Physics for Scientists and Engineers, Part 2 (Chap. 13-20) (4th Edition) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Doug Giancoli

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2007-03-15

价格:USD 46.67

装帧:Paperback

isbn号码:9780132273619

丛书系列:

图书标签:

物理学
科学
工程
大学教材
物理学与工程
热力学
电磁学
光学
现代物理
第四版

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具体描述

《物理学：科学家与工程师（第二部分，第13-20章，第四版）》引言《物理学：科学家与工程师（第二部分，第13-20章，第四版）》是一部旨在为物理学、工程学以及相关科学领域的学生和专业人士提供坚实理论基础和深刻实践理解的权威著作。本书聚焦于经典力学的核心概念，系统地阐述了从波动现象到热力学定律的广泛主题，并为理解更高级的物理学分支奠定了必要的基础。本卷（第二部分）涵盖了从第13章到第20章的内容，重点在于对波动、振动、热学以及气体、液体和固体等物质状态的深入探讨。作者团队凭借其深厚的学术造诣和丰富的教学经验，以清晰的逻辑、严谨的推导和生动的实例，将复杂的物理概念化繁为简，力求使读者在掌握理论的同时，也能洞察其在现实世界中的应用。本书结构与内容概览本卷内容紧密衔接前一部分，将读者从牛顿力学的宏观世界引向了更为精细的物质运动与能量转换的领域。以下是各章节的详细介绍：第13章：振动（Vibrations）本章是理解波动现象的基础。我们首先介绍了简谐振动（Simple Harmonic Motion, SHM）的数学模型，包括其定义、微分方程及其解。读者将学习如何描述简谐振动的位移、速度和加速度随时间的变化，理解振幅、周期和频率等关键参数的物理意义。随后，我们将探讨实际系统中存在的阻尼振动（Damped Oscillations），分析阻尼力对振动衰减的影响，并介绍过阻尼、临界阻尼和欠阻尼等不同状态。最后，本章将引入受迫振动（Forced Oscillations）的概念，重点分析共振（Resonance）现象，解释为何在特定频率下振幅会急剧增大，以及共振在工程和日常生活中的重要性与潜在危害。通过本章的学习，读者将能够定量分析和预测各种振动系统的行为。第14章：波动（Waves）在本章中，我们将从振动的基础上，进一步深入到波的传播。本章将详细介绍机械波（Mechanical Waves）的性质，包括横波（Transverse Waves）和纵波（Longitudinal Waves）的传播方式。我们将推导描述波传播的一维波动方程，并讨论波的诸如波速、波长、频率和振幅等基本特征。此外，本章还将深入探讨波的叠加原理（Superposition Principle），解释波在传播过程中如何相互干涉，由此引出驻波（Standing Waves）的概念，并分析其形成条件和在弦、管等介质中的表现。最后，本章还会初步介绍波的衍射（Diffraction）和干涉（Interference）现象，为后续光学中的相关内容打下基础。第15章：声波（Sound Waves）本章将目光聚焦于我们日常生活中最重要的波动现象之一——声波。我们将从声波的本质出发，将其描述为介质中的纵波，并分析声波的产生、传播和接收机制。本章将推导描述声波传播的方程，并深入讨论声波的强度（Intensity）、响度（Loudness）和音调（Pitch）等主观感知与客观物理量之间的关系。我们会介绍分贝（Decibel）作为衡量声强级的常用单位。此外，本章还将探讨多普勒效应（Doppler Effect），解释声源或观察者相对运动时，声波频率的变化规律，并给出其在天文观测和雷达等领域的应用实例。最后，我们将讨论声波的反射、折射和衍射等现象，以及超声波和次声波的应用。第16章：热学：温度与热量（Thermal Physics: Temperature and Heat）本章标志着我们将从力学和波动的范畴，转向热力学的世界。我们将首先从宏观和微观两个层面定义温度（Temperature），介绍温度的测量单位（摄氏度、华氏度和开尔文）及其相互转换。随后，本章将引入热量（Heat）的概念，将其定义为能量的一种传递形式，并区分热量与内能。我们将深入探讨热容（Heat Capacity）和比热容（Specific Heat Capacity）的概念，解释不同物质吸收相同热量时温度变化不同的原因。本章还将详细阐述三种热传递方式：热传导（Conduction）、对流（Convection）和辐射（Radiation），并给出各自的物理机制和实际应用。