Heterogeneous Kinematics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Soustelle, Michel

出品人:

页数:936

译者:

出版时间:2010-5

价格:£ 197.00

装帧:

isbn号码:9781848211001

丛书系列:

图书标签:

力学
多体系统
非均匀动力学
机器人学
控制理论
数值方法
计算力学
运动学
建模
仿真

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具体描述

This book presents all the theoretical and practical basements of heterogeneous kinetics and reactivity of solids. It applies the new concepts of reactivity and spatial function, introduced by the author, for both nucleation and growth processes,with aunified presentation of the reactivity of bulk and powder solids, including gas-solid reactions, thermal decompositions, solid-solid reactions, reactions of solid solutions, and coalescence of solid grains. It also containsmany exercises and problems with solutions included, allowing readers to understand and use all the concepts and methods discussed therein.

《异构运动学》：探索物理世界运动的根本规律导言从宏观宇宙中行星的运转，到微观粒子在量子场中的舞蹈，运动是宇宙万物最基本、最普遍的特征。我们如何精确地描述和理解这些形形色色的运动？《异构运动学》一书，并非要为您呈现一个单一、统一的运动学模型，而是致力于深入剖析和阐释在不同尺度、不同物理环境下，运动学所呈现出的“异构性”——即运动规律的多样性、复杂性和相互关联性。本书旨在为读者构建一个更广阔、更精细的运动学视野，揭示隐藏在现象背后的深刻原理。第一章：基础运动学的回顾与拓展任何对运动的理解都建立在坚实的基础之上。本书的开篇将带领读者重温牛顿力学中的经典运动学概念，包括位置、位移、速度、加速度等基本量，以及它们之间的相互关系。我们将回顾匀速直线运动、匀变速直线运动等基本模型，并在此基础上，引入相对运动的概念，强调参考系的选取对运动描述的重要性。然而，运动的复杂性远不止于此。《异构运动学》的精髓在于超越简单的点粒子模型，开始探讨更复杂的运动形式。我们将在这一章中初步引入刚体运动学，讨论平动与转动的合成，引入角速度、角加速度等概念，并探讨物体在三维空间中的一般运动。这为后续章节中更复杂的运动学模型打下基础。同时，本书也将简要回顾一些常用的运动学分析工具，如微分和积分在运动学中的应用，以及矢量分析在描述多维运动中的必要性。第二章：非欧几里得空间中的运动学我们日常生活中所处的空间，在宏观尺度下近似于欧几里得空间。然而，当我们将视野投向宇宙深处，或者深入探究引力场的本质时，非欧几里得几何的概念便变得至关重要。本章将深入探讨在弯曲时空中运动的物体所遵循的运动学规律。我们将从黎曼几何的基础概念出发，理解曲率如何影响几何性质。随后，我们将介绍测地线的概念，它是在弯曲空间中“直线”的推广，是自由落体运动的轨迹。通过爱因斯坦的广义相对论，我们将揭示引力场的本质是时空的弯曲，而物体的运动轨迹则是沿着弯曲时空中的测地线前进。