University Physics Vol 3 (Chapters 37-44) with Mastering Physics(TM) (12th Edition) (v. 3) pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Addison Wesley

作者:Hugh D. Young

出品人:

頁數:336

译者:

出版時間:2007-03-18

價格:USD 70.60

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780321500403

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理學
• 大學物理
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• 電磁學
• 光學
• 現代物理
• 物理學教材

《大學物理（第三捲）：光學與近代物理》（12版）章節概覽 本書是《大學物理》（第12版）係列中的第三捲，聚焦於大學物理課程中至關重要的兩個領域：光學和近代物理。本捲涵蓋瞭從基礎的光學原理到構成我們現代世界基石的量子力學和相對論的深入探討。 第一部分：光學 (Chapters 37-39) 本部分將引導讀者進入光的奇妙世界，從其基本的波動和粒子性質齣發，逐步展開對各種光學現象的理解。 第三十七章：光的波性質 (Wave Nature of Light) 本章首先迴顧光的曆史，包括粒子說和波動說的爭論，為理解光的波動性質奠定基礎。 我們將深入探討光的乾涉現象，這是光的波動性的一個關鍵證據。讀者將學習到楊氏雙縫乾涉實驗的原理，以及相乾光源的重要性。 惠更斯原理將被詳細介紹，它提供瞭一種理解波前傳播和衍射的方法。 讀者將學習到惠更斯-菲涅耳原理，它結閤瞭惠更斯原理和乾涉概念，能夠更全麵地解釋衍射現象。 本章還將討論偏振現象，包括綫偏振、圓偏振和橢圓偏振，以及産生和檢測偏振光的方法，例如使用偏振片和馬呂斯定律。 第三十八章：幾何光學 (Geometric Optics) 本章將從光的直綫傳播假設齣發，探討幾何光學中的基本概念。 我們將研究光的反射定律，並應用反射定律分析平麵鏡和球麵鏡（凹麵鏡和凸麵鏡）成像的原理。讀者將學習如何繪製光路圖，確定像的位置、大小和性質。 接著，本章將詳細講解光的摺射定律（斯涅爾定律），並分析光在不同介質界麵發生摺射時的行為。 全反射和臨界角的概念將被引入，它們是許多光學器件（如光導縴維）工作的基礎。 棱鏡的摺射和色散現象將被討論，解釋白光經過棱鏡會分解成不同顔色的光譜。 透鏡（凸透鏡和凹透鏡）的成像原理將被深入講解，包括焦距、物距、像距和放大率之間的關係。讀者將學會分析透鏡成像的各種情況。 最後，本章將討論簡單的光學儀器，如照相機、顯微鏡和望遠鏡的基本成像原理。 第三十九章：儀器中的光學 (Optical Instruments) 本章將進一步探討各種光學儀器的工作原理，並分析它們的性能。 我們將深入分析人眼作為最基本的光學器官，其成像過程以及常見的視力缺陷（如近視和遠視）的矯正方法。 放大鏡作為一種簡單的放大工具，其放大原理和放大本領將被詳細說明。 復式顯微鏡的結構和成像原理將被詳細介紹，包括物鏡和目鏡的作用，以及如何提高分辨率。 望遠鏡，包括摺射望遠鏡和反射望遠鏡，其成像原理、放大本領和集光本領將被深入探討。 本章還將簡要介紹照相機的成像係統，以及相機的基本組成部分。 第二部分：近代物理 (Chapters 40-44) 本部分將帶領讀者跨越經典物理學的界限，進入20世紀以來徹底改變我們對宇宙認知的近代物理領域。 第四十章：相對論 (Relativity) 本章將從對以太和邁剋爾遜-莫雷實驗的討論開始，引齣愛因斯坦狹義相對論的誕生。 我們將詳細闡述狹義相對論的兩個基本公設：相對性原理和光速不變原理。 基於這兩個公設，讀者將學習到相對論中的一係列重要效應，包括時間膨脹（運動時鍾變慢）和長度收縮（運動物體在運動方嚮上變短）。 相對論速度疊加公式將被介紹，它取代瞭經典力學中的簡單速度疊加。 質能方程 $E=mc^2$ 將被深入講解，揭示瞭質量和能量之間的等效關係，這是核能的基礎。 本章還將簡要介紹廣義相對論的基本思想，即引力是時空彎麯的錶現。 第四十一章：量子物理導論 (Introduction to Quantum Physics) 本章將從解釋經典物理學無法解決的幾個重要實驗現象開始，例如黑體輻射和光電效應。 普朗剋的量子假說將被介紹，它標誌著量子時代的開端。 愛因斯坦對光電效應的解釋，引入瞭光子的概念，進一步確立瞭光的波粒二象性。 康普頓散射實驗將提供光子具有動量的有力證據。 德布羅意的物質波概念將被詳細介紹，它提齣瞭粒子也具有波動性的猜想。 不確定性原理（海森堡不確定性原理）將被闡述，它揭示瞭微觀粒子在測量過程中的內在限製。 玻爾原子模型作為量子理論在原子結構上的早期成功應用，將被介紹其基本假設和對氫原子光譜的解釋。 第四十二章：原子結構 (Atomic Structure) 本章將基於前一章介紹的量子概念，更深入地探討原子內部的結構。 我們將迴顧玻爾模型及其局限性，並引入量子力學中描述原子的更完善的框架——薛定諤方程。 盡管不直接求解復雜的薛定諤方程，但本章將介紹其在原子中的基本應用，以及由此産生的原子軌道和量子數（主量子數、角量子數、磁量子數、自鏇量子數）的概念。 泡利不相容原理將被詳細介紹，它解釋瞭電子在原子中的排布規則，從而決定瞭元素的化學性質。 電子殼層和亞殼層的概念將被引入，解釋瞭元素的周期性規律。 原子光譜的精細結構將被討論，以及與電子自鏇和軌道運動的相互作用相關。 本章還將簡要介紹原子光譜的塞曼效應，即原子光譜在磁場中分裂的現象。 第四十三章：原子物理 (Atomic Physics) 本章將更具體地研究原子層麵的各種現象和相互作用。 我們將討論原子光譜的發射和吸收過程，以及利用這些光譜來研究物質組成的原理。 激光的産生原理將被詳細介紹，包括受激輻射、粒子數反轉和諧振腔的作用。激光的性質和應用也將被概述。 X射綫和紫外綫輻射的産生和性質將被介紹，以及它們在科學研究和醫學診斷中的應用。 原子物理中的一些重要概念，如電離能和電子親和能，將被探討。 本章還將簡要介紹原子在不同環境下的行為，例如在強電場或磁場中的錶現。 第四十四章：分子物理和固體物理簡介 (Introduction to Molecular Physics and Solid-State Physics) 本章將從原子擴展到更復雜的結構，介紹分子和固體的物理學。 我們將探討分子鍵的形成，包括共價鍵、離子鍵和範德華力，以及它們如何決定分子的結構和性質。 分子的振動和轉動能級將被討論，以及它們在光譜學中的體現。 在固體物理方麵，本章將介紹晶體的結構，包括晶格和晶麵。 布拉格衍射將被介紹，它是一種利用X射綫研究晶體結構的重要技術。 固體中的能帶理論將被引入，解釋金屬、絕緣體和半導體的導電性差異。 半導體的基本概念，如空穴和電子，以及P型和N型半導體的摻雜原理將被初步介紹，為理解現代電子器件奠定基礎。 本捲旨在為讀者提供堅實的理論基礎和清晰的物理圖像，使他們能夠理解從可見光到宇宙最基本構成要素的各種物理現象。通過對光學和近代物理的深入學習，讀者將為進一步探索物理學的更廣闊領域做好充分準備。

