物理学导论

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出版者:西安交通大学出版社
作者:查新未
出品人:
页数:218
译者:
出版时间:2007-9
价格:22.00元
装帧:
isbn号码:9787560525426
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《物理学导论》是根据教育部颁布的关于大学物理教学的有关文件精神,立足当前国内外物理学教育的现状,从现代社会对高素质人才培养的总体要求出发,结合编者多年教学经验编写而成。内容包括质点运动学、运动定律与守恒定律、气体动理论和热力学、静电场、稳恒磁场、电磁感应、机械振动与机械波、波动光学基础、近代物理基础。为了便于读者学习和掌握书中的内容,各章节配有一定的例题和同步练习题。本书特点为:内容精练,特色鲜明,分量适中,概念清晰,侧重基础,兼顾前沿。

本书可作为高等院校的少学时理工类和非理工类学生的大学物理教材,也可作为成人教育、高职院校的教材。

《万物之理:现代科学的基石与探索》 内容提要: 本书旨在为初涉科学殿堂的读者,搭建一座通往理解宇宙基本规律的坚实桥梁。我们不聚焦于某一特定学科的详尽推导,而是致力于描绘一幅宏大而清晰的现代科学图景,特别是那些支撑起当代技术革命和哲学思考的核心概念。全书分为四大板块,由浅入深,层层递进,力求在保持科学严谨性的同时,展现知识的内在美感与逻辑的磅礴力量。 --- 第一部分:世界的构建模块——从尺度到实在 本部分着眼于我们如何感知和量化我们所处的现实。我们将从最宏大的尺度,宇宙的结构与演化,逐步收缩至物质最基本的构成单元,为读者建立一个自上而下的世界观框架。 一、尺度的维度与测量的艺术: 科学的起点在于精确的测量。本章将探讨人类如何定义长度、时间、质量等基本量纲,并追溯这些定义的历史演变,例如从米的原器到基于光速的定义转变。我们将深入讨论不确定性原理在测量实践中的体现,以及如何通过误差分析来评估科学观察的可靠性。重点将放在相对论如何改变了我们对时间和空间的传统认知——时间和距离不再是绝对的背景,而是依赖于观察者的运动状态。我们将阐述洛伦兹变换的几何意义,而非复杂的代数推导,重点展示其对高速运动物体的直观影响,例如时间膨胀和长度收缩如何从理论走向可观测的现象。 二、物质的形态与相变: 物质世界并非静止不变,其形态的转换是物理学的核心议题。本章将回顾经典热力学的基本定律,特别是熵增定律,阐述其在描述能量转化效率和时间之箭方向上的不可替代性。我们不会陷入复杂的数学推导,而是通过生动的例子,如热机的效率极限、生命活动的能量基础,来解释宏观热力学如何支配着日常经验。随后,我们将过渡到对物质微观结构的探索,介绍晶体结构、液态的无序性与有序性之间的微妙平衡,以及相变过程中临界现象的普适性。 三、场论的革命:连接与作用: 场是现代物理学描述相互作用的语言。本章将详细介绍经典电磁场理论的精髓。法拉第和麦克斯韦的工作如何将电、磁、光统一起来,形成一个连贯的数学框架。我们将探讨电磁波的本质、波粒二象性的初步概念,以及场如何传递能量和动量。此外,本部分还将简要引入引力场的概念,将其视为时空本身的弯曲,为后续对广义相对论的宏观理解做好铺垫。 --- 第二部分:微观世界的奇境——量子革命的逻辑 如果说宏观世界遵循着可预测的确定性法则,那么微观世界则充满了概率和不确定性。本部分将带领读者深入原子与亚原子粒子的领域,理解量子力学如何颠覆了我们对实在性的传统观念。 一、光谱与能级:原子的结构谜题: 从黑体辐射和光电效应的实验现象入手,我们将构建量子化概念的必要性。玻尔模型虽然在今天看来是过渡性的,但其引入的“量子化能级”概念是理解一切微观现象的基石。本章将重点解释能量的离散性如何解释了元素的特性,以及光谱线的精确含义。 二、波与粒子:互补性的哲学: 德布罗意波和不确定性原理构成了量子力学的核心悖论与深刻洞察。