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☆☆☆☆☆

出版者:John Wiley & Sons

作者:Edward A. Desloge

出品人:

页数:537

译者:

出版时间:1982

价格:0

装帧:

isbn号码:9780471091448

丛书系列:

图书标签:

经典力学
力学
经典力学
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牛顿力学
拉格朗日力学
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具体描述

《经典力学》：探索宇宙运行的宏伟秩序《经典力学》是一部深入剖析物质运动基本规律的鸿篇巨著。它不仅是物理学领域最古老、最核心的基石之一，更是一扇通往理解宏观世界运作机制的宝贵窗口。本书将带领读者穿越时空，从苹果落地的那一刻，到行星围绕恒星的悠然运转，再到复杂机械系统的精妙设计，一一揭示隐藏在这些现象背后的深刻数学原理和物理洞见。一、运动的根源：牛顿力学的基石本书的开篇，我们将回到物理学史上的伟大转折点——艾萨克·牛顿爵士的经典力学体系。在这里，我们并非仅仅重复那些耳熟能详的定律，而是深入探讨其概念的形成过程、内在逻辑以及它们如何构成描述物体运动的完整框架。第一章：运动学的语言——描述与测量在正式进入力学定律之前，我们必须掌握描述运动的语言。本章将严谨地定义位移、速度和加速度等基本概念，并探讨如何在不同参考系下精确地测量它们。我们会学习如何运用矢量代数来处理三维空间中的运动，理解瞬时速度与平均速度的区别，以及加速度的多种表现形式。从直线运动到曲线运动，从匀速到变速，都将在这里得到清晰的数学刻画。此外，本章还会引入坐标系的选择对运动描述的影响，例如惯性系和非惯性系的区别，为后续内容的理解奠定基础。第二章：动力学的法则——力的作用与物体响应当运动的“是什么”被清晰界定后，我们自然要追问“为什么”。本章将聚焦于动力学的核心——牛顿运动定律。我们将详细阐述牛顿第一定律（惯性定律），理解惯性的本质并非一种力，而是物体保持其运动状态的固有属性。随后，深入研究牛顿第二定律（F=ma），这是连接力和运动的核心方程。我们会分析质量的含义，理解力如何改变物体的动量，并探讨恒力、变力作用下的运动轨迹。最后，我们将审视牛顿第三定律（作用力与反作用力），揭示力的相互性，以及它在系统分析中的重要作用。本章的内容将贯穿各种典型的力学问题，如匀加速直线运动、抛体运动、圆周运动等，并强调如何运用这些定律建立数学模型来预测物体的运动。第三章：功、能与能量守恒——不可见的力量流转除了直接的力，我们还将引入“功”和“能”这两个至关重要的概念。本章将定义功的概念，理解力在位移方向上的累积效应，并推导出动能的表达式。我们将深入探讨“能量守恒定律”这一物理学中最普遍、最强大的原理之一。通过分析保守力和非保守力的区别，我们将理解机械能（动能与势能之和）在只有保守力做功时保持不变。从自由落体到弹簧振子，再到各种复杂机械，能量守恒的身影无处不在，它是解决许多力学问题，甚至在统计力学和量子力学中也有着深远影响的基石。本章还会引入功率的概念，描述做功的快慢。第四章：动量与冲量——瞬间的交互与守恒与能量类似，动量也是描述物体运动状态的重要物理量。本章将定义动量（p=mv），并将其与冲量联系起来。冲量是作用在物体上的力在时间上的积累，它等于物体动量的变化。我们将重点研究“动量守恒定律”，理解在不受外力或合外力为零的情况下，一个系统的总动量保持不变。这在分析碰撞问题中尤为关键，无论是宏观物体的碰撞，还是微观粒子的相互作用，动量守恒都扮演着核心角色。本章会涉及弹性碰撞和非弹性碰撞的分析，以及火箭推进等应用。二、振动与波动：宇宙的节奏与传播在掌握了基本力学定律后，本书将视角转向更加普遍的现象——振动与波动。这些现象构成了我们感知世界的基础，从声音到光，无处不在。第五章：简谐振动——周期性运动的典范简谐振动（SHM）是自然界中最简单、也是最基础的周期性运动形式。本章将深入剖析简谐振动的数学特征，如振幅、周期、频率和相位。我们将学习如何通过二阶微分方程来描述简谐振动，并探讨其在弹簧振子、单摆等经典系统中的体现。理解简谐振动的性质对于理解更复杂的振动现象，如阻尼振动和受迫振动至关重要。本章还会涉及一些重要的力学能量概念在简谐振动中的应用。第六章：耦合振子与系统振动——群体性的运动和谐现实世界中，我们很少遇到孤立的振子。本章将探讨多个振子相互作用时产生的现象，即耦合振子系统。我们将分析耦合振子如何表现出新的振动模式，如简正模，以及能量如何在这些模式之间传递。这将是理解更复杂系统，如分子振动、声学共振以及机械波传播的铺垫。我们会学习如何利用矩阵方法来分析耦合振子的行为。