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頁數:108

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出版時間:2009-1

價格:11.00元

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isbn號碼:9787110070277

叢書系列:

圖書標籤:

• 數學
• 練習冊
• 小學數學
• 初中數學
• 同步練習
• 課後輔導
• 基礎訓練
• 應試
• 學習輔導
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《星辰軌跡：高中物理競賽進階探秘》 圖書簡介 作者： 李明哲   齣版社： 華夏教育齣版社 圖書分類： 高中物理競賽、理論深度解析、解題技巧精講 --- 導言：攀登知識的頂峰 《星辰軌跡：高中物理競賽進階探秘》並非一本麵嚮基礎知識復習的習題集，而是一部專為有誌於在高中物理競賽（如全國中學生物理競賽、國際物理奧林匹剋等）中取得優異成績的頂尖學生和專業教練量身定製的深度學習指南。本書的核心目標是彌閤標準高中物理課程與競賽對物理理論和解題能力要求的巨大鴻溝，幫助學習者建立起真正深刻、係統且靈活的物理思維體係。 全書涵蓋瞭從力學、電磁學到熱學、光學、原子物理等競賽核心模塊的高階理論的嚴謹推導與復雜問題的建模與求解策略。我們摒棄瞭冗餘的基礎概念講解，直接切入競賽試題中反復考察的那些“臨界點”知識和“思維陷阱”。 第一篇：經典力學的深度重構與拓撲視野 本篇旨在突破傳統高中力學框架，引入更強大的數學工具和更普適的物理原理。 第一章：多體係統的拉格朗日量化視角 本章不再滿足於牛頓定律的直接應用，而是全麵引入達朗貝爾原理和歐拉-拉格朗日方程。重點解析瞭如何利用廣義坐標（如歐拉角、極坐標係下的特定角度）來簡化約束力的處理。 核心內容解析： 詳細推導瞭在非慣性係中應用拉格朗日方程的修正項，特彆是科裏奧利力和離心力在係統能量泛函中的體現。通過對“繩結模型”和“復雜的擺結構”進行拉格朗日力學分析，展示其在處理多重約束下的強大威力。 難點攻剋： 針對約束運動中的能量守恒與動量守恒的判據，提供瞭詳細的數學分析路徑，區分瞭保守係統和耗散係統的界限。 第二章：剛體運動的高級幾何錶達 傳統力學對剛體轉動的處理往往停留在力矩平衡上，本書則深入到角動量定理的矢量本質和歐拉方程。 專題研討： 瞬時鏇轉軸的概念被引入，用於分析復雜的三維剛體運動。著重講解瞭轉動慣量張量的對角化處理，以及主軸在簡化問題中的關鍵作用。 實例剖析： 選取瞭如“高速鏇轉的陀螺在復雜地麵摩擦下的進動與章動”等經典競賽難題，使用歐拉角變化率與剛體本體坐標係下的角速度關係進行精確建模。 第三章：微擾理論與非綫性動力學初探 競賽中偶爾會齣現對綫性響應模型失效的係統進行分析。本章引入瞭基礎的微擾理論框架。 內容聚焦： 針對弱阻尼振動、弱非綫性振動中周期解的微小偏離，演示瞭如何使用一級微擾近似來估算係統的長期行為。這為理解更復雜的混沌現象奠定瞭必要的數學基礎。 第二篇：電磁場與波的統一性錶達 本篇超越瞭場論的錶麵應用，強調麥剋斯韋方程組在時空結構中的內在聯係。 第四章：麥剋斯韋方程組的時空協變性 本書將麥剋斯韋方程組視為四維時空中的一組方程，而非獨立的三維矢量方程組。 核心理論： 詳細介紹瞭電磁場張量 $F^{mu u}$ 的定義及其在洛倫茲變換下的行為。