Fundamentals of Physics, (Chapters 21- 32) (Fundamentals of Physics) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley

作者:David Halliday

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2007-01-22

价格:USD 51.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780470044773

丛书系列:

图书标签:

物理学
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物理教材
大学教材

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具体描述

About The Cover The front cover is an image by Eric J. Heller depicting electron flow over a microscopically bumpy surface. The paths of the 100,000 electrons begin at the upper right but branch and fold back on one another in a surprising pattern as they spread toward the lower left. Electron flow is the subject of several chapters in this book and is especially important in the discussion of electric sparks. Some sparks are amusing, such as those generated when someone chomps down on a wintergreen LifeSaver-the brief blue glow that illuminates the mouth can be seen in a dark room (Chapter 21). Other sparks are quite dangerous, such as those in electrostatic discharges that can accidentally cause airborne dust to explode (Chapter 25). Take Your Seat - The Show's About To Begin! This 8th edition of Fundamentals of Physics includes hundreds of items about curious effects in the everyday world, written in the spirit of Jearl Walker's The Flying Circus of Physics. The original edition of The Flying Circus of Physics - in print for over 30 years in 10 languages - is a cult classic among physics students, physics instructors, and the general public. Electronic links to the new 2nd Edition of The Flying Circus of Physics are available in the electronic version of 8th edition of Fundamentals of Physics that is part of WileyPLUS, one of the online homework systems available with this book. WileyPLUS also includes electronic versions of all the end-of-chapter problems in Fundamentals of Physics and the interactive tutorials (several hundred) and hints (several thousand)written by author Jearl Walker. Get A Better Grade In Physics! Introductory Physics With Calculus As a Second Language by Thomas E. Barrett (0-471-73910-3) helps you understand the basic concepts, break down problems into simple steps, and improve your problem-solving skills! Find out more at www.wiley.com/college/barrett.

