED中的關鍵概念,如重整化。您會理解為什麼在計算中會齣現無窮大,以及重整化這一革命性的技術是如何使QED成為迄今為止最精確的物理理論之一。我們將討論裸耦閤常數、重整化群以及電荷的跑動現象,揭示在不同能量尺度下電磁相互作用強度的微妙變化。 第二部分:物質與電磁場的互動 本部分將聚焦於電磁場與各種物質形式的相互作用。我們將從原子和分子的光譜學開始,解釋原子能級的量子化以及原子如何吸收和發射光子。您將學習到為什麼原子會發齣特定的顔色,以及這些光譜信息如何揭示原子的結構和性質。 隨後,我們將轉嚮固體物理學中的電磁現象。您將理解金屬、絕緣體和半導體在電磁場中的行為差異,以及它們的導電性是如何由材料的電子結構決定的。我們將探討自由電子模型、能帶理論,並解釋晶體中的電子是如何與電磁波相互作用的,從而産生反射、透射和吸收等光學現象。 此外,我們還會介紹磁性現象的量子起源。您將瞭解電子的自鏇是如何産生磁矩的,以及宏觀磁性(如鐵磁性、順磁性和抗磁性)是如何源於大量原子磁矩的集體行為。我們將探討磁疇、磁疇壁以及磁場如何影響材料的磁化過程。 第三部分:拓展與前沿 在本書的最後部分,我們將對電磁相互作用的理解進行拓展,並展望一些前沿領域。我們將簡要介紹弱相互作用和強相互作用,並將它們與電磁相互作用並列,討論基本粒子的標準模型。您將瞭解到這些力是如何通過交換特定的玻色子(如W和Z玻色子、膠子)來傳遞的。 我們還會觸及一些更高級的主題,例如介子理論和核力。雖然這些內容超齣瞭純粹的電磁學範疇,但它們幫助我們理解物質的基本組成和相互作用的普遍性。 此外,本書也將提及一些與電磁學相關的現代技術和應用,例如激光、核磁共振(NMR)和磁共振成像(MRI)。這些技術的原理都深深植根於我們對電磁相互作用的量子理解。 學習目標: 通過閱讀本書,您將能夠: 理解量子電動力學的基本概念和計算方法,包括費曼圖和重整化。 掌握電磁場與原子、分子以及固體材料相互作用的微觀機製。 認識磁性現象的量子起源及其在材料科學中的重要性。 初步瞭解基本粒子標準模型,並將電磁相互作用置於更廣闊的物理框架中。 領略物理學理論的精妙之處,以及它們如何驅動科學技術的發展。 本書適閤對基礎物理學有一定瞭解,並渴望深入探索量子世界和電磁相互作用本質的讀者。無論您是物理學專業的學生,還是對科學充滿好奇心的愛好者,這本書都將為您打開一扇通往物理學前沿的大門。

作者簡介

理查.費曼 Richard P. Feynman

1918年,費曼誕生於紐約市布魯剋林區,1942年,從普林斯頓大學取得博士學位。第二次世界大戰期間,他曾在美國設於新墨西哥州的羅沙拉摩斯(Los Alamos)實驗室服務,參與研發原子彈的曼哈坦計畫(Manhattan Project),當時雖然年紀很輕,卻已經是計畫中的重要角色。隨後,他任教於康乃爾大學以及加州理工學院。1965年,由於費曼在量子電動力學的成就,與朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)、許溫格(Julian Schwinger)兩人,共同獲得該年度的諾貝爾物理獎。

費曼博士為量子電動力學理論解決瞭不少問題,同時他首創瞭一個解釋液態氦超流體現象的數學理論。之後,他跟葛爾曼(Murray Gell-Mann)閤作,研究弱交互作用(例如貝他衰變),做瞭許多奠基工作。後來數年,費曼成為發展誇剋(quark)理論的關鍵人物,提齣瞭在高能量質子對撞過程中的成子(parton)模型。

在這些重大成就之外,費曼博士把一些基本的新計算技術跟記法,介紹給瞭物理學。其中包括幾乎無所不在的費曼圖,因而改變瞭基礎物理觀念化與計算的過程,成為可能是近代科學史上,最膾炙人口的一種錶述方式。

費曼是一位非常能幹有為的教育傢,在他一生所獲多得數不清的各式各樣獎賞中,他特別珍惜1972年獲得的厄司特杏壇獎章(Oersted Medal for Teaching)。《費曼物理學講義》一書最初發行於1963年,當時有位《科學美國人》雜誌的書評稱該書為「……真是難啃,但是非常營養,尤其是風味絕佳,為二十五年來僅見!是教師及最優秀入門學生的指南。」為瞭增長一般民眾的物理知識,費曼博士寫瞭一本《物理之美》(The Character of Physical Law)以及《量子電動力學》(Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter)。他還寫下一些專精的論著,成為後來物理學研究者與學生的標準參考資料跟教科書。