我们将探讨双缝干涉实验如何无可辩驳地展示了物质的波动性,以及测量行为如何“塌缩”了粒子的不确定状态。重点在于理解互补原理,即波和粒子形象是理解同一实在的两个不可或缺却又相互排斥的侧面,而非简单的二选一。 三、量子纠缠与非定域性: 在量子世界中,两个粒子可以“心有灵犀”,无论相隔多远,它们的状态都是相互关联的。本章将介绍量子纠缠的概念,阐述贝尔不等式所揭示的,即实在性与定域性不可能同时成立的深刻含义。我们将讨论量子信息科学的基础,说明这种“鬼魅般的超距作用”如何成为未来计算和通信技术的核心资源。 --- 第三部分:动力学与守恒——系统的演化法则 本部分聚焦于描述系统如何随时间变化,以及在这些变化过程中哪些量是永恒不变的。我们将从牛顿力学的简洁性出发,过渡到更普适的拉格朗日和哈密顿力学框架。 一、经典运动的优雅: 牛顿的三大定律构成了宏观世界运动的基础。本章将侧重于这些定律背后的深层含义,特别是惯性参考系的概念。我们将分析如何通过矢量分析来描述复杂的多体运动,例如行星轨道和抛体运动,强调从“力”到“加速度”的转变如何简化了对未来状态的预测。 二、守恒定律的普适性: 能量、动量和角动量是物理学中最强大的工具。本章将不再将守恒定律视为孤立的结论,而是作为诺特定理的直接推论来阐述——对称性必然导致守恒量。时间平移对称性保证了能量守恒;空间平移对称性保证了动量守恒;空间旋转对称性保证了角动量守恒。这种深刻的内在联系,是理解物理系统稳定性的关键。 三、耗散系统与混沌的边界: 并非所有系统都遵循完美的保守定律。本章将引入耗散力(如摩擦和阻尼)的影响,解释能量如何从可用的形式转化为热能。随后,我们将探讨经典力学在面对高度非线性系统时的局限性——混沌理论的兴起。通过对简单非线性微分方程(如洛伦兹吸引子)的定性分析,我们理解对长期未来状态的精确预测是如何在本质上变得不可能的。 --- 第四部分:连接与前沿——跨越学科的统一视野 最后一部分,我们将走出纯粹的物理学范畴,探讨物理学原理如何渗透和塑造了其他科学领域,并展望当前物理学最激动人心的前沿探索。 一、统计物理:从微观到宏观的桥梁: 如何从数以万亿计的粒子行为推导出宏观的热力学现象?统计物理学提供了必要的数学工具,它引入了概率、平均值和系综的概念。本章将解释概率分布函数如何描述大量粒子的集体行为,并阐述温度和压强等宏观量在微观层面的真实意义。 二、凝聚态物理:新兴特性的涌现: 物质的许多奇异性质并非源于单个原子,而是源于集体效应。本章将介绍固体物理学的核心概念,如能带理论,它解释了导体、半导体和绝缘体之间的根本区别。我们将探讨超导性、磁性等宏观量子现象,说明在低温和特定结构下,物质会展现出全新的、不可预测的物理特性。 三、宇宙学的最新图景: 回到宇宙的尺度,我们将审视粒子物理学的标准模型如何与广阔的宇宙学结合。重点讨论暗物质和暗能量的观测证据——它们在宇宙演化中扮演的主导角色,以及它们对现有物理学理论提出的巨大挑战。本书将以开放性的问题结束,激发读者继续探索物理世界永无止境的奥秘。 --- 本书特色: 本书避免了教科书中常见的、以大量公式推导为核心的叙事方式。我们侧重于概念的清晰阐释、历史背景的铺陈以及实验证据的支撑。通过类比、模型构建和思想史的梳理,读者将能够掌握现代物理学的基本逻辑框架,理解科学是如何通过不断证伪和修正,逐步逼近对自然规律的深刻认识。它为有志于深入学习物理学、化学、工程学乃至哲学思想的读者,提供了一个坚实而富有启发性的入门认知基础。

作者简介

查新未,教授,男,汉族,生于1957年12月,陕西省兰田县人。1982年毕业于陕西师范大学物理系,获得学学士学位,同年毕业后留校任教。1983年至1984年曾在中国科学院物理研究所进修学习,1984年至1986年曾在中国科技大学固体物理研究生班学习,1993年晋升为副教授,1994年至今,在西安邮电学院从事教学与量子通信的科研工作。

