Grundkurs Theoretische Physik 5/1 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Wolfgang Nolting

出品人:

页数:471

译者:

出版时间:2001-08-28

价格:USD 59.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540400714

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 理论物理
• 大学教材
• Grundkurs
• 量子力学
• 电动力学
• 统计物理
• 固体物理
• 相对论
• 高等教育

好的，这是一份关于另一本理论物理学入门书籍的详细介绍，其内容与《Grundkurs Theoretische Physik 5/1》的主题（如量子力学、经典场论等）有所侧重，旨在提供一个理论物理学基础的替代性或补充性视角。 --- 理论物理学导论：从经典力学到基础量子场论的严谨构建 作者： (此处可虚构一位资深物理学家姓名) 出版社： (此处可虚构一家学术出版社名称) ISBN: (此处可虚构一个ISBN号码) 页数： 约 850 页 目标读者： 物理学本科高年级学生、研究生，以及希望深入理解理论物理学基本框架的研究人员。 内容概述 本书旨在为读者提供一套自洽、严谨且富有洞察力的理论物理学基础框架。区别于侧重于某一特定分支（如量子力学或电动力学）的经典教材，本书采取了一种更为宏观的视角，强调物理学定律的数学结构、对称性原理以及从经典理论向现代理论过渡的核心思想。全书分为三个主要部分：高级经典力学与场论基础、统计物理学的微观与宏观连接，以及狭义相对论与早期量子概念的整合。 第一部分：高级经典力学与拉格朗日-哈密顿体系 本部分深入探讨了经典力学在处理复杂系统时的强大工具——变分原理。我们不再仅仅停留于牛顿定律的直接应用，而是将目光投向拉格朗日量和哈密顿量。 1. 变分原理与欧拉-拉格朗日方程： 详细阐述了最小作用量原理的哲学基础及其在物理学中的普适性。通过对连续系统（如柔性弦、流体）的分析，引入了场论的雏形。特别强调了在处理约束系统时，引入拉格朗日乘子法的必要性和技巧。 2. 哈密顿力学与相空间结构： 从拉格朗日力学过渡到哈密顿力学，重点分析了相空间的概念。泊松括号的引入不仅是数学上的方便，更是理解经典动力学与量子力学对应关系的关键桥梁。书中详细推导了哈密顿-雅可比方程，并展示了如何利用生成函数法求解复杂系统，例如周期性势场中的运动。对正则变换的探讨，清晰地描绘了相空间中坐标和动量变换的不变性。 3. 连续介质的动力学基础： 本章将经典力学扩展到连续体。对于弹性介质，详细讨论了应力张量、应变张量及其演化方程。在流体力学部分，重点分析了不可压缩流体的欧拉方程和纳维-斯托克斯方程的推导过程，并探讨了其在湍流等复杂现象中的初步应用。这为后续接触连续介质的场论描述奠定了坚实的经典基础。 第二部分：统计物理学的微观基础与宏观涌现 第二部分聚焦于如何从大量微观粒子的行为中，涌现出宏观可观测的物理性质。本书对统计物理的讲解强调了信息论和熵的概念。 1. 统计力学基础：系综理论： 深入分析了微正则系综、正则系综和巨正则系综的构建及其物理意义。重点论证了系综平均值在粒子数量趋于无穷大时的有效性。通过精确计算理想玻色气体和费米气体在不同温度下的配分函数，读者可以清晰地看到宏观热力学量是如何“自动”产生的。 2. 量子统计：费米子与玻色子： 本章是本书的关键部分。详细阐述了玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的数学形式，并重点讨论了费米子体系中简并压力和电子气模型的重要性。对黑体辐射（光子气体）和液氦-4的超流性（玻色-爱因斯坦凝聚）进行了深入的案例分析，突出了全同粒子统计的非平凡性。 3. 经典相变与重整化群的初步思想： 在讨论经典相变时，本书避免了过于复杂的数学工具，而是侧重于对平均场理论（Mean Field Theory）的清晰阐述，以解释范德华方程和居里-外斯定律的起源。随后，引入了重整化群（Renormalization Group）的几何和物理直觉，将其视为一种尺度不变性的工具，而非仅仅是计算技术，从而为后续的量子场论打下概念基础。 第三部分：狭义相对论与电动力学的统一 第三部分将前两部分的结构化思维应用于相对论和电磁现象的统一。 1. 狭义相对论的几何基础： 从洛伦兹变换的群结构出发，系统地构建了闵可夫斯基时空。本书强调四维矢量、张量以及洛伦兹变换的矩阵形式。对能量-动量四矢的推导，将经典动量和能量统一在一个框架内，并自然导出了质能关系。 2. 经典电磁学的协变形式： 这是本书区别于传统电磁学教材的关键之处。电磁场强度 $F^{mu u}$ 作为二阶反对称张量被引入，麦克斯韦方程组被简洁地表示为两个张量微分方程：$partial_mu F^{mu u} = mu_0 J^ u$ 和 $partial_lambda F_{mu u} + partial_mu F_{ ulambda} + partial_ u F_{lambdamu} = 0$。这种形式化的描述清晰地揭示了电磁场在洛伦兹变换下如何变换，从而避免了在不同惯性系下对麦克斯韦方程组的重复推导。 3. 相对论性粒子动力学与拉格朗日量： 推导了自由粒子的相对论性拉格朗日量，并利用泊松括号与哈密顿量建立起相对论性哈密顿力学。对于带电粒子在电磁场中的运动，则采用协变形式的拉格朗日量进行分析，展示了规范不变性的重要性。 总结与特色 本书的特色在于其对数学结构和对称性原理的贯穿强调。它致力于培养读者从最基本的变分原理出发，逐步建立起物理世界的动态描述能力。通过对经典力学、统计物理和电磁学的统一处理，读者将获得一个坚实的、面向现代物理研究的理论基础。本书的推导过程严谨，旨在让读者不仅“知道”公式，更能“理解”公式背后的深刻物理含义和数学必然性。大量的习题设计旨在巩固概念，并引导学生进行初步的数学建模练习。

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