大学物理学

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出版者:清华大学出版社
作者:张三慧
出品人:
页数:446
译者:
出版时间:2008-9-1
价格:33.00元
装帧:平装
isbn号码:9787302165996
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
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具体描述

大学物理学力学、热学(第3版),ISBN:9787302165996,作者:张三慧 编著

《光与影的交响:探寻宇宙的奥秘》 本书将带领读者踏上一段穿越时空的奇妙旅程,去探索那些构成我们所处世界的基石,以及那些驱动宇宙运行的深刻规律。我们将从最微观的粒子世界出发,窥探原子核内部的狂暴能量,感受量子力学那令人惊叹的非直觉性;接着,我们将目光投向宏观宇宙,理解引力的法则如何塑造星系的形态,行星的轨迹如何被精准预测;最终,我们将一同领略波动与振动的共通之处,从微小的声波到浩瀚的电磁波,它们如何传递信息,如何构建我们感知世界的万千景象。 第一章:微观世界的奇点——量子之舞 这一章将以一种引人入胜的方式,揭开量子力学的神秘面纱。我们不会止步于枯燥的数学公式,而是通过生动的类比和历史性的故事,展现这个颠覆传统物理学观点的革命性理论。 量子假设的诞生: 追溯普朗克在解释黑体辐射问题时,如何大胆地提出能量量子化的概念。我们将探讨“量子”这一概念的诞生,以及它如何预示着物理学新时代的到来。 光电效应与光子: 艾因斯坦如何利用光量子的思想,成功解释了光电效应,并因此荣获诺贝尔奖。我们会深入了解光子作为粒子和波的双重属性,以及它如何彻底改变我们对光的理解。 原子结构的革命: 从卢瑟福的原子模型到玻尔的原子模型,量子论如何帮助科学家们理解原子内部电子的运动规律。我们将解析能级、跃迁等核心概念,以及它们如何解释元素的化学性质。 波粒二象性: 德布罗意的物质波理论,以及戴维森-革末实验如何证实了电子也具有波动性。我们会探讨所有微观粒子是否都遵循波粒二象性,以及这一现象对我们理解现实的深远影响。 不确定性原理: 海森堡如何提出不确定性原理,揭示了微观粒子位置和动量之间无法同时精确测量的基本限制。我们将理解这一原理并非测量技术的问题,而是自然本身的内在属性。 量子叠加与纠缠: 介绍量子叠加态的概念,即一个粒子可以同时处于多种状态。在此基础上,我们将深入探讨量子纠缠这一“鬼魅般的超距作用”,以及它在未来量子计算和量子通信中的巨大潜力。 量子隧穿效应: 讲解粒子如何能够“穿过”比其能量更高的势垒,这一看似违背经典物理学的现象在放射性衰变、扫描隧道显微镜等领域有着至关重要的应用。 第二章:宏观世界的秩序——力与运动的法则 本章将聚焦于我们日常生活中最为熟悉的物理现象,并通过严谨的逻辑和丰富的实例,阐述经典力学如何构建起宏观世界的秩序。 惯性定律与牛顿第一定律: 探讨物体维持其运动状态的内在属性,以及静止的物体倾向于保持静止,运动的物体倾向于保持匀速直线运动。我们将通过日常生活中的例子,理解惯性的重要性。 力的概念与牛顿第二定律: 深入分析力是改变物体运动状态的原因。