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出版者:

作者:Hugh D. Young / Roger A. Freedman / Lewis Ford

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2007-7

价格:0

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isbn号码:9780321536143

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深入探索宇宙的奥秘：一部全面而严谨的物理学教材 本书旨在为寻求扎实物理学基础的学生提供一个全面、深入且富有启发性的学习体验。它不仅仅是一本物理定律的汇编，更是一部引导读者理解自然界基本运作原理的探险指南。全书内容覆盖经典力学、热力学、电磁学、光学以及介绍性的现代物理概念，力求在保持数学严谨性的同时，突出物理直觉的培养。 第一部分：力学——构建运动的基石 力学是理解世界如何运动的起点。本书从最基本的概念入手，包括矢量、运动学和牛顿运动定律。我们深入探讨了功、能和动量这些核心概念，并展示了它们在保守系统和非保守系统中的应用。 运动学与动力学： 详细解析了直线运动、曲线运动，特别是圆周运动的分析。牛顿三大定律被置于核心地位，并通过大量的实例——从抛体运动到复杂的系统相互作用——来阐明其普适性。 守恒定律的威力： 功和能的概念被提升到与力同等重要的地位。通过势能的概念，我们展示了如何简化复杂系统的分析。动量守恒和角动量守恒被视为宇宙中最根本的对称性体现之一，并应用于碰撞分析和刚体转动。 刚体与振动： 对刚体的转动惯量、转动动力学以及角动量进行了详尽的讨论。对于简谐振动（SHM），我们不仅停留在代数解法，更深入探讨了其在电路和电磁学中的类比，预示了波的性质。 第二部分：热力学——能量的流动与转化 热力学是关于能量、热量和熵的科学。本书将热力学置于宏观和微观两个层面进行阐述，确保读者能够将统计力学（虽然是定性介绍）与宏观现象联系起来。 温度与热量： 从温度的测量和热膨胀开始，逐步过渡到热量的概念和热容的计算。量热法被细致讲解，为后续的能量转化分析打下基础。 热力学定律： 第一定律（能量守恒）被应用于气体和过程分析。重点在于对理想气体的状态方程的理解，以及准静态过程的热力学分析。第二定律的引入是本书的难点与亮点，我们采用卡诺循环和熵的概念来清晰阐述不可逆性的本质，强调熵增原理对宇宙演化的指导意义。 气体动理论： 通过微观模型解释了宏观的热力学性质。分子平均速率、气体分子碰撞频率以及扩散现象的分析，使读者对气体的行为有了更直观的认识。 第三部分：电磁学——看不见的力量的统一 电磁学是物理学中最具美感的部分之一，因为它成功地将看似不相关的电现象和磁现象统一起来。本书采用了电场、磁场和电磁波的经典描述路径。 静电学： 从库仑定律出发，系统地引入了电场强度和电势的概念。高斯定律被视为静电学的核心工具，并被用于求解各种对称性下的电场问题。电势能和电势的梯度关系被强调。 电容与介质： 深入探讨了电容器的构造、并联与串联，并引入了电介质对电场的影响，详细解释了电位移场的必要性。 电流与磁场： 在介绍电流和电阻定律后，重点转向磁场。毕奥-萨伐定律和安培环路定律是计算磁场的两大支柱。洛伦兹力被用于描述带电粒子在磁场中的运动。 电磁感应与麦克斯韦方程组： 法拉第电磁感应定律是连接电与磁的关键。感应电动势和电感现象被详细分析。最终，全书的高潮部分是麦克斯韦方程组的完整呈现和解释，展示了如何从这四个简洁的方程中导出电磁波的存在和性质，包括其速度与光速的关系。 第四部分：波与光学——光的本质与行为 本部分将物理学的焦点从场和粒子转移到波动的传播，特别是光的行为。 机械波基础： 虽然重点是光，但我们先从声波和水波等机械波的性质入手，定义了波速、波长、频率、相位以及叠加原理，为后续理解光波打下基础。 几何光学： 基于光的直线传播假设，详细讨论了反射、折射（斯涅尔定律），以及透镜和反射镜的成像原理，包括使用光线追踪和矩阵方法处理复杂的光学系统。 波动光学： 转向光的波动本质。干涉现象（杨氏双缝实验）是理解光的叠加性的关键。衍射现象，特别是单缝衍射和圆孔衍射，展示了光波绕过障碍物的行为。偏振现象则揭示了光的横波性质。 现代物理导论：展望未来 为帮助读者跨越经典物理的界限，本书在结尾部分提供了对二十世纪初物理学革命的简要概述。 狭义相对论的初步概念： 介绍了光速不变原理和狭义相对论的基本假设，推导了时间膨胀和长度收缩效应，并导出了著名的质能关系 $E=mc^2$。 量子概念的萌芽： 简要讨论了黑体辐射和光电效应，引入了普朗克常数和光子概念，为后续更深入的量子力学学习做铺垫。 教学方法与特色： 本书的结构设计强调概念的清晰性、数学的严谨性和物理图像的直观性。每章都包含： 1. 清晰的物理概念定义： 避免使用模糊的语言，确保基本术语的精确性。 2. 大量的例题分析： 每个核心概念后都跟随详细的、分步骤的数值解题示范，展示如何应用公式和逻辑。 3. “概念检验”问题： 旨在测试学生对物理原理的理解深度，而非仅仅是代数运算能力。 4. 富有挑战性的“问题与探索”： 包含涉及实际应用或需要综合多个章节知识的难题，激发学生的批判性思维。 本书的最终目标是培养学生将复杂的自然现象分解为基本物理原理的能力，并用精确的数学语言进行描述。它为后续专业学习（如工程学、更深入的理论物理或应用科学）奠定了坚实且不可动摇的基础。