重點分析瞭如何在理解電場和磁場相互轉換（如：一個運動的電荷在不同參考係下産生的場態）時，利用張量形式進行簡潔的錶述。 應用實例： 利用張量分析來推導電磁波在各嚮異性介質中的傳播特性，例如雙摺射現象的微觀機理。 第五章：邊界值問題的格林函數方法 對於復雜的幾何結構（如電偶極子在特定非均勻介質中的分布），傳統的分離變量法往往難以奏效。 解題利器： 係統講解瞭靜電學和靜磁學中格林函數的構建與應用。重點在於如何根據邊界條件構建閤適的格林函數，並演示瞭其在求解無限大空間內點電荷周圍介質極化問題上的高效性。 電磁波傳播的高級技術： 介紹瞭波導管和諧振腔中的本徵模式分析，使用傅裏葉變換與拉普拉斯逆變換來處理瞬態電磁場的傳播問題。 第六章：相對論性電動力學基礎 本章是連接經典物理與現代物理的關鍵橋梁，聚焦於高速運動下的電磁效應。 重點解析： 相對論性修正的洛倫茲力，以及運動電荷産生的電磁場分布。詳細推導瞭運動電荷的輻射場（如切倫科夫輻射的發生條件），並從能量守恒的角度分析瞭輻射過程中的動量變化。 第三篇：熱力學與統計物理的微觀詮釋 本篇強調從統計力學的角度理解宏觀熱力學現象，並深入探討量子統計的特有行為。 第七章：玻爾茲曼輸運方程與漲落現象 超越瞭平衡態的熱力學，本章關注係統如何達到平衡以及在平衡態附近的微小偏離。 核心模型： 詳細講解瞭玻爾茲曼輸運方程的推導，特彆是對“碰撞項”的處理，並將其應用於氣體粘滯性、熱導率的計算。 漲落分析： 引入瞭漲落-耗散定理的基礎概念，解釋瞭係統在宏觀尺度上看似靜止的錶麵下，微觀粒子漲落的本質，以及這種漲落如何與宏觀耗散過程相關聯。 第八章：量子統計力學的深入應用 本書對費米子和玻色子的行為進行瞭細緻的區分和深入的分析。 專題深入： 費米子係統的重點在於深入理解費米能級的概念，並應用於白矮星的簡並壓力計算、金屬電子的比熱貢獻等競賽熱點。 玻色子係統： 詳細分析瞭玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）的條件、判據以及宏觀錶現，包括其在激光冷卻實驗中的物理意義。 第四篇：波的幾何光學與波動光學的高階專題 本篇側重於光的波動性在復雜介質和結構中的應用。 第九章：幾何光學中的阿貝爾積分與費馬原理的推廣 本書將幾何光學視為光綫傳播中的極值問題，引入瞭更抽象的數學工具。 理論升華： 詳細論述瞭費馬原理在復雜梯度摺射率介質（如大氣摺光）中的應用，以及如何利用本徵坐標係來簡化光綫軌跡的求解。 實例分析： 針對“不均勻介質中的光綫彎麯”問題，展示瞭如何通過建立光程的變分方程來精確求解光綫路徑。 第十章：衍射理論的夫琅禾費與菲涅爾近似的嚴格界限 本書對衍射問題的處理強調從波動方程齣發，而非僅僅記憶公式。 核心技術： 使用傍軸近似下的波動方程，推導齣角譜分解法，並將其應用於分析復雜孔徑對光場分布的影響。這對於理解現代光學成像係統至關重要。 結語：構建完整的物理思維圖譜 《星辰軌跡》的價值不在於提供即時的解題答案，而在於引導讀者構建一個從基本原理到尖端應用的高度自洽的物理知識網絡。本書的章節之間相互關聯，力求展示物理學作為一個整體的內在美感和邏輯統一性。通過對數學工具的精深掌握和對物理模型抽象能力的培養，學生將能夠從容應對任何齣乎意料的競賽挑戰。 本書適閤人群： 已掌握標準競賽大綱全部內容的物理競賽高年級學生。 渴望深入理解物理學前沿基礎理論的優秀理科生。 指導高水平物理競賽的在職教師和專業教練。

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