物理学与偏微分方程(上)

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出版者:高等教育
作者:李大潜
出品人:
页数:302
译者:
出版时间:2005-1
价格:29.40元
装帧:
isbn号码:9787040158533
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 数学
  • 偏微分方程
  • 数学物理方法
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具体描述

《物理学与偏微分方程(上)》是教育部研究生工作办公室推荐的“研究生教学用书”,是在第一版的基础上修订而成的。这次修订除了改正了第一版中的几处印刷错误,并在第五章第四节末尾加了一小段外,其余未作改动。《物理学与偏微分方程(上)》力求在物理学与偏微分方程之间架设一座桥梁,帮助从事应用偏微分方程学习、研究与教学的教师、研究生、高年级大学生及其他学科领域与应用部门韵学者和研究工作者熟练掌握近代物理学中一些重要的基本方程,了解其来龙去脉及推导过程,理解现今国际上一些重要并常见的数学模型,从而可以更自觉地学习和运用,并学会抓住一些有意义的问题开展研究工作。全书分上、下两册出版。上册共5章,从最基本的物理概念出发,分别介绍了电动力学、流体力学、磁流体力学、反应流体力学、弹性力学,重点介绍建立它们的基本方程的全过程,并对这些方程在数学上的结构与特征作简略的说明,还有选择地介绍了近年来国际上的一些最近的研究成果。

《物理学与偏微分方程(上)》 本书旨在为对物理现象背后的数学语言——偏微分方程——感兴趣的读者提供一个坚实的入门基础。我们将深入探索那些构成了我们理解宇宙运作之基石的微分方程,并将其与具体物理学分支紧密结合,层层剥离其精妙之处。 本书的上部,我们将聚焦于描述静态和缓慢变化物理过程的基础模型。内容涵盖: 导论:物理世界中的偏微分方程 我们为何需要偏微分方程?从日常现象的数学刻画出发,如温度分布、波的传播、流体运动等,引出偏微分方程的必要性。 基本概念:偏导数、算子、线性与非线性、齐次与非齐次方程等关键术语的清晰界定和物理意义阐释。 方程的分类:介绍不同类型偏微分方程(如椭圆型、抛物型、双曲型)的基本特征及其在物理学中的对应,为后续学习奠定分类基础。 第一章:热传导与抛物型方程 热传导方程的推导与分析: 从傅里叶热传导定律出发,结合能量守恒原理,严格推导一维、二维和三维热传导方程。 讨论初始条件和边界条件的物理意义,例如恒定温度边界、绝热边界、周期性边界等,以及它们如何影响热量扩散过程。 分离变量法: 详细讲解如何运用分离变量法求解均匀区域上的热传导方程,特别是针对不同边界条件下的解的构建。我们将一步步展示如何通过级数展开来表达一般的初始条件。 物理应用: 探讨热传导方程在固体内温度分布、金属棒加热、地热扩散等实际问题中的应用。理解热量如何随着时间在空间中传递和散布。 第二章:波动现象与双曲型方程 波动方程的推导与分析: 以弦的振动为例,利用牛顿第二定律和胡克定律,推导一维波动方程。 扩展到高维度,讨论例如声波传播(三维波动方程)和电磁波传播(麦克斯韦方程组的简化形式)的联系。 达朗贝尔解法: 介绍达朗贝尔解法,展示如何找到波动方程的一般解,并理解其波动特性(如波速、波形传播)。 傅里叶级数与分离变量法: 学习如何利用傅里叶级数展开来处理带有特定初始和边界条件的波动问题,如弦的振动模态分析。 物理应用: 深入研究弦振动、声波传播、地震波分析等物理现象,理解波的产生、传播、反射和干涉。 第三章:势论与椭圆型方程 拉普拉斯方程与泊松方程: 从静电学中的泊松方程(描述电势分布)和拉普拉斯方程(描述无源区域的电势)的推导出发。 类比引力势、流体势等概念,引出椭圆型方程在描绘稳态物理量(如电势、引力势、稳态温度分布)中的核心作用。 边界值问题: 详细阐述Dirichlet边界条件(给定边界上的值)和Neumann边界条件(给定边界上的导数/法向通量)的物理含义。 数值方法简介: 简要介绍处理椭圆型方程(尤其是复杂几何形状)的常用数值方法,如有限差分法和有限元法,为读者开启进一步学习的思路。 物理应用: 探讨静电势分布、稳态热传导、不可压缩流体的势流理论等。理解这些方程如何描述系统中达到平衡或稳态时的物理状态。 本书上部旨在建立读者对偏微分方程基本结构的认知,以及它们在描述经典物理现象中的直接应用。我们将始终强调数学概念与物理直觉之间的联系,通过详实的推导和丰富的实例,帮助读者建立起用数学语言思考和解决物理问题的能力。