最后，我们将介绍相变（Phase Transitions）的概念，如熔化、汽化和凝固，并分析其过程中的热效应，如潜热（Latent Heat）。第17章：热力学第一定律（The First Law of Thermodynamics）本章是热力学的基础，我们将正式引入热力学第一定律，它是能量守恒定律在热学过程中的体现。本章将定义系统（System）和环境（Environment），以及系统的内能（Internal Energy）。热力学第一定律被表述为：系统内能的变化等于外界传入系统的热量减去系统对外做的功。我们将详细分析不同热力学过程（如等温过程、等容过程、等压过程和绝热过程）中，热量、功和内能变化之间的关系。本章还将介绍功在热力学过程中的计算方法，特别是在气体膨胀和压缩过程中。通过本章的学习，读者将能够理解能量在热力学系统中的转换与守恒，并能分析简单热力学循环的能量变化。第18章：热力学第二定律（The Second Law of Thermodynamics）如果说热力学第一定律关注能量的守恒，那么热力学第二定律则限定了能量转化的方向和效率。本章将介绍热力学第二定律的两种重要表述：克劳修斯表述（Clausius statement）和开尔文-普朗克表述（Kelvin-Planck statement），并证明它们的等价性。本章将引入熵（Entropy）的概念，将其定义为衡量系统无序度或微观状态数量的物理量，并阐述熵在孤立系统中的变化规律——熵总是倾向于增加。我们将分析各种实际热力学过程的不可逆性，并讨论可逆过程（Reversible Process）和不可逆过程（Irreversible Process）的区别。本章还将介绍卡诺循环（Carnot Cycle）和卡诺热机（Carnot Engine），它们代表了理想热机的最高效率，并揭示了热机效率的理论极限。第19章：气体（Gases）本章将深入探讨气体的性质和行为。我们将从理想气体模型（Ideal Gas Model）出发，介绍理想气体状态方程（Ideal Gas Law），即PV = nRT，并详细解释其中各个物理量的意义（压力P、体积V、摩尔数n、普适气体常数R和绝对温度T）。本章将讨论道尔顿分压定律（Dalton's Law of Partial Pressures），解释混合气体的总压力与其组分分压的关系。我们将分析气体在不同过程中的行为，如等温膨胀、绝热膨胀等。此外，本章还将引入气体动理论（Kinetic Theory of Gases），从微观粒子的运动角度解释气体的宏观性质，包括压力的来源、温度与分子平均动能的关系等。最后，本章还会简要介绍非理想气体的行为，以及范德华方程等修正模型。第20章：液体的性质（Properties of Liquids）本章将把研究对象转移到液态物质。我们将首先讨论液体的表面张力（Surface Tension），解释其产生的原因以及在液滴、毛细现象中的表现。本章将深入研究液体的粘滞性（Viscosity），定义粘度系数，并探讨其与流动速度、温度等因素的关系。我们将介绍层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）的概念，以及雷诺数（Reynolds Number）在判断流动状态中的作用。本章还将讨论液体在容器中的压力分布，包括静止液体中的压强公式，以及帕斯卡原理（Pascal's Principle）及其在液压系统中的应用。最后，我们将简要介绍液体的蒸发（Evaporation）和沸腾（Boiling）现象，以及它们与饱和蒸汽压（Saturated Vapor Pressure）的关系。学习目标与价值通过对本卷内容的系统学习，读者将能够：掌握核心概念：深刻理解振动、波动、声学、热学以及物质状态的基本原理和数学描述。建立定量分析能力：能够运用物理定律和数学工具，对各种物理现象进行定量计算和预测。培养科学思维：形成严谨的逻辑推理能力和对物理过程的深刻洞察力。认识物理学联系：理解不同物理学分支之间的内在联系，以及它们如何共同构成对自然界的统一认识。为进阶学习奠定基础：为深入学习光学、电磁学、统计物理学和量子力学等更高级的物理学内容打下坚实基础。提升解决问题的能力：将所学知识应用于分析和解决工程及科学领域中的实际问题。结论《物理学：科学家与工程师（第二部分，第13-20章，第四版）》不仅是一本教科书，更是一扇通往理解物质世界奥秘的窗口。它以其内容的系统性、讲解的深度和例证的广泛性，成为物理学与工程学领域学生和专业人士不可或缺的学习资源。本书旨在激发读者对科学的兴趣，培养其批判性思维，并最终赋能他们去探索、创新和解决未来社会面临的挑战。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