我们将详述力、质量和加速度之间的定量关系(F=ma),并学习如何运用此定律解决各种运动问题,从抛体运动到行星绕日运动。 作用力与反作用力:牛顿第三定律: 揭示力的相互性,即每一个作用力都伴随着一个大小相等、方向相反的反作用力。我们将分析火箭升空、游泳等现象背后所体现的第三定律。 功、能与能量守恒: 介绍功的物理意义,即力在位移上做的量。我们将深入探讨动能、势能等不同形式的能量,并重点阐述能量守恒定律——能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式。 动量与动量守恒: 定义动量为物体的质量与速度的乘积,并讲解动量守恒定律在相互作用中的应用,例如碰撞问题。 圆周运动与万有引力: 探索匀速圆周运动的向心力来源,以及牛顿如何通过分析苹果落地和月球绕地运动的共性,提出了万有引力定律。我们将学习如何计算天体的轨道,理解引力如何维系着宇宙的宏伟结构。 简谐振动: 引入简谐振动的概念,这是自然界中最普遍的振动形式之一,广泛应用于弹簧振子、单摆等系统中。我们将分析简谐振动的周期、振幅等关键参数,以及它与波动的紧密联系。 第三章:宇宙的脉搏——波与振动的通用语言 这一章将带领读者超越物质本身,去理解能量和信息传播的通用载体——波。我们将看到,从细微的声音到遥远的星光,波以其独特的方式,塑造着我们对世界的感知。 振动的起源: 探究是什么驱动了振动,从微小的机械扰动到连续的能量传递。我们将分析振源的特性,以及振幅、频率和周期等基本参数。 波的传播: 解释波是如何在介质中传播能量,而不是物质本身。我们将区分横波和纵波,并理解它们在不同介质中的传播特点。 波的叠加与干涉: 深入探讨当两个或多个波相遇时,它们会如何相互作用。我们将解释建设性干涉和破坏性干涉的原理,以及它们在光学实验(如双缝干涉)和声学中的应用。 波的衍射: 揭示波绕过障碍物或通过狭缝时发生的弯曲现象,理解衍射如何影响我们观察物体的细节。 共振现象: 介绍当驱动频率与系统固有频率相同时,振幅会显著增大的共振现象。我们将分析共振在桥梁垮塌、乐器发声等事件中的重要性。 声波的奥秘: 探讨声波是如何在空气、液体和固体中传播的,以及声音的响度、音调和音色是如何由波的参数决定的。我们将了解声速的测量,以及超声波和次声波的应用。 电磁波的大家庭: 介绍电磁波的产生机制,以及它们从无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线到X射线和伽马射线的广阔光谱。我们将了解不同电磁波段的特性和应用,从无线通信到医学成像。 光波的性质: 聚焦于可见光,我们将再次审视光的波动性,理解颜色是如何由光的频率决定的。我们将探讨光的折射、反射等现象,以及它们在透镜、棱镜等光学器件中的应用。 波动的数学描述: 简要介绍描述波动的数学模型,例如正弦波方程,以及如何运用这些工具分析和预测波动的行为。 结语: 《光与影的交响:探寻宇宙的奥秘》不仅仅是一本物理学的入门读物,它更是一扇通往理解自然世界奥秘的窗户。通过对微观粒子奇妙行为的探索,对宏观世界普适规律的揭示,以及对能量和信息传播通用语言——波的深入理解,我们将培养起一种更加深刻的科学视角,去欣赏我们周围宇宙的精妙与和谐。希望读者在阅读本书的过程中,能够点燃对科学探索的持久热情,并从中获得知识的启迪和思维的拓展。