探索宇宙的宏大叙事：经典力学、电磁学与热力学的基石导言：构建物理世界的坚实地基本书旨在为读者提供一个全面而深入的物理学基础知识框架，涵盖了经典力学、振动与波、热力学、电磁场以及导论性的光学内容。我们的目标不仅仅是呈现公式和定律，更是要揭示这些基本原理是如何相互关联、共同描绘出我们所处宇宙运行的宏伟蓝图。本书的结构精心设计，引导读者从宏观的运动规律逐步深入到微观的粒子相互作用，再到能量的传递与转化，最终触及光的本质。第一部分：运动的法则——经典力学的核心本部分将聚焦于牛顿力学体系的建立与应用，这是理解所有宏观物理现象的基石。第1章：运动学的基本描述我们将从最基础的运动学概念入手，精确定义位置、位移、速度和加速度。重点讨论一维和二维运动中的矢量分析，如投影法和相对速度的概念。通过大量的实例，如抛体运动和匀速圆周运动，巩固读者对瞬时速度和平均加速度的理解。此外，本章将介绍如何使用微积分工具来精确描述非匀速运动，为后续的动力学分析打下坚实的基础。第2章：牛顿的运动定律——力的本质本章是动力学的核心。我们将系统地阐述牛顿第一定律（惯性定律）、第二定律（$mathbf{F}=mmathbf{a}$）和第三定律（作用与反作用）。我们将深入探讨“力”的各种形式，包括重力、弹力、摩擦力（静摩擦与动摩擦）以及张力。重点分析如何应用这些定律解决复杂的受力平衡问题和加速运动问题。我们将引入“自由体图”的绘制方法，这是解决所有动力学问题的关键步骤。第3章：功与能量——运动的量度能量的概念是现代物理学的核心支柱之一。本章将定义“功”的概念，并讨论变力做功的计算方法。随后，引入动能定理，阐明力与速度变化之间的直接联系。更重要的是，本章将详细介绍保守力与非保守力，并推导出“机械能守恒定律”。通过分析弹簧振子和斜面上的运动，读者将体会到能量守恒在简化复杂动力学问题中的强大威力。第4章：线性动量与角动量动量和角动量是描述物体运动状态的另一种重要物理量。本章首先定义线性动量及其守恒定律，并将其应用于碰撞分析。我们将区分完全弹性碰撞和非弹性碰撞，并引入质心（Center of Mass）的概念，展示其在系统运动中的重要性。随后，我们将过渡到旋转运动，定义角位移、角速度和角加速度，并推导牛顿第二定律的转动形式——力矩（Torque）与角动量的关系，最后阐述角动量守恒定律及其在天体物理和日常现象中的应用。第二部分：振动、波与流体动力学在掌握了刚体运动的基础后，本部分将扩展到描述物体状态随时间或空间分布变化的现象。第5章：简谐振动（SHM）本章将深入探讨最基本也是最重要的周期性运动——简谐振动。我们将从胡克定律出发，推导出简谐振动的运动方程，并求解其位移、速度和加速度的解析表达式。重点分析其周期、频率和相位。此外，本章将引入阻尼振动和受迫振动，解释“共振”现象的物理机制及其在工程和生活中的重要影响。第6章：机械波的传播本章将从横波和纵波的基本概念入手，介绍波的描述参数，如波长、频率、波速和波腹波节。随后，我们将讨论波的叠加原理，并重点分析干涉（Interference）和行波在介质中的能量传输。通过分析波在弦上的传播，读者将对波动的本质有一个更直观的认识。第7章：声波与多普勒效应本章专注于机械波中的一个重要特例——声波。我们将讨论声波的产生、传播速度以及强度（响度）的定义。重点解析人耳感知声音的特性。最后，本章将详细介绍多普勒效应，解释当波源或观察者相对运动时频率发生变化的规律，并提供其实际应用案例。第8章：流体的静力学本部分将研究流体（液体和气体）的特性。首先讨论流体密度和压强的概念。我们将推导出帕斯卡定律，解释液体内部压强的分布规律，并应用阿基米德原理（浮力定律）解决浮体平衡问题。本章的理论基础为理解流体力学后续内容奠定基础。第9章：流体的动力学本章关注流体的运动规律。我们将介绍理想流体的概念，并推导至关重要的伯努利方程，该方程揭示了流速、压力和高度之间的能量关系。通过伯努利方程的应用，如飞机机翼的升力分析和文丘里效应，读者将看到理论与实际工程的完美结合。最后，本章将简要介绍粘滞流体中的层流和湍流，以及雷诺数的概念。第三部分：热力学——能量的转化与传递本部分将视角从宏观力学转向物质的统计性质和能量的宏观转化过程。第10章：温度、热量与热力学第一定律本章首先界定“温度”这一宏观量，并介绍不同温标的转换。随后，讨论热量的概念，包括比热容和潜热，以及热量传递的三种基本方式：传导、对流和辐射。本章的核心是热力学第一定律，即能量守恒在热过程中的具体表现形式（$Delta U = Q - W$）。我们将详细分析等温、等压、等容和绝热过程下的功和内能变化。第11章：热力学第二定律与熵热力学第二定律定义了过程的方向性。本章将介绍卡诺循环作为最有效热机循环的理想模型，并推导出热机的效率上限。随后，我们将引入“熵”（Entropy）的概念，将其定义为衡量系统混乱程度的宏观量，并阐述其在自发过程中的增大致理。通过微观统计力学的观点，初步理解熵的统计意义。第12章：理想气体的动理学理论本章将分子运动论与宏观热力学联系起来。我们将假设理想气体模型，推导出气体微观粒子平均速率与宏观温度之间的关系。深入探讨气体分子的速度分布（麦克斯韦分布），并利用该理论精确推导出理想气体状态方程（玻尔兹曼常数）。第四部分：电磁学导论——电荷、场与磁场本部分是理解现代物理学和工程学的基础，重点关注电荷的性质及其相互作用产生的场。第13章：电荷与库仑定律本章从电荷的基本性质（电荷守恒与电荷的两种类型）开始。重点阐述库仑定律，这是静电力相互作用的定量描述。通过矢量叠加原理，分析点电荷系统产生的合力。第14章：电场与高斯定律本章引入“电场”这一物理概念，它是传递电荷之间相互作用的媒介。我们定义电场强度，并研究均匀电场中的电荷受力。本章的核心是高斯定律，该定律将电荷分布与它所产生的电场联系起来，特别强调了电荷的对称性在高斯定律应用中的简化作用。第15章：电势与电势能为了简化电场力的计算，本章引入“电势能”和“电势”的概念。电势被定义为单位正电荷在某点具有的电势能。我们将推导点电荷和连续电荷分布（如电偶极子）的电势计算，并探讨电场强度与电势之间的微分关系（$mathbf{E} = - abla V$）。第16章：电容与电介质本章专门研究电荷的存储能力。我们定义电容器的电容，并分析平行板电容器的结构。重点讨论电容器中储存的电场能。随后，引入电介质的概念，分析介质对电场和电容的影响，解释电介质的极化现象。第17章：电流、电阻与电路基础本章将研究电荷的定向运动——电流。我们定义电流密度和电阻率，并推导欧姆定律（$V=IR$）。深入分析电阻的串联和并联组合，并计算电路中的焦耳热功率。本章为后续复杂的直流电路分析（如基尔霍夫定律的应用）做好铺垫。第18章：磁场与安培定律本章介绍磁场的基本性质，特别是磁场对运动电荷施加的洛伦兹力。我们分析磁场中电流元受力，并引入安培定律，作为高斯定律在磁场中的对应物，用以计算具有对称性的稳恒电流产生的磁场。第19章：电磁感应与法拉第定律本章研究变化的磁场如何产生电流。核心是法拉第电磁感应定律，阐述磁通量的变化率与感应电动势之间的关系。随后，我们将讨论楞次定律，明确感应电流的方向性，并引入电感器的概念及其储存的磁场能。第20章：电磁场方程的统一本章是整合前述电磁学知识的总结。我们将回顾麦克斯韦方程组的积分形式，展示电场、磁场、电荷和电流是如何相互联系、共同演化的。特别强调磁场的产生可以源于电流或变化的电场（位移电流）。最后，利用麦克斯韦方程组导出电磁波方程，预测电磁波的存在及其传播速度，为最终的光学部分做好衔接。第五部分：光的本性——几何光学与物理光学导论第21章：光的传播与几何光学本章将光视为沿直线传播的射线，应用几何光学原理。我们将详细分析光的反射定律和折射定律（斯涅尔定律），并推导全反射现象。随后，我们将系统分析平面镜和球面镜（凹面镜与凸面镜）成像的原理，并利用光线追迹图进行定位。第22章：透镜成像与仪器的基础本章将聚焦于透镜，特别是薄透镜的成像原理。利用高斯透镜公式，分析凸透镜和凹透镜的成像特性。最后，我们将介绍几种重要的光学仪器，如放大镜、复式显微镜和折射望远镜的基本结构和放大原理。第23章：光的干涉与衍射本章将光视为波，探讨光的波动性。我们将详细分析杨氏双缝干涉实验，计算干涉条纹的间距，并解释光的相干性要求。随后，我们将介绍单缝衍射的规律，并简要讨论光栅衍射在光谱分析中的应用，从而巩固读者对光是电磁波这一核心认识。总结本书通过严谨的逻辑结构和丰富的实例分析，为读者提供了从经典力学到基础电磁学和光学的全面、连贯的理解。掌握这些基本原理，将使读者具备分析和解决复杂物理问题的坚实基础。