购买这本教材的初衷，是希望它能作为我准备研究生涯的基石，尤其是对于量子力学边缘的热力学和统计物理部分。我对教材的审美要求相对较高，我希望它在提供严谨论证的同时，视觉呈现也能让人感到愉悦，能够降低长时间学习带来的疲劳感。然而，这本“第四版”的内页设计，采用的是那种略显老派的黑白印刷，图表虽然清晰，但缺乏现代教材中常见的彩色高亮和关键概念的突出显示，这使得在信息爆炸的章节中，我很容易丢失重点。在处理熵的统计解释时，我对这本书的描述感到不够“启发性”。它详细列出了微观状态数$Omega$与宏观熵$S$的关系，并且给出了几个关于理想气体混合的计算实例，但对于为什么这种特定的统计定义能够完美契合热力学中的宏观可观测的量，书中给出的论证略显仓促，像是直接给出了一个“已知”的事实，而非循序渐进地引导读者“发现”这个事实的必然性。我更倾向于那些能用一个引人入胜的故事或一个巧妙的实验来引出核心概念的教材。这本书更像是老教授的讲稿整理稿，知识点密集，逻辑链条清晰到近乎冷酷，它教育你“是什么”，但很少花时间解释“为什么它必须是这样”。因此，我更多地把它当作一本随时可以查阅的公式和定理的“字典”，而非一本可以伴随我进行深度思考和沉浸式学习的“伙伴”。