費曼是一位建設性的公眾人物。幾乎傢喻戶曉他參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作的事跡,尤其是他當眾證明橡皮墊圈不耐低溫的那一幕,是一場非常優雅的即席實驗示範,而他所使用的道具不過冰水一杯!比較鮮為人知的事例,是費曼博士於1960年代中,在加州大學課程委員會任上所做的努力,他非常不滿當時教科書之庸俗平凡。

僅僅重複敘說費曼一生中,於科學上與教育上的無數成就,並不足以說明他這個人的特色。正如任何讀過他即使最技術性著作的人都知道,他的作品裡外都散發著他鮮活跟多采多姿的個性。在物理學傢正務之餘,費曼也曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、錶演森巴小鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字上。他永遠對周圍的世界感到好奇,是位一切都要積極嘗試的模範人物。

費曼於1988年2月15日在洛杉磯與世長辭。

羅伯.雷頓 Robert B. Leighton

1919年生。加州理工學院學士、碩士,1947年從該校取得物理博士學位。然後留在加州理工學院研究、任教,直到1990年退休,整個學術生涯都在這所學校度過。他參與瞭許多領域的研究,除瞭粒子物理的基礎研究,也曾帶建造計火星探測器,還為幾個天文颱設計強大的望遠鏡。1997年因神經疾病去世。

馬修.山德士 Matthew Sands

1919年生。剋拉剋大學學士,萊斯大學碩士,1948年從麻省理工學院獲得物理博士學位。隨後於麻省理工學院任教,1950年到加州理工學院,1969年再到加州大學聖剋魯茲分校教學與研究,直到1985年退休。這期間曾帶領史丹福直線加速器中心的建造工作。退休之後,仍積極投入中小學的教育事務。

譯者簡介

李精益 譯

美國德州大學奧斯汀分校物理博士,現任文藻外語學院通識教育中心副教授。

審訂者簡介

高湧泉 審訂

美國加州大學柏剋萊分校物理博士,現任臺灣大學物理學係教授。

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本《費曼物理學講義 II:電磁與物質(3)》的封麵設計就吸引瞭我,簡潔大氣的風格,仿佛在訴說著深邃的科學奧秘。我一直對物理學,尤其是電磁學領域抱有濃厚的興趣,而費曼的名字本身就是質量的保證。我一直聽說他的講義以其獨特的視角和深入淺齣的講解方式而聞名,常常能將復雜的概念化繁為簡。這次終於有機會入手這部,真是令人期待。 我非常欣賞書籍的排版和印刷質量,紙張的觸感很好,字跡清晰,即使是長篇的公式和圖示也毫不齣差錯。翻開第一頁,我便被一種嚴謹又充滿啓發性的學術氛圍所籠罩。我正在學習的課程中,正好涉及到瞭相關的電磁理論,所以抱著學習的目的來閱讀這本書。 我之前對電磁學的理解,大多停留在高中和大學初級的物理課本上,總是覺得有些概念像是被灌輸的“定理”,缺乏一種內在的理解。而我期待的是,通過費曼的講解,能夠真正“看懂”電磁波的産生和傳播,理解電荷之間相互作用的本質,以及物質在電磁場中的響應。 我希望這本書能像一把鑰匙,打開我通往更深層次物理理解的大門。我期待在閱讀過程中,能夠遇到那些讓我“啊哈!”一聲的頓悟時刻,能夠將抽象的概念與具體的現象聯係起來,形成一個更加完整和連貫的知識體係。 最終,我希望這本書不僅僅是一本教材,更是一本能夠激發我繼續探索物理學世界的熱情的啓迪之書。我渴望在閱讀完之後,能夠對電磁學有一個全新的認識,並且有能力去解決更復雜的問題,甚至能夠對未來的科學研究産生一些初步的思考。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計,簡潔卻極富深意,沒有過多的裝飾,卻能讓人一眼感受到其內在的科學分量。我一直對物理學有著特彆的偏愛,尤其是那些能夠解釋自然界宏觀與微觀現象的理論。電磁學,無疑是其中最為迷人的一部分。 我深知費曼在物理學界的地位,他的講義更是被譽為物理學的“聖經”之一。我希望通過閱讀這部《電磁與物質(3)》,能夠更清晰地理解電磁場和物質之間那些錯綜復雜的關係。 我期待書中能夠深入探討電磁波的性質,例如它的傳播速度、衍射、乾涉等現象,並且能夠提供一些直觀的解釋,讓我不再僅僅是死記硬背公式,而是真正理解這些現象背後的物理機製。 我也對書中關於物質在電磁場中錶現齣的各種特性非常感興趣,比如介質的極化、磁化等。我希望能夠從書中獲得一些全新的認識,並且能夠將這些知識與我所學的其他學科聯係起來,形成更廣闊的知識視野。 總而言之,我懷揣著對費曼物理學講義的敬仰,以及對電磁學深入探索的渴望,來開啓這次閱讀之旅。我堅信,這部著作將是我物理學學習道路上一份寶貴的財富,它會引領我走嚮更廣闊的科學天地。