多年来,先后为研究生和本科生开设《量子力学》、《光纤通信原理》、《光学》、《激光原理》、《量子光学》等多门课程。先后与北京大学、清华大学、西安交通大学等名校老师合作,在科学出版社、电子工业出版社、西安电子科技大学出版社出版《普通物理、大学物理经典名题名师解析》、《物理学》、《现代广播网络技术及其应用》等教材及教学指导书籍。1991年曾获陕西师范大学教学质量优秀奖。2005年获西安邮电学院优秀教师。

主要研究集中在量子信息方面,并取得一定的成绩,相关论文已发表在权威期刊《Physics. Review. A》, 《Physics. Letter. A》上.另外在《Commun. Theor. Phys.》《Modern Physics Letters》、《Optics Communications》、《物理学报》《中国激光》、《光子学报》、《西安交通大学学报》、《西北大学学报》、《量子电子学报》等学术期刊上发表科研论文80多篇。其中SCI, EI检索20多篇。并于1991年获陕西省自然科学优秀论文奖;2005年获陕西省陕西省高等学校科学技术三等奖。

目录信息

第1章 质点运动学
1.1 理想模型质点参考系
1.1.1 理想模型
1.1.2 质点
1.1.3 参考系
1.2 质点运动的描述
1.2.1 位置矢量运动方程位移
1.2.2 速度矢量
1.2.3 加速度矢量
1.3 直线运动
1.3.1 匀速直线运动
1.3.2 匀变速直线运动
1.4 圆周运动
1.4.1 圆周运动的角量描述
1.4.2 匀速(率)圆周运动向心加速度
1.4.3 变速圆周运动切向加速度法向加速度
1.5 相对运动
1.5.1 相对位矢相对速度
1.5.2 伽利略变换
本章小结
同步练习
第2章 运动定律与守恒定律
第3章 气体动理论和热力学
第4章 静电场
第5章 稳恒磁场
第6章 电磁感应
第7章 机械振动与机械波
第8章 波动光学基础
第9章 近代物理基础
习题参考答案
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我最近翻阅了一本关于**全球气候变化对北极苔原生态系统影响**的学术报告合集。这本书的风格极其务实和数据驱动,几乎没有多余的抒情或感叹,完全是基于卫星遥感数据、多年冻土钻探记录和生物多样性监测网络的结果堆砌而成。书中详细展示了过去三十年间,北极圈内永久冻土融化速度的非线性加速趋势,以及由此引发的甲烷释放对全球温室气体平衡的潜在影响。其中最让我印象深刻的是关于“植被北移”的图表,显示了原本只在南边生长的灌木正在侵占传统上由地衣和苔藓主导的区域,这种生态结构上的巨大转变,对当地依赖特定食物链的驯鹿等大型哺乳动物构成了直接的生存威胁。报告的严谨性体现在每一个章节都附有详尽的方法论说明和误差分析,对于环境科学或地质学背景的读者来说,这些细节是评估研究可靠性的关键。这本书给我的感觉是沉重且紧迫的,它不像是在讨论一个遥远的未来,而是清晰地指出我们正在目睹一个关键生态阈值的跨越,其所需的政策干预必须是即时和大规模的。

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说实话,我原本是冲着**当代小说家埃德加·艾伦·坡的心理分析**而去买这本评论集的,结果却被里面的文本解读方式深深震撼了。这本书的论述角度异常刁钻和锐利,它完全摒弃了传统的传记式解读,而是专注于坡的那些哥特式短篇小说中潜藏的极端情景如何反映了19世纪中叶美国社会的潜意识焦虑。作者对“幽闭恐惧症”和“死亡崇拜”在《黑猫》和《厄舍府的倒塌》中的运用进行了详尽的结构分析,指出这些元素是如何巧妙地避开了当时的审查制度,同时又有效地击中了读者的神经。书中有一章专门分析了坡如何使用声音——比如滴水声、心跳声——来营造一种无法逃脱的听觉幻觉,这种对感官细节的捕捉能力,令人叹为观止。文笔上,这本书也极具个性,充满了晦涩的学术术语,但每一次的术语堆砌都像是一把精密的解剖刀,剖开文本的最深处。我花了好大力气才跟上作者的逻辑跳跃,但一旦跟上,那种发现隐藏结构的美感是无与伦比的。对于文学研究的专业人士来说,这本书绝对是提供了全新的、具有颠覆性的研究范式。