评分☆☆☆☆☆

我之所以会接触到这本厚重的《物理学：科学家与工程师》（卷二，第四版），完全是由于我的导师推荐，他强调这本书对于理解“场”的概念至关重要，并指出它在处理波动力学（尤其是多普勒效应的相对论修正）上的经典处理方式是无可替代的。这本书的价值确实体现在其深度上，它没有回避任何一个物理学家认为必须理解的数学步骤。例如，在讨论光的偏振和琼斯矩阵时，作者用了整整一节篇幅来讲解矩阵代数的应用，这对于那些主修工程而非纯理论物理的学生来说，是一个极好的跨学科训练。然而，这种深度也带来了可读性的牺牲。我发现自己经常需要在阅读新章节前，花额外的时间回顾前几章中那些看似不相干的数学工具，因为作者默认读者对这些工具的掌握是融会贯通的。我特别欣赏书中对“等效性原理”的讨论，它通过多个不同物理系统的类比，试图建立起一种更普适的物理思维模式，这一点做得非常出色，让我对引力与加速运动之间的联系有了更深刻的体悟。缺点是，对于像声波和电磁波这种本质上都是波动现象的对比，这本书的结构似乎略显松散，两者的联系需要读者自己去主动建立，教材本身没有提供一个强有力的线索将它们串联起来，导致知识点的记忆停留在孤立的模块中，而非形成一个统一的波物理框架。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《物理学：科学家与工程师》的卷二时，第一个念头就是这玩意儿绝对能当防身武器使——太厚了！我买它纯粹是因为期末要考光学和相对论入门，而我的任课老师直接把这本书指定为唯一的参考读物，不允许使用任何简化版或替代版本。说实话，我个人对教材的风格偏好那种简洁明了、多用图示来解释复杂现象的类型，而这本“第四版”的行文风格，怎么说呢，相当“学院派”，文字密度非常高，仿佛每句话后面都隐藏着一个需要独立论证的微小命题。尤其是在介绍干涉和衍射的基础时，插图数量相对有限，很多时候我得反复阅读同一段文字，并在笔记本上自己画图来辅助理解光波的叠加原理。我对它在电磁感应章节的处理方式感到一丝不满，虽然公式推导无可挑剔，但对于楞次定律的“能量守恒”的哲学层面解释，略显机械和公式化，缺乏一些能够激发好奇心的叙事性引导。我花了大量时间去对比不同版本的异同，发现第四版在绪论部分确实加入了一些关于现代物理实验的最新进展描述，这算是一个小小的亮点，证明作者群仍在努力跟上科学的前沿。但就我个人的学习习惯而言，这本书更像是一部需要时刻保持高度集中注意力才能“啃”下来的砖头书，它不适合那种想快速建立概念框架的读者，它要求你一步一个脚印，把所有台阶都踩实了才能往上爬。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计简直是一场视觉的灾难，尤其是在处理那些复杂的电磁场矢量运算时。我购买的是平装版本，翻阅起来需要非常小心，生怕不经手的摩擦就会撕裂书页——这和我期望中一本价值不菲的教材应有的耐用度相去甚远。我的主要关注点集中在后半部分，也就是热力学第二定律及其统计力学初步介绍的那几个章节。坦白讲，我对这本书在熵的概念引入方式感到困惑。作者似乎倾向于先建立宏观的热力学循环，再逐步过渡到微观的统计解释，这种自上而下的路径虽然逻辑严谨，但在我阅读到开篇就抛出的“不可逆性”问题时，心里会产生强烈的预期落差，总觉得在缺乏微观粒子行为的直观支撑下，对熵增的理解总是停留在符号层面。更让我感到沮丧的是，书中的部分习题答案在附录中缺失了，这对于自学的学生来说无疑是致命的打击。当我在解决一个涉及气体动力学理论的综合题卡住时，除了翻阅网络论坛求助，这本书本身无法提供即时的反馈机制。它确实涵盖了所有必需的知识点，从基础的理想气体定律到更深层次的玻尔兹曼分布，信息量是毋庸置疑的庞大。然而，优秀的教材不应该仅仅是知识的堆砌，还应该包含引导读者探索的“路径图”。在这方面，这本书的指引性略显不足，更像是一本百科全书式的参考手册，需要读者自带导航系统。

评分☆☆☆☆☆

这本物理教材的厚度着实令人望而生畏，初次拿到手中时，那种沉甸甸的分量感就仿佛预示着即将面对的挑战。我之所以选择购买这本针对科学家和工程师的“第二部分”（涵盖第13到20章），主要是因为我的大学课程进度要求我必须深入钻研热力学、电磁学以及波动的进阶内容。坦白说，我对教材的“第四版”期望值很高，希望它能在前几版的基础上，对那些晦涩难懂的概念进行更清晰、更现代化的阐释。然而，实际阅读体验却是一把双刃剑。它在某些章节的处理上显得尤为详尽，比如对麦克斯韦方程组的推导过程，作者似乎竭尽全力想要展示每一步数学逻辑的完整性，这对于基础扎实的同学来说是极大的福音，能够帮助他们构建起坚实的理论框架。但对于我这种在数学物理衔接点上经常感到吃力的学习者而言，过度的数学细节反而成了理解物理图像的绊脚石。书中的例题设计难度梯度变化较大，有些题目仅仅是公式的简单代入，而另一些则需要整合跨章节的知识点，像一个精巧的迷宫，一旦找错入口，便要耗费大量时间在其中迷失方向。我特别欣赏其中穿插的工程应用案例，它们确实将抽象的物理定律与现实世界的运作机制联系起来，让人感觉到学习这些知识的实际价值，而非仅仅为了应付考试。总体来看，它是一本扎实、内容充实但对读者要求极高的参考书，阅读过程更像是一场需要毅力的马拉松，而非轻松的散步。

评分☆☆☆☆☆