评分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的時候,內心就湧起一股強烈的購買衝動。費曼的名字本身就代錶著一種傳奇,他的講義更是無數物理學愛好者和從業者的指路明燈。我一直以來都對電磁學領域有著濃厚的興趣,從基礎的靜電學到復雜的電磁波理論,都讓我著迷。 我尤其期待書中關於“物質”部分的論述,因為在我看來,物理學最終的目的是解釋我們所處的物質世界,而電磁學在其中扮演著至關重要的角色。我希望能夠從書中瞭解到,物質的各種屬性,例如它的導電性、絕緣性、磁性等等,是如何與電磁場相互作用的。 我希望能在這部講義中找到那些能夠“點亮”我思維的火花,能夠幫助我突破以往的學習瓶頸。我期待能夠理解那些看似深奧的概念,並且能夠用一種更加直觀、更加深刻的方式去認識它們。 我希望這本書能提供給我一些新的視角,來觀察和分析電磁現象。我希望能夠將這些知識融會貫通,不僅僅是應對考試,更是能夠激發我對於物理學更深層次的探索欲望。 總而言之,這是一次充滿期待的知識探險,我渴望在這部費曼的經典著作中,找到通往電磁學更深層次奧秘的鑰匙,並從中獲得深刻的啓發和知識的滋養。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候,我就被它紮實的厚度所震撼,這絕對是一部內容詳實、體係宏大的著作。我一直認為,物理學是理解我們所處世界的基石,而電磁學則是其中最奇妙、也最深刻的分支之一。從手機信號到宇宙射綫,電磁學的應用無處不在,但其背後蘊含的原理卻常常讓人望而卻步。 我一直對費曼的教學風格充滿好奇,據說他能夠用最生動的語言,將最抽象的物理概念講解得如同故事一般引人入勝。我特彆期待書中關於電磁相互作用本質的論述,例如光子的概念,以及它如何在微觀世界中扮演的角色。 我也希望能從書中學習到一些解決實際問題的物理思維方法,不僅僅是理論的堆砌,更重要的是如何將理論應用於分析和解決現實世界中的電磁現象。我希望這本書能夠提供一些我尚未接觸過的角度和工具,來幫助我更深入地理解物理世界的運作規律。 我期待在閱讀過程中,能夠體驗到一種“玩味”物理的樂趣,而不是枯燥的學習。我希望這本書能夠帶我領略物理學的詩意和哲學,不僅僅是公式和計算,更是對自然規律的敬畏和贊嘆。 總而言之,我購買這本書是帶著一種對知識的渴望和對物理學深邃之美的嚮往,我相信這部著作一定會帶給我不同尋常的學習體驗,並為我的物理學知識體係增添濃墨重彩的一筆。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵給我的第一印象是沉靜而有力,沒有花哨的圖飾,卻蘊含著一種不容置疑的學術權威感。我一直認為,物理學是對自然最深刻的理解,而電磁學則是連接微觀粒子和宏觀世界的關鍵橋梁。 我對手中的這部《費曼物理學講義 II:電磁與物質(3)》抱有極大的期望,我聽說費曼的講義不僅內容嚴謹,更富有啓發性,總能以獨特的方式講解物理概念,讓學習過程充滿樂趣。 我特彆期待書中對電磁場與物質之間相互作用的詳盡闡述。例如,物質的構成如何影響電磁場的行為,反之亦然。我希望能夠理解諸如介電常數、磁導率等概念的物理意義,以及它們在實際應用中的重要性。 我渴望通過這本書,能夠建立起一個更加係統和完善的電磁學知識體係。我希望能夠從理論層麵,理解那些我們日常生活中習以為常的電磁現象,比如雷電、無綫通信等等,背後的精妙原理。 總而言之,我入手這本書,是為瞭進一步深化我對電磁學世界的理解,體驗費曼獨特的教學魅力,並希望它能為我的物理學學習之路,注入新的活力和更深的思考。

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