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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:John Dirk Walecka

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:2008-07-10

价格:USD 69.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789812812254

丛书系列:

图书标签:

theoretical
physics
物理学
现代物理
大学教材
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具体描述

Our understanding of the physical world was revolutionized in the twentieth century the era of modern physics''. This book, aimed at the very best students, presents the foundations and frontiers of today's physics. It focuses on the following topics: quantum mechanics; applications in atomic, nuclear, particle, and condensed-matter physics; special relativity; relativistic quantum mechanics, including the Dirac equation and Feynman diagrams; quantum fields; and general relativity. The aim is to cover these topics in sufficient depth such that things make sense'' to students and they can achieve an elementary working knowledge of them. Many problems are included, a great number of which take dedicated readers just as far as they want to go in modern physics. Although the book is designed so that one can, in principle, read and follow the text without doing any of the problems, the reader is urged to attempt as many of them as possible. Several appendices help bring the reader up to speed on any additional required mathematics. With very few exceptions, the reader should then find the text, together with the appendices and problems, to be self-contained.

Contents:Classical Physics; Some Contradictions; Quantum Mechanics; Atomic Physics; Nuclear Physics; Particle Physics; Special Relativity; Relativistic Quantum Mechanics; General Relativity; Quantum Fluids; Quantum Fields; Problems.

《天体物理学前沿：从观测到理论的探索》图书简介本书旨在为对天体物理学领域有浓厚兴趣的读者提供一个全面而深入的导览，内容涵盖了从基础概念到当前最热门研究方向的广阔图景。它不仅仅是对已知知识的罗列，更是一次对宇宙奥秘的系统性探寻，强调了观测数据与理论模型之间不可或缺的相互作用。第一部分：宇宙的基石与观测基础本部分首先为读者奠定了坚实的背景知识。我们从宇宙学的基本原理出发，探讨了宇宙的起源、演化以及其宏观结构。内容包括哈勃-勒梅特定律的精确表述、宇宙微波背景辐射（CMB）的物理本质及其对早期宇宙的揭示。我们详细分析了标准宇宙学模型 $Lambda$CDM 的核心组成部分——暗物质和暗能量的证据来源、性质推断及其在宇宙演化中的决定性作用。观测技术是理解天体物理学的关键。因此，本章深入介绍了现代天文观测的各个波段。从地面射电望远镜阵列（如 ALMA）对低温分子云的精细探测，到红外望远镜（如詹姆斯·韦伯太空望远镜 JWST）对宇宙“黑暗时代”的穿透能力，再到高能物理观测，包括 X 射线（如钱德拉 X 射线天文台）对极端环境的诊断，以及伽马射线暴（GRB）的瞬时爆发探测。此外，引力波天文学的兴起被视为革命性的进展，我们将详细阐述 LIGO/Virgo 探测器的工作原理、对双黑洞和中子星并合事件的解读，以及它如何开启了多信使天文学的新纪元。第二部分：恒星的生命周期与能源机制恒星是宇宙中最活跃的能源工厂。本部分聚焦于恒星从诞生到死亡的完整历程。我们从星际介质（ISM）的物理状态入手，探讨了分子云的引力坍缩、初始质量函数（IMF）的形成机制，以及原恒星阶段的吸积过程。随后，我们深入探讨了主序星的内部结构和能量产生。核聚变反应，特别是质子-质子链和 CNO 循环，被视为恒星稳定的核心。我们将分析恒星演化轨迹（如赫罗图的解读），以及恒星如何通过对流和辐射来传输能量。恒星生命的终结是宇宙中最壮观的事件之一。我们将区分低质量恒星（如太阳）的渐近巨星分支（AGB）阶段、行星状星云的形成，以及最终演化为白矮星的过程，并讨论白矮星的质量极限——钱德拉塞卡极限及其在Ia型超新星爆发中的角色。对于大质量恒星，我们将详细分析其核心的元素合成过程（从碳燃烧到硅燃烧），直至铁核的形成，以及随之而来的 II 型超新星的爆发机制，包括核心坍缩和激波反弹的复杂流体动力学。第三部分：极端天体物理学：黑洞、中子星与致密天体本部分专门探讨宇宙中最极端、密度最高的物体。黑洞的理论基础，从史瓦西半径到事件视界，将被严谨地阐述。我们区分了恒星级黑洞、中子星和超大质量黑洞（SMBH），并探讨了它们在吸积盘中的行为。吸积盘的热力学、辐射谱的形成（特别是相对论性喷流的形成与准稳态盘模型）是分析活动星系核（AGN）和类星体观测的基础。中子星的内部物理构成是当前理论物理学的挑战之一。我们将讨论其强烈的磁场（脉冲星现象）、快速自转的机制，以及其物质状态方程（EoS）的限制性约束，这些约束来自于对最大中子星质量的观测和引力波信号的分析。第四部分：星系与宇宙大尺度结构本部分将视角拉升至星系和星系团的层面。我们首先分类和描述了不同类型的星系——螺旋星系、椭圆星系和不规则星系，并研究了星系的形成和演化历史。星系合并和星系并购在塑造星系形态中的关键作用将被详尽分析。大尺度结构是指宇宙中星系和星系团的分布模式。我们将介绍“宇宙网”（Cosmic Web）的概念，包括星系团、超星系团、长城和空洞。这些结构的统计分析（如星系团丰度、功率谱和二维相关函数）直接测试了 $Lambda$CDM 模型对早期密度扰动的预测。第五部分：超越标准模型的前沿课题最后，本书将探讨天体物理学中尚未完全解决的难题和新兴的研究方向。这包括对暗物质本质的持续探寻，例如WIMP、轴子等候选粒子的间接、直接和生产探测实验的进展。同时，我们也将深入探讨暗能量模型的竞争，如修改引力理论与宇宙学常数模型之间的观测区分。此外，对快速射电暴（FRB）的起源机制的探讨，以及引力波天文学与电磁波观测相结合对黑洞物理学的精确检验，特别是对强引力场下时空几何的量化描述，将作为推动本世纪天体物理学发展的核心驱动力被重点讨论。本书力求为读者提供一个既扎实又具有前瞻性的宇宙探索指南。