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页数:404

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出版时间:2012-1

价格:43.00元

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isbn号码:9787030288479

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《理论物理学精要：从经典力学到量子场论的宏大图景》 内容简介 这是一部面向对物理学有深度探究愿望的读者而设计的著作。它并非一本入门级的科普读物，也非针对特定实验设计的操作指南，而是致力于为读者勾勒出理论物理学殿堂的宏伟蓝图，从奠基性的经典力学，稳步迈进到深刻改变我们宇宙观的量子力学，再到解释基本粒子相互作用的量子场论。全书以严谨的逻辑链条和清晰的数学语言，循序渐进地揭示物理学的核心概念、基本原理以及它们之间错综复杂的联系，旨在培养读者对物理世界运作规律的深刻洞察和独立思考能力。 本书的开篇，我们将重返牛顿力学构建的经典世界。这里，我们不再纠结于实验室中细微的操作误差或测量仪器的局限性。取而代之的是，我们聚焦于理论的本质：运动的定律如何描述宏观物体的行为，能量、动量、角动量等守恒量如何深刻地约束着系统的演化。我们将深入探讨拉格朗日方程和哈密顿力学，理解它们如何以更抽象、更普适的方式重新阐述经典力学，为日后向更深层次的理论过渡奠定坚实的基础。这部分内容，着重于理解牛顿方程背后所蕴含的对称性原理，以及它们在物理学中无处不在的重要性。我们将探讨保守场中的势能概念，以及它如何简化对复杂运动的描述。通过对多体问题的分析，我们将看到经典力学如何为我们理解行星运行、刚体转动等复杂现象提供了精确的框架。 随后，本书将带领读者跨入微观世界的奇妙领域——量子力学。这里，直觉常常面临挑战，我们必须学会拥抱概率性的描述和波粒二象性。我们将从薛定谔方程入手，理解它如何成为描述量子系统演化的核心方程。氢原子能级、量子隧穿效应、自旋等概念将一一呈现，帮助读者理解微观粒子行为的量子特性。本书将深入探讨量子力学中的算符、本征值和本征态，以及它们如何对应着可观测的物理量。我们将讨论量子叠加和量子纠缠现象，认识到它们与经典物理学的根本区别，以及它们在未来量子计算和量子通信等领域中的巨大潜力。对泡利不相容原理的阐述，将帮助读者理解原子核结构和物质性质的微观根源。 再往深处，本书将引领读者进入量子场论的殿堂。这是现代物理学中最成功的理论之一，它将量子力学与狭义相对论相结合，成功地解释了基本粒子的产生、湮灭以及它们之间的相互作用。我们将探讨量子电动力学（QED），理解光子和电子是如何相互作用的。对于量子色动力学（QCD），我们将触及夸克和胶子的世界，解释强相互作用的奥秘。本书将勾勒出标准模型的宏伟框架，介绍各种基本粒子及其性质。我们将深入探讨场的概念，理解物质和能量如何以场的激发形式存在。对费曼图的介绍，将为读者提供一种直观理解粒子相互作用的工具。本书还将简要介绍自发对称性破缺的概念，以及它如何在粒子物理学中扮演重要角色。 贯穿全书的，是对物理学基本原理和数学工具的深刻阐述。我们不会回避复杂的数学推导，而是将其视为理解物理本质的必要桥梁。从微积分、线性代数，到复变函数、群论，我们将逐步介绍和运用在不同理论分支中至关重要的数学工具，帮助读者建立起扎实的数学基础，从而能够独立地理解和分析物理问题。对于微分方程的求解技巧，以及偏微分方程在场论中的应用，都将得到详细的讲解。 此外，本书也关注理论物理学发展中的重要思想实验和哲学启示。爱因斯坦的思维实验如何孕育出相对论？量子力学中的“哥本哈根解释”与“多世界解释”的争论，又揭示了怎样的认识论困境？我们力求让读者在掌握理论知识的同时，也能体会到物理学发展的思想脉络和深刻的哲学内涵。 本书并非简单的知识堆砌，而是力图构建一个连贯而统一的物理学理论体系。我们将强调不同理论分支之间的内在联系和发展逻辑，例如经典力学如何作为量子力学的宏观近似，狭义相对论又如何被量子力学所拓展。通过理解这些联系，读者将能更深刻地认识到物理学作为一个整体的和谐与美妙。 《理论物理学精要》适合那些渴望超越现象层面，深入理解宇宙运行基本规律的学子、研究者以及所有对物理学充满好奇的读者。它旨在提供一种看待物理世界的新视角，激发读者对科学探索的持久热情，并为进一步深入研究物理学的各个分支打下坚实的基础。本书不提供任何实验操作的细节，也不涉及实验数据的分析与处理，其核心在于理论框架的构建与深层原理的剖析。它是一场思想的盛宴，是一次智识的探索之旅，带领读者在理论的海洋中畅游，领略物理学的博大精深。 本书读者群定位： 物理学专业高年级本科生与研究生： 为他们提供坚实的理论基础，帮助他们理解更前沿的研究课题。 数学及相关理工科背景读者： 愿意深入学习物理学理论，拓展跨学科视野。 对基础物理学有浓厚兴趣的社会人士： 具备一定数学基础，渴望系统性地了解现代物理学理论的精髓。 理论物理学研究人员： 作为一本系统性的参考书，回顾和巩固基础理论。 本书的目标是让读者在合上书本后，能够对物理学的宏大图景有一个清晰的认识，理解驱动我们宇宙运行的基本法则，并培养出严谨的科学思维能力。