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读后感

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用户评价

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我主要关注的是这本书的逻辑结构和知识点的组织方式。从目录上看，内容的衔接似乎非常流畅，从宏观概念的建立到具体公式的应用，过渡得相当自然。我特别欣赏它在引入新概念时所采用的循序渐进的方法，这对于初学者来说无疑是巨大的福音。希望它在讲解复杂的物理现象时，不仅仅停留在数学推导上，还能提供一些贴近生活的实例来帮助理解。毕竟，物理学最终还是要服务于我们对现实世界的理解，所以，理论与实际的结合度如何，是我非常看重的一点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和纸质手感真是让人眼前一亮，拿到手上就觉得沉甸甸的，很有分量。内页的印刷质量也是相当不错，黑白线条清晰，图表简洁明了，看起来一点也不费劲。虽然我还没来得及深入研究里面的内容，光是翻阅目录和那些精美的插图，就已经能感受到编者在排版和设计上的用心。整体感觉就是一本很“扎实”的教材，让人对即将开始的学习之旅充满了期待。封面设计也很有学术气息，没有太多花哨的装饰，很符合物理学的严谨风格。

评分☆☆☆☆☆

从整体的“气质”上来说，这本书传递出一种严谨而又鼓舞人心的氛围。它没有那种让人望而却步的压迫感，反而像是在邀请你进入一个充满奥秘和美感的物理世界。虽然我还没开始做题，但光是翻阅那些结构清晰的章节标题，我就能感受到作者对物理学本身的敬畏和热爱。我希望这本书能够成为我深入探索电磁学、光学乃至近代物理（如果覆盖到的话）的坚实基石，成为我书架上那本“常青树”般的经典教材。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我以前接触过一些类似的物理教材，它们往往在某些章节的深度上把握得不好，要么过于浅尝辄止，要么就是堆砌大量晦涩难懂的数学公式。我期待这本《Fundamentals of Physics》能在“深度”和“易懂性”之间找到一个完美的平衡点。特别是对于那些需要大量背景知识才能理解的概念，我希望作者能提供足够的背景铺垫，而不是直接假设读者已经掌握了相关的前置知识。如果它能像一位耐心的导师一样，引导我一步步攻克难关，那它就绝对称得上是一本优秀的参考书了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的页边空白和字体选择也值得一提。在阅读学术著作时，眼睛很容易疲劳，而这本书的排版似乎考虑到了这一点，留白恰到好处，字体大小适中，长时间阅读下来，应该能减轻不少视觉负担。此外，章节末尾的习题设置是检验学习效果的关键。我希望习题不仅限于简单的数值代入，更应该包含一些需要综合运用多个知识点、激发批判性思维的开放式问题。这样的练习才能真正帮助读者内化所学的理论，而不是死记硬背公式。

评分☆☆☆☆☆