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用户评价

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我一直对如何从微观的物理原理推导出宏观的物理现象感到着迷。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的名字,在我看来,正是连接这两者的关键。我希望这本书能够为我揭示,那些构成物质基本单元的相互作用,以及它们所遵循的规律,是如何通过偏微分方程来宏观地体现出来的。我特别期待这本书能够深入讲解与物质属性相关的偏微分方程,例如描述物质在空间和时间上分布状态的方程,或是描述物质内部能量或质量传递的方程。我想知道,像扩散方程这样的简单偏微分方程,是如何能够描绘出物质粒子在空间中随机运动所带来的宏观扩散现象的。还有,热传导方程,是如何在微观上描述粒子碰撞和能量交换,并在宏观上体现出温度分布的平滑化趋势的。我更希望这本书能带领我理解,当我们将目光投向更复杂的系统时,比如流体,偏微分方程又是如何捕捉到流体内部压力、速度等变量之间的相互关联,并形成各种复杂的流动模式的。这本书对我来说,不仅仅是学习数学工具,更是一次深入理解物理世界运行机制的旅程,一次探索“因”与“果”之间精密联系的探险。

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我对《物理学与偏微分方程(上)》这本书的期待,源自于我对于物理世界中“变化”与“规律”的深刻着迷。我们生活的世界充满了各种动态过程:水流的起伏,风的吹拂,热量的传递,甚至是我们身体内部的生理活动,无一不体现着“变化”的本质。而偏微分方程,在我看来,正是描述这些复杂变化的数学语言。这本书的名字直接点明了它所要探讨的核心,我希望它能为我揭示这些方程背后蕴含的深刻物理思想。我非常渴望了解,例如,波动方程是如何精确地刻画声波、光波甚至量子波的传播特性,以及它在不同物理场景下所呈现出的相似性与差异性。我也对描述流体运动的方程组(比如纳维-斯托克斯方程的前身或简化形式)感到好奇,想知道它们是如何捕捉到流体复杂而又充满涡旋的运动规律的。更进一步,我希望这本书能够帮助我理解,这些方程的解是如何与具体的物理量(如温度、压力、位移、电场强度等)建立起直接联系的。我希望能从这本书中学习到如何从物理现象出发,构建相应的数学模型,然后利用偏微分方程的求解方法来预测和分析这些现象。这种从现象到规律,再到预测的能力,是我在学习物理过程中一直追求的目标。我相信,这本书将是我实现这一目标的重要助力。

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作为一名对理论物理充满向往的爱好者,我深知偏微分方程是构建和理解现代物理学理论的基石。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的出现,无疑为我提供了一个系统学习这一重要工具的绝佳机会。我期望这本书能够提供一个清晰的逻辑主线,从最基础的偏微分方程概念出发,逐步深入到它们在各种物理分支中的应用。我尤其希望能学习到如何从物理直觉出发,构建出描述特定物理现象的偏微分方程。比如,在连续介质力学中,我们如何通过对物质进行微元分析,然后应用守恒定律(如质量守恒、动量守恒)来推导出描述流体或固体变形的偏微分方程?书中是否会详细讲解这些推导过程,并解释其中涉及的数学技巧和物理假设?我希望这本书能够提供一些引导,让我不仅能掌握求解方程的方法,更能理解方程本身的物理含义,以及解的物理解释。我非常好奇,例如,一些看似简单的偏微分方程,如何能够如此精确地预测出复杂的物理行为,这背后蕴含着怎样的数学智慧和物理洞察?我相信,通过这本书的学习,我将能够更深刻地理解物理世界的规律,并为我未来更深入的理论探索打下坚实的基础。

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我一直对那些能够揭示自然界深层奥秘的数学工具充满敬畏,而偏微分方程无疑是其中最重要的一类。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的标题,直接击中了我的兴趣核心。我期望这本书能够为我提供一个深入理解偏微分方程在物理学中扮演角色的平台。我希望它能够详细地介绍不同类型的偏微分方程,以及它们各自所代表的物理概念。例如,我非常想了解,像拉普拉斯方程、泊松方程这样描述稳态或平衡状态的方程,在静电学、引力学等领域是如何被应用来描述势场的分布的。我也对描述动态过程的方程,例如热传导方程和波动方程,感到非常好奇。我希望能学习到,这些方程是如何从物理原理中推导出来的,以及方程中的各项参数和边界条件分别对应着什么样的物理意义。我希望这本书能够提供足够的物理背景和直观的解释,让我能够理解这些数学工具是如何帮助物理学家们描述、预测和解释自然现象的。我相信,通过这本书的学习,我将能够更深刻地理解物理学理论的数学基础,并为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