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我最近尝试着读了一本关于**中世纪欧洲炼金术史**的书,坦白说,这体验相当魔幻。它完全没有我想象中的那种枯燥的历史陈述,反而像是一部充满神秘主义色彩的侦探小说。作者似乎对那些隐藏在羊皮纸卷轴背后的秘密有着近乎偏执的迷恋,书中详尽地考察了从亚历山德里亚学派到玫瑰十字会的演变过程,对例如尼古拉斯·弗拉梅尔之类的传奇人物的生平及其炼金术著作进行了细致入微的考据。最有趣的部分是,作者并没有简单地将炼金术斥为“伪科学”,而是巧妙地将其置于当时的哲学、宗教和早期化学萌芽的交叉点上。你能在字里行间感受到那种对“点金石”和“长生不老药”的狂热追求,以及这种追求如何潜移默化地推动了玻璃器皿制作、提纯技术乃至早期元素分离方法的发展。整本书的叙事节奏把握得极好,时而深入晦涩的象征体系,时而跳脱出来以现代历史学的眼光进行审视。读完后,我对于“科学”这个概念的定义都有了更宽广的理解,认识到现代科学的根基,很多时候并非凭空出现,而是从这些充满浪漫想象的探索中一点点挤压出来的。对于历史爱好者或者文化研究者来说,这本书提供了极佳的视角,去探究人类是如何在黑暗中摸索真理的。

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这本关于**量子纠缠与信息论的专著**简直是为那些渴望深入理解现代物理学前沿的求知者量身定做的。作者以一种近乎诗意的精确性,描绘了爱因斯坦曾经深感不安的“鬼魅般的超距作用”。书中不仅详尽地梳理了贝尔不等式的实验验证历程,那些详尽的实验装置图和数据分析过程,对于物理系高年级学生来说,绝对是宝贵的参考资料。更令人称赞的是,它并没有止步于基础的理论阐述,而是将视角投向了量子计算和量子密码学的实际应用前景。我特别喜欢其中关于“失相干”现象的章节,作者用极其生动的比喻,将这个抽象的概念解释得层次分明,让人茅塞顿开。阅读过程中,我感觉自己仿佛置身于一个顶尖实验室的研讨会上,与那些一手创造了这些理论的物理学家们进行着深入的对话。对于那些已经掌握了经典力学和电磁学基础,并希望向信息物理领域进军的读者,这本书无疑是架设在宏观世界与微观世界之间的一座坚实桥梁,它不仅提供了知识,更激发了对宇宙深层奥秘的敬畏之心。书中的数学推导严谨而不失优雅,即便是涉及高维希尔伯特空间的张量积运算,作者也处理得井井有条,确保读者能够步步为营地跟上思路,避免了晦涩难懂的泥潭。

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这本关于**文艺复兴时期佛罗伦萨艺术赞助体系**的画册和论文集,彻底颠覆了我对“美第奇家族”的传统印象。它不仅仅是展示了那些华丽的雕塑和绘画作品,而是聚焦于艺术创作背后的经济逻辑和政治博弈。作者非常细致地梳理了当时的合同范本,揭示了艺术家们(如米开朗基罗和波提切利)是如何在委托人设定的主题、材料预算和工期限制下进行创作的,这使得作品不再仅仅是纯粹的灵感展现,而更像是一种复杂的社会契约的产物。我尤其喜欢其中对“公众展示空间”的分析,比如市政厅和教堂广场上的雕塑,它们的功能性远超艺术性,是权力宣言的工具。书中收录了大量彩色高清的细节图,比如壁画颜料的成分分析,以及不同时期修复对原貌的改变,这些技术细节让艺术欣赏变得更具“考古”的趣味。对于艺术史专业的学生来说,这本书提供了将艺术作品还原到其社会、经济和技术背景中的绝佳模型,它告诉我们,伟大的艺术往往是**强大金主**和**天才执行者**之间张力下的产物,而不是孤立的个体创作。

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