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这本书为我打开了物理世界的大门，让我看到了科学的严谨与美丽。作者的叙述方式充满了热情和启发性，仿佛是一位经验丰富的向导，带领我穿梭于物理学的宏伟殿堂。我尤其欣赏书中对于物理学史的穿插介绍，这让我了解到那些伟大的物理学家是如何一步步探索和发现这些规律的，也让我对物理学的演进过程有了更深的理解。这种人文关怀的融入，让这本书不仅仅是一本技术性的教科书，更是一部充满智慧和启迪的读物。

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在学习过程中，我发现《University Physics》最显著的优点之一是其内容的深度和广度。它不仅仅涵盖了大学物理的核心课程，还触及了许多更前沿的物理领域，这对于我这样希望在物理学领域深入探索的学生来说，无疑是一笔宝贵的财富。书中对相对论的介绍，让我对时间和空间有了全新的认识；对量子力学的讲解，则让我得以窥见微观世界的奇妙规律。更重要的是，这本书的编写风格非常注重培养读者的物理直觉和解决问题的能力。它不仅仅是知识的传授，更是思维方式的引导。

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这本书的附录部分也相当实用。其中包含了重要的物理常数、单位换算、以及一些数学工具的介绍，这些都是学习物理过程中必不可少的辅助材料。在我遇到困难时，能够随时查阅这些附录，及时解决问题，大大提高了我的学习效率。

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《University Physics》的排版设计也相当人性化。清晰的章节划分，合理的图表布局，以及高质量的插图，都极大地提升了阅读体验。书中大量的插图和图示，不仅仅是为了美观，更是为了直观地展示物理现象和概念。我常常通过这些生动的图示，更深入地理解那些抽象的物理过程。例如，在讲解波动时，书中用动画般的图示展示了波的传播过程，这比单纯的文字描述要有效得多。

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这本书的习题部分也极具价值。不同于许多教科书上那种程式化的习题，《University Physics》的习题设计得非常巧妙，既有巩固基础的练习，也有挑战思维的难题。这些习题不仅仅是对课堂知识的简单运用，更需要读者深入理解物理原理，并将其灵活地运用到解决各种实际问题中。我尤其喜欢那些需要跨章节知识融会贯通才能解答的题目，它们有效地锻炼了我综合分析和解决问题的能力。完成这些习题的过程，让我更加扎实地掌握了物理知识，也培养了我的逻辑思维和批判性思考能力。

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在学习过程中，我发现《University Physics》的书写风格非常流畅自然，没有那种生硬的教科书式的枯燥感。作者善于运用类比和形象的比喻，将复杂的物理概念变得容易理解。例如，在解释电场时，作者将电场线比作水流，形象地描绘了电荷周围的电场分布。这样的处理方式，极大地激发了我学习物理的兴趣，也让我觉得学习过程本身就是一种享受。

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这本书的物理概念阐释得极其透彻，就像一位经验丰富的导师，循循善诱地将复杂的物理世界展现在我面前。从牛顿力学的基础原理，到电磁学的奥秘，再到量子世界的奇妙，作者都能够用清晰易懂的语言和引人入胜的例子来解释。尤其令人印象深刻的是，书中并没有简单地罗列公式和定理，而是深入剖析了这些理论背后的逻辑和物理意义。我常常在阅读过程中，对那些看似晦涩的概念产生豁然开朗的感觉。例如，在解释功和能的转化时，书中通过多个实际生活中的例子，如滑雪、过山车，甚至是原子内部的能量变化，让我深刻理解了能量守恒定律的普适性和重要性。

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总而言之，《University Physics》是一本集深度、广度、易读性和实用性于一体的优秀物理教材。它不仅为我打下了坚实的物理学基础，更激发了我对物理学研究的浓厚兴趣。我强烈推荐这本书给所有希望系统学习物理学的读者，相信你们也会从中受益匪浅。

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这本书的逻辑结构非常清晰，知识的递进也十分合理。从基础的力学概念开始，逐步深入到热学、光学、电磁学，再到现代物理，每章的内容都建立在前一章的基础上，保证了知识的连贯性和系统性。我从未感到知识上的断层或混乱，而是能够顺畅地跟随作者的思路，一步步构建起完整的物理知识体系。

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《University Physics》的语言风格非常严谨，但又不失生动。作者在保证科学准确性的同时，也注重用词的精炼和表达的清晰。对于每一个物理量、每一个公式，书中都给出了详尽的定义和解释，并且会反复强调其重要的物理意义。这种严谨的态度，让我对物理学的理解更加深刻和准确。

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