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我是一名在大学里接触过一些基础物理和数学的业余爱好者,但总觉得自己在理解某些更深层次的物理概念时,总隔着一层纱。特别是涉及到那些描述连续介质、场论,甚至是量子力学的方程时,感觉脑海中一片模糊。**《物理学与偏微分方程(上)》**这个名字,就如同一个灯塔,指明了我前进的方向。我之所以对这本书抱有如此高的期待,是因为它直接将“物理学”和“偏微分方程”这两个我既熟悉又感到畏惧的领域紧密联系了起来。我希望能在这本书中找到一个清晰的脉络,理解那些抽象的数学工具是如何被创造出来,并服务于物理学研究的。我尤其关注这本书在讲解时,是否能够有效地沟通数学与物理之间的桥梁。比如,对于热传导方程,我希望它能清晰地解释为什么傅里叶的分析方法能够如此成功地描述热量的传播,以及其中涉及的边界条件和初始条件在物理意义上究竟代表什么。又或者,在电磁学中,麦克斯韦方程组是如何通过几个简洁的偏微分方程,概括了电场和磁场的所有行为?这本书能否提供一些直观的解释,或者至少是理解这些方程物理含义的线索?我非常期待这本书能够给我带来一种“豁然开朗”的感觉,让我能够用更自信、更深入的眼光去审视那些曾经让我头疼的物理现象。我希望它不仅仅是传授知识,更能激发我对物理学的热情,让我愿意投入更多的时间和精力去钻研。

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我是一名对宇宙万物运行规律充满好奇的学习者,常常在阅读物理科普读物时,对那些能够精确描述自然现象的数学公式感到震撼。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的名字,直接指向了我一直想要深入探索的领域。我期望这本书能够为我揭示,那些在物理学中扮演关键角色的偏微分方程,是如何被发现和发展起来的,以及它们是如何捕捉到自然界中最基本、最普适的规律的。我特别希望能够了解,诸如拉普拉斯方程、泊松方程等描述势场分布的方程,它们在静电学、引力学等领域是如何应用的,以及方程中的物理量和边界条件分别代表着什么。我还对能够描述物质变化和传播的方程感兴趣,比如声波传播的波动方程,或者扩散方程在描述粒子分布的演化过程中的作用。我希望这本书能够提供足够的物理背景和直观的解释,让我能够理解这些方程的由来,以及它们是如何从更基本的物理原理中推导出来的。我希望通过这本书,我能够建立起一种用数学语言来审视和理解物理世界的“语感”,能够从方程的结构中读出物理的含义,从物理现象中联想到相应的数学模型。

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我一直对科学研究中数学的不可或缺性深感敬佩,尤其是偏微分方程,它像一把万能钥匙,能够打开理解许多复杂物理现象的大门。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的标题,直接切中了我的兴趣点。我期待它能为我提供一个系统性的学习框架,让我能够更好地掌握如何运用偏微分方程来解决物理问题。我希望书中能够详细地介绍不同类型的偏微分方程,例如抛物型、椭圆型和双曲型方程,并阐述它们各自所描述的典型物理现象。我特别想了解,在经典的物理学理论中,例如牛顿力学、热力学、电磁学等领域,偏微分方程是如何扮演核心角色的。比如,能量守恒、动量守恒这些基本定律,是如何通过偏微分方程的形式来体现的?在弹性力学中,应力和应变的传播是如何由偏微分方程来描述的?我希望这本书不仅仅是罗列公式和解法,更能深入浅出地讲解方程的物理意义,以及解的物理含义。如果书中能包含一些实际的物理问题的求解示例,那将是锦上添花。我相信,通过这本书的学习,我能够更扎实地掌握利用数学工具解决物理问题的方法,从而提升我的科学素养和研究能力。