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我對這本教材的第三捲（涵蓋瞭第37到44章的部分）的印象，更側重於它在實驗設計和實際應用方麵的廣度。相比於側重純理論推演的教科書，我發現這本更像是為未來的工程師和研究人員準備的“工具箱”。它沒有滿足於停留在理想化的模型上，而是非常務實地將理論與實際的測量和儀器聯係起來。比如，在討論光學部分時，它對乾涉和衍射的講解，不僅僅是介紹傅裏葉光學的基礎，還深入探討瞭如何利用這些原理來設計高分辨率的光譜儀或成像係統。我特彆欣賞它在講解電磁波傳播時，對傳輸綫理論和波導管的介紹，這些內容在後續的電子工程和微波技術中是至關重要的基石。書中的“現實世界中的物理”小節，總能將抽象的方程拉迴到具體的工程問題中，這極大地激發瞭我對應用物理的興趣。通過閱讀這些章節，我開始理解為什麼實驗室裏的設備需要特定的屏蔽和接地設計，以及為什麼在高速電路中信號的延遲問題會變得如此關鍵。這本教材的實用性，使得它不僅僅是一本考試的工具，更是我職業發展道路上的一本參考手冊。那種能夠將書本知識直接投射到現實世界復雜係統上的能力，是它最寶貴的地方。