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我通常对大学教材抱有一种敬而远之的态度，觉得它们大多是应试教育的产物，内容僵硬。然而，这本《大学物理实验》却给我带来了一丝惊喜。它最吸引我的地方在于，它强调的不是“结果的正确性”，而是“过程的严谨性”。书中的“实验反思”部分是点睛之笔，作者总是会留下一些开放性的问题，引导读者去思考：如果改变某个参数，结果会怎样？如果设备精度提高十倍，我们能观察到什么新的现象？这种引导式的提问方式，极大地激发了我的批判性思维。我记得有一次我在做电学实验时，理论计算值和实验值出现了较大的偏差，我本以为是计算错误，但翻阅此书后，书中关于导线电阻和接触电阻的细微影响的讨论，让我恍然大悟，找到了问题的关键。这本书对实验中“人”的主观能动性和局限性的探讨，使得它更具人文关怀，而非冷冰冰的科学条文。

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这本《大学物理实验》的书籍，拿到手后，首先被它那厚实的装帧和略带年代感的封面设计所吸引。翻开内页，我立刻感受到了一种扑面而来的严谨气息。书中的图示和文字排版都非常清晰，即便是复杂的物理概念，在图表的辅助下也变得直观易懂。特别是那些经典的力学实验，比如单摆的周期测量、弹簧振子的振动分析，文字描述得极为详尽，从仪器的选择、误差的来源到数据处理的每一个步骤，都给出了非常细致的指导。我个人认为，对于初次接触大学物理实验的学生来说，这本书就像一位耐心十足的导师，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是教会你“为什么这么做”以及“如何思考实验结果的可靠性”。书中的理论背景介绍得恰到好处，既不会像纯理论教材那样晦涩难懂，也不会像某些操作手册那样流于表面。那种对实验误差的深入剖析，让我对“精确测量”这个概念有了全新的认识。读完前几章，我仿佛又回到了那个在昏暗的实验室里，小心翼翼地调整仪器，期待看到理想数据的时刻。这本书的价值，不在于它收集了多少个实验，而在于它如何引导我们建立起科学的实验思维体系。

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说实话，我期待的是一本能够帮我“搞定”实验课的速成宝典，但这本书带给我的远不止于此。它的内容深度明显超出了普通大一、大二实验的要求，更像是一本融合了实验技术指导和物理学思想精髓的综合性读物。例如，在涉及电磁学实验的部分，对惠斯通电桥平衡条件的推导和实际操作中的注意事项描述得极其到位，甚至提到了不同品牌万用表的细微差异对测量结果的影响，这种“老派”的精益求精，在现在的快餐式教材中已经很难看到了。我特别欣赏它对“系统误差”和“随机误差”的区分论述，那些用数学语言包装起来的统计学处理方法，被作者用非常生活化的语言阐述，使得那些枯燥的公式变得可亲近。我尝试按照书中的步骤操作了一个光学实验，发现即便是使用了相对陈旧的设备，只要严格遵循书中的规范，所得结果的吻合度也远超我预期的范围。这本书更像是一本“慢工出细活”的工具书，适合那些真正想沉下心来理解物理世界运作规律的人。

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从一个资深物理爱好者（虽然大学物理已经过去很多年了）的角度来看，这本书的价值在于它提供了一个稳固的知识基石。它的语言风格成熟、内敛，用词精准，没有丝毫多余的口水话。很多现代教材喜欢用大量鲜艳的色彩和花哨的版面来吸引眼球，而这本书则回归了知识本身的力量——黑白分明的文字和图表，反而更加凸显了内容的深度和权威性。它对物理学核心原理的实验验证过程描述得极其透彻，让你在操作的同时，脑海中不断回放着那些经典物理学家的思维过程。我尤其欣赏其中关于测量不确定度传播的详尽讲解，这部分内容即使对研究生阶段的实验工作也有极高的参考价值。这本书不是一本用来“快速通关”的工具书，它更像是一本需要反复研读、边做边记的案头参考书，每一次重读都会有新的体悟，这是衡量一本优秀实验教材的最高标准。

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这本书的编排结构，初看之下略显传统，但细究起来却充满了匠心。章节的递进关系非常自然，从最基础的测量学基础，逐步过渡到力学、热学、电磁学、光学乃至近代的原子物理基础实验。这种循序渐进的设置，保证了学生知识链的完整性。我注意到，书中对实验仪器的“历史沿革”和“现代发展”也有所提及，这使得原本静态的实验操作，有了一种动态的历史感。比如，在介绍示波器的使用时，它没有停留在简单的波形观察层面，而是深入讲解了阴极射线管的工作原理，这种对底层的深挖，极大地提升了学习的厚度。不过，有一点或许对某些追求“时髦”的读者不太友好，那就是书中对计算机辅助实验（CAE）的提及相对保守和基础，更侧重于传统仪器的手写记录和手工绘图分析。但反过来看，这正好保证了它作为一本基础教材的恒久价值，不会因为技术的快速迭代而过时。

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