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作为一名热衷于探索事物底层逻辑的学习者,我一直认为数学,特别是偏微分方程,是理解物理世界最精确、最深刻的语言。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的出现,对于我来说,就像是收到了通往更深层次理解的大门钥匙。我非常期待这本书能够系统性地介绍偏微分方程在物理学各个分支中的应用,并且能够提供足够详细的数学推导和物理背景解释。我尤其希望能够深入了解,那些描述连续介质运动的方程,例如纳维-斯托克斯方程(即使只是其简化版本或前身),是如何从守恒定律出发,精确地刻画流体的行为的。我也想知道,在经典力学中,诸如泊松方程这样的方程,是如何用来描述引力势或电势的分布的。我期望书中能够包含一些具有代表性的物理问题,并展示如何利用偏微分方程的求解方法来获得有意义的物理结果。我希望通过这本书,我能够培养一种将物理问题转化为数学问题的能力,并能熟练运用偏微分方程这一工具来分析和解决这些问题。这不仅能提升我的数学能力,更能加深我对物理世界运作方式的理解。

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我对物理世界充满敬畏,尤其对那些能够精确描述自然界中各种“运动”和“变化”规律的数学工具感到着迷。**《物理学与偏微分方程(上)》**这本书的名字,正是这种着迷的集中体现。我希望这本书能够为我打开一扇窗,让我能够更深入地理解偏微分方程在物理学中的强大应用。我特别期待它能够详尽地介绍不同类型的偏微分方程,以及它们各自在物理学中的典型应用场景。例如,我非常想了解,描述物体在空间中某种量(如温度、密度、位移)分布的偏微分方程,是如何被建立和求解的。具体来说,我希望能学习到,热传导方程是如何精确地描述热量在物体中的传播过程,以及它与物质的导热系数、比热容等物理参数之间的关系。我也对描述波现象的方程,比如波动方程,感到非常好奇,想知道它如何能够统一地描述声波、光波甚至更抽象的波的传播特性。我希望这本书不仅能提供解题方法,更重要的是能帮助我建立起一种“物理直觉”,让我能够从物理现象的本质出发,构建出合适的数学模型,并最终通过求解偏微分方程来预测和理解这些现象。

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这本书的名字就足够吸引我了,**《物理学与偏微分方程(上)》**,光是这标题就透着一股严谨又宏大的气息。我一直对物理世界的底层逻辑充满好奇,而偏微分方程,在我看来,就是描述这些逻辑的最精妙的语言。从高中时代第一次接触到波动方程、热传导方程这些基础概念,我就被它们蕴含的力量深深吸引,感觉就像是为理解宇宙运行的奥秘开启了一扇大门。这本书的出现,恰好满足了我深入探索这一领域的渴望。我期望它能像一位经验丰富的向导,带领我穿越抽象的数学海洋,在物理学的壮丽图景中,找到那些隐藏在偏微分方程背后的深刻规律。我希望它不仅仅是提供一个冰冷的公式列表,更能阐释这些公式是如何从物理原理中诞生的,又是如何被巧妙地应用来解决实际问题的。譬如,我一直想知道,那些描述粒子运动的薛定谔方程,是如何精确地捕捉到微观世界的奇妙行为的?或者,在流体力学中,纳维-斯托克斯方程那令人望而生畏的复杂性背后,又隐藏着怎样的物理直觉?我希望这本书能解答我这些萦绕心头的问题,让我不仅仅是“知道”这些方程,更能“理解”它们。更重要的是,我希望这本书能培养我一种看待物理问题的新视角,一种能够用数学语言来精确描述和分析物理现象的能力。这本书对我来说,不仅仅是一本学术读物,更像是一场智力上的探险,一次对理解世界本质的追求。我已经迫不及待想要翻开它,开始这场激动人心的旅程了。

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不错的东西,应该是属于非物理专业的进阶书籍。关键的是写出了物理方程组的数学结构。可以作为物理手册来用

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作为数学和物理桥梁的不错的一本书 当然对我最有用的只是前三章 电磁学 流体力学 和磁流体动力学 算是理解这些的一个参考书吧 不过作者果然是学数学的 有些常用的符号还是按数学那边走过来的 看的有些别扭。。

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作为数学和物理桥梁的不错的一本书 当然对我最有用的只是前三章 电磁学 流体力学 和磁流体动力学 算是理解这些的一个参考书吧 不过作者果然是学数学的 有些常用的符号还是按数学那边走过来的 看的有些别扭。。

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不错的东西,应该是属于非物理专业的进阶书籍。关键的是写出了物理方程组的数学结构。可以作为物理手册来用

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作为数学和物理桥梁的不错的一本书 当然对我最有用的只是前三章 电磁学 流体力学 和磁流体动力学 算是理解这些的一个参考书吧 不过作者果然是学数学的 有些常用的符号还是按数学那边走过来的 看的有些别扭。。

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