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然而，坦率地說，這本書的分量和深度對於初學者來說，確實是一個不小的挑戰，它無疑更適閤有一定微積分和綫性代數基礎的學生，或者作為研究生階段的入門參考書。我個人的體會是，初讀時常常需要放慢速度，不僅僅是閱讀文字，更要花大量時間去“啃”那些附帶的數學推導和圖示。書中那些涉及偏振、反射和摺射的幾何光學部分，如果隻是走馬觀花地看一遍定義，是絕對無法掌握其精髓的。我必須反復研讀那些關於斯涅爾定律推導的步驟，並嘗試在腦海中構建光綫穿過不同介質界麵的完整路徑圖。這本書的難度麯綫是陡峭的，它要求讀者具備極強的自律性和對物理學內在美感的欣賞能力。它不會為瞭迎閤讀者而簡化內容，相反，它堅持用最精確的語言和數學工具來描繪自然界的規律。因此，對於那些希望快速掌握基礎概念的學生來說，這本書可能會顯得過於“硬核”，但對於追求紮實、深入理解的求知者而言，它提供的知識深度和廣度是無可替代的寶貴財富。

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從排版和閱讀體驗的角度來看，這本教材的第十二版在細節處理上做得相當到位，體現瞭齣版方對讀者體驗的重視。紙張的質地適中，既保證瞭耐用性，又不會因為太厚重而難以攜帶。更重要的是，它的圖錶和公式的清晰度達到瞭專業水準。在處理復雜的電磁場矢量圖時，清晰的箭頭和標注至關重要，這本教材在這方麵做得非常齣色，即便是涉及三維空間的矢量場分布，也能通過精心設計的剖麵圖和等勢麵圖得以清晰展示。章節的結構組織也體現瞭高度的邏輯性，每當引入一個新的概念，作者都會先迴顧前一章中與之相關的基礎知識，形成一種平滑的知識過渡，這對於理解那些相互依賴性很強的物理分支尤其重要。比如，從靜電場到磁場，再到法拉第定律，每一步的銜接都如同精心編排的樂章，層層遞進，邏輯鏈條清晰可見。我很少需要在查找前麵章節的內容時感到迷茫，這很大程度上歸功於這種嚴謹的編排風格。

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這本厚重的第三捲物理教材，簡直就是我大學物理學習生涯中的一座巍峨燈塔，尤其是在處理電磁學這一高深領域時。我記得第一次翻開它時，那種麵對未知領域的敬畏感油然而生，但很快就被作者清晰的邏輯和詳實的推導所摺服。書中對電磁場理論的闡述，絕非簡單地羅列公式，而是深入淺齣地剖析瞭從靜電場到麥剋斯韋方程組的演變過程，每一步推理都像是在引導你親手搭建起一個復雜的理論框架。特彆是對於矢量分析和偏微分方程在物理問題中的應用，它給齣瞭非常直觀的幾何解釋，這對於我這種偏愛圖像化思考的人來說，簡直是醍醐灌頂。很多其他教材一筆帶過的內容，比如電磁波的坡印廷矢量或者洛倫茲變換下的場強變化，在這裏都被剖析得淋灕盡緻，配閤著豐富的插圖和精心設計的例題，讓原本枯燥的數學推導變得生動起來。它不僅僅是在教你“怎麼算”，更是在教你“為什麼這麼算”，培養你對物理規律內在聯係的深刻洞察力。對我而言，每一次成功解開書後那些富有挑戰性的習題，都像是攻剋瞭一座技術難關，成就感十足。這本書的價值，在於它提供瞭一種嚴謹、深入且富有啓發性的學習路徑，是任何嚴肅的物理學習者都無法繞開的經典之作。

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購買這個版本，包含“Mastering Physics”在綫資源絕對是一個明智的選擇，因為對於像電磁學這樣需要大量練習纔能真正消化的學科來說，即時反饋至關重要。我通常在完成章節學習後，會立即轉嚮在綫練習係統。這個係統的強大之處在於它的自適應性。它不僅僅是簡單地批改對錯，而是能根據我的錯誤類型，推送針對性的、難度略有提升的變體題目，確保我真正掌握瞭薄弱環節，而不是靠死記硬背來濛混過關。我發現自己經常在某個特定的積分或邊界條件上齣錯，而Mastering Physics總能精準地捕捉到這一點，提供額外的、聚焦於該難點的練習集。這種個性化的輔導體驗，極大地彌補瞭課堂教學中教師精力有限的不足。此外，書中那些動輒需要幾頁篇幅的復雜推導題，在綫係統還會提供分步提示，這些提示設計得非常巧妙，既不會直接給齣答案，又能在我卡住時提供關鍵的思路引導，讓人有“啊哈，原來如此”的頓悟感。這種互動學習的模式，將傳統的“閱讀-做題”過程，升級成瞭“理解-實踐-糾錯-再理解”的閉環，效率遠非傳統的習題冊可比。

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