本章将详细阐述惯性运动在相对论框架下的重新定义，以及速度和加速度在不同参考系下的变换关系，特别是洛伦兹变换和四维矢量在描述相对论运动中的作用。我们将通过具体的例子，如光线在引力场中的偏折，或者水星近日点的进动，来生动地展示非欧几里得空间运动学的威力。第三章：连续介质的运动学从流体到固体，物质以连续介质的形式存在，其运动形式比刚体更为复杂和多样。本章将聚焦于描述连续介质的运动学。我们将引入拉格朗日描述和欧拉描述这两种主要的分析方法。拉格朗日描述关注的是跟踪每一个独立的物质粒子，而欧拉描述则关注的是空间中固定点的物质性质随时间的变化。我们将深入探讨速度场、加速度场、涡度场等描述流体运动的关键概念。变形张量和应变张量将被引入，用于描述连续介质的形变。本書將詳細分析不同類型的運動，例如可壓縮和不可壓縮流體的運動，黏性和無黏性流體的運動，以及彈性體和塑性體的變形。我們將討論連續介質運動學中的守恆律，如質量守恆（連續性方程）和動量守恆（納維-斯托克斯方程的運動學部分）。此外，本章還將觸及波的傳播，包括聲波、水波以及彈性波的運動學特徵。第四章：概率与统计在运动学中的应用许多物理系统，尤其是在微观层面或涉及大量粒子时，其运动表现出显著的随机性和不可预测性。本章将探讨概率和统计方法在描述这类运动中的关键作用。我们将介绍布朗运动的经典模型，理解随机游走的概念，并阐述如何通过概率分布来描述粒子在一段时间后的可能位置。扩散方程，作为描述宏观平均行为的数学工具，将得到详细的分析。本书将讨论马尔可夫链在描述离散时间随机过程中的应用，以及泊松过程在描述随机事件发生频率中的作用。在统计力学层面，我们将探索大量粒子集合体的宏观运动属性，例如气体的压强、温度等，如何从微观粒子的随机运动中涌现出来。我们将讨论玻尔兹曼分布等统计分布，并探讨它们如何应用于描述不同温度下的粒子速度分布。本章也将简要介绍随机微分方程的概念，以及它在模拟复杂随机运动方面的应用。第五章：量子世界的运动学量子力学揭示了一个与经典直觉截然不同的微观世界，其运动学也呈现出独特的“异构性”。本章将深入探讨量子粒子如何在量子场中运动。我们将从薛定谔方程出发，理解波函数的演化，以及它如何描述量子态随时间的变化。本章将解释概率幅的概念，以及波函数平方如何给出粒子在特定位置出现的概率。我们将探讨量子隧穿效应，它是在经典力学中不可能发生的运动现象。本书还将引入算符的概念，以及它们在描述可观测量及其时间演化中的作用。我们将讨论海森堡不确定性原理，它揭示了微观粒子位置和动量之间内在的限制，并深刻影响着我们对量子运动的理解。最后，本章将简要介绍量子场论的运动学基础，理解粒子如何在量子场中产生和湮灭，以及场本身的动力学演化。第六章：复杂系统中的涌现运动学当许多简单的运动单元相互作用，并遵循一定的规则时，往往会涌现出超越个体行为的复杂宏观运动模式。本章将关注复杂系统中的“涌现运动学”。我们将从自组织现象出发，探讨简单的局部规则如何导致大规模的有序运动。例如，鸟群的集体飞行、鱼群的同步游动，以及细胞集群的迁移等。本书将介绍元胞自动机模型，通过其离散的网格和状态，来模拟和理解涌现的复杂行为。我们将讨论耦合振子系统，分析大量振子之间的相互作用如何导致同步、分频等有趣的集体运动模式。此外，本章还将触及一些关于网络动力学的基本概念，例如信息如何在网络中传播，以及网络结构如何影响整体的运动行为。我们将探讨混沌系统的概念，理解即使是确定性的系统，其敏感的初始条件也可能导致极其不可预测的长期运动。结论《异构运动学》并非提供一套现成的解决方案，而是试图引导读者踏上一段探索之旅。本书通过跨越经典力学、相对论、连续介质力学、概率统计以及量子力学等多个领域，展现了运动学在不同场景下的丰富多彩和深刻内涵。理解运动的“异构性”，意味着认识到不存在一个放之四海而皆准的运动学模型，而是需要根据具体的物理背景和研究对象，选择和运用最恰当的描述工具和理论框架。本书希望能够激发读者对运动现象的深刻思考，培养其跨学科的视野，并为进一步深入研究各个领域的运动学问题奠定坚实的基础。无论您是物理学、工程学、生物学还是其他相关领域的从业者，相信都能从《异构运动学》中获得宝贵的启发。