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这本《大学物理学》的排版和装帧简直是一场视觉灾难,拿到手里就感觉像是回到了上个世纪八十年代的图书馆,油墨味儿重得像是刚从印刷厂里出来的,内页的纸张泛着一种廉价的灰黄,让人怀疑它是不是用了回收纸浆。更别提那些密密麻麻的公式和图表了,字体小得可怜,间距也挤得让人喘不过气来。我在尝试学习静电场那一章的时候,光是适应字体和图示的布局就耗费了我大量的精力,很多关键的矢量图,线条模糊不清,方向箭头经常和周围的文字混在一起,根本无法准确判断力的作用线。说实话,如果不是因为课程规定必须使用,我真想直接把它丢到一边,转而去寻找那些设计更人性化、阅读体验更好的电子资源或者其他版本的教材。这本书的物理内容本身或许还算勉强跟得上教学大纲的要求,但就这份实体书的呈现方式而言,它完全是在为学习设置障碍,而不是提供帮助。编者和出版方在设计这本教材时,显然完全没有考虑过当代大学生的阅读习惯和对清晰度的基本要求,简直是对知识传播的一种不尊重。

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这本《大学物理学》的作者们似乎对实验物理和技术应用怀有一种根深蒂固的偏见,几乎将所有与实际操作相关的内容都简化到了不忍直视的地步。例如,在讲授电磁感应定律时,书中配有的“实验”说明部分,仅仅是一段文字描述,连一个简单的电路图都没有提供,更不用提任何关于误差分析、仪器限制或者如何处理噪声数据的实际指导。当我试图参考书中关于测量不确定度的章节时,发现它停留在最基础的算术平均值和标准差的层面,对于现代物理实验中普遍使用的最小二乘拟合法、卡方检验等数据处理手段只字未提,显得格外落伍。这让以工科见长的我们倍感失望,物理学的魅力很大一部分体现在如何将理论应用于改造世界,而这本书却像是一个完全脱离了车间和实验室的纯粹思维游戏,缺乏与真实物理世界接轨的桥梁。

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我对这本书的理论深度感到非常困惑,它似乎在“面面俱到”和“深入浅出”之间彻底迷失了方向。在介绍狭义相对论的章节里,作者用了大量的篇幅去描述洛伦兹变换的推导过程,每一个数学步骤都写得十分详尽,仿佛在对高中生进行复习,但对于那些已经具备一定微积分基础的学生来说,这种冗余显得极其拖沓,浪费了宝贵的时间。然而,一旦涉及到更抽象的概念,比如物质波和不确定性原理时,讲解又突然变得异常跳跃和含糊不清,仅仅是抛出结论,没有给出任何能帮助读者建立直观图像的类比或深入的物理图像解释。这导致我在试图理解量子力学的初步概念时,感觉自己像是在一个泥潭里挣扎,既找不到坚实的数学基础支撑,也抓不住清晰的物理直觉。它更像是一本为理论物理学家准备的工具书摘要,而非一本能引导初学者入门的大学教材,需要读者自行在课本之外补充大量的辅助材料才能勉强构建起知识体系。

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我发现这本书在内容组织上存在着一种令人抓狂的逻辑断裂感,仿佛是由好几位风格迥异、甚至观点不一的学者在不同时期拼凑而成。热力学部分开篇引入了理想气体状态方程,逻辑流畅,接下来对熵增定律的探讨也循序渐进,让人感觉不错。然而,当过渡到波动光学时,前一页还在讨论宏观系统的能量传递,下一页突然就跳到了光的干涉和衍射的几何光学近似,中间没有任何关于电磁波本质的深入阐述,仿佛热力学和光学是两个毫不相关的学科。这种章节间的生硬切换,极大地干扰了对物理学整体框架的宏观把握,使得学习过程充满了零散的知识点碎片,难以建立起一个统一的物理图像。读者需要耗费大量的认知努力去“连接”这些被割裂的内容,这对于需要系统性学习的初学者来说,无疑是一种巨大的认知负担,也极大地削弱了物理学作为一门统一科学体系的美感。

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这本书的习题设计简直是毫无章法可言,完全无法体现出对学生理解程度的有效检验。前几章的基础题,简单到几乎可以直接套用书本例题的数字进行计算,缺乏任何需要思考和灵活运用的空间,读完例题就能直接写出答案,让人怀疑自己是否真的掌握了知识点,还是仅仅学会了机械地代入公式。而到了章节末尾的“提高篇”或“挑战题”时,难度却如同坐上了过山车一样,瞬间拔高到了一个令人望而生畏的水平,这些题目往往需要整合好几个不相关的章节的知识点,并且对某些特定的、在正文只是一带而过的小定理有着极高的要求。更要命的是,本书的答案解析部分极其简略,很多关键的中间步骤直接被跳过,使得学生在解题卡壳时根本无法从中找到有效的提示或思路引导,只能依靠助教或同学的帮助,这严重削弱了教材作为独立学习工具的价值。

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青春的回憶

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