第七章：机械波——能量的传递与介质的响应当振动在介质中传播时，我们就观察到了波。本章将详细介绍机械波的基本概念，包括波的类型（横波与纵波）、波长、频率、周期、波速以及波的叠加原理。我们将学习如何用波动方程来描述波的传播，并理解能量如何通过波在空间中传递。本章还会讨论波的反射、折射、干涉和衍射等现象，这些都是理解声音、水波等宏观波动的关键。三、相对论力学：速度与时空的深刻革命随着对经典力学深入的理解，我们将面临其局限性，尤其是在处理高速运动的物体时。本书将引导读者进入爱因斯坦的相对论力学领域。第八章：狭义相对论——时空结构的重塑狭义相对论彻底改变了我们对时间、空间和运动的认知。本章将详细阐述狭义相对论的两个基本假设：相对性原理和光速不变原理。我们将推导出洛伦兹变换，理解时间膨胀、长度收缩等反直觉但却经过实验验证的现象。本章还会深入探讨质能方程 E=mc²，揭示质量和能量之间深刻的等价关系，这是核能的基础。我们将分析高速粒子运动的动力学，以及经典力学在高速情况下的失效。第九章：广义相对论——引力的几何化广义相对论是继狭义相对论之后，对引力概念的又一次革命。本章将介绍广义相对论的核心思想：引力并非一种力，而是时空弯曲的表现。我们将学习如何运用张量和微分几何的数学工具来描述时空的曲率，并理解物质和能量如何导致时空的弯曲。我们将探讨广义相对论的几个重要预言，如光线在引力场中的偏折、水星近日点的进动，以及引力波的存在。虽然本书侧重于宏观力学，但广义相对论的引入将极大地拓展读者对宇宙基本规律的认识。四、宏观系统与连续介质力学：物质的宏观行为除了对点状粒子的研究，本书还将延伸至宏观系统的描述，以及对连续介质的深入探讨。第十章：刚体转动——不仅仅是直线运动当物体不再被视为质点，而是具有空间尺度和形状时，其运动就变得复杂起来。本章将引入刚体转动的概念，定义角位移、角速度、角加速度。我们将学习力矩和转动惯量的概念，以及牛顿第二定律在转动中的类比形式（τ=Iα）。本章还会探讨角动量及其守恒定律，这在天文学、陀螺仪等领域具有重要应用。我们将分析各种刚体转动问题，包括绕固定轴转动和一般平面运动。第十一章：流体力学基础——流动的奥秘液体和气体是自然界中最常见的物质形态，它们的运动构成了流体力学研究的对象。本章将介绍流体静力学和流体力学的基本概念。我们将学习压力、浮力、伯努利方程等，并分析流体的连续性和不可压缩性假设。本章还将探讨黏滞力、层流与湍流等概念，以及它们在管道流动、飞机翼型设计等方面的应用。第十二章：弹性与塑性——材料的变形行为固体材料在受力时会发生变形，其行为是力学研究的重要组成部分。本章将介绍弹性力学的基本概念，如应力、应变、胡克定律等，理解材料在弹性范围内能够恢复原状的特性。我们还将简要探讨塑性变形，即材料在超过弹性极限后发生的不可逆变形，以及断裂力学的一些基本概念。五、理论框架与应用展望在完成对具体力学现象的深入探索后，本书将回归理论框架，并展望力学在现代科学技术中的应用。第十三章：拉格朗日力学与哈密顿力学——优美的数学结构为了更深入、更普遍地处理力学问题，我们还将引入拉格朗日力学和哈密顿力学。本章将介绍广义坐标、动能和势能的函数形式，以及拉格朗日方程和哈密顿方程。这两种方法提供了比牛顿力学更简洁、更普适的框架，尤其适用于处理复杂系统和向量子力学过渡。我们将看到，这些方法是如何通过最小作用量原理导出运动方程的。第十四章：混沌与复杂性——对确定性系统的深入思考即使在经典的确定性力学框架下，一些系统的行为也可能表现出惊人的复杂性和不可预测性。本章将介绍混沌理论的基本概念，如蝴蝶效应、吸引子等。我们将理解，即使是微小的初始条件差异，也可能导致系统在长期演化中产生巨大的分歧。这将促使我们重新思考“预测”的本质，并理解复杂系统研究的意义。第十五章：经典力学的现代应用与局限本书的最后一章将总结经典力学的核心贡献，并展望其在现代科学技术中的广泛应用，包括但不限于航空航天工程、土木工程、机械设计、生物力学、地球物理学等。同时，我们也会再次强调经典力学在高速和强引力场下的局限性，以及量子力学和相对论在描述微观世界和宇宙极端条件下的必要性。本书旨在为读者构建一个坚实的经典力学基础，从而能够更好地理解和探索更广阔的物理世界。《经典力学》不仅仅是一本教材，它是一次思想的旅行，一次对宇宙运行规律的深刻追问。通过严谨的数学推导和丰富的物理实例，本书将帮助读者建立起对宏观物质世界运作机制的直观理解和深刻洞察。它将点燃你对物理学的热情，让你看到数学之美如何揭示自然之秘，并为进一步探索更深层次的物理学理论打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我不得不承认，这本书的阅读体验更像是在攀登一座结构复杂、细节繁复的山峰，而不是在平坦的草地上散步。它的叙事方式是极其克制的，几乎没有引入任何历史背景的逸闻趣事，也没有试图用现代物理学的概念来“软化”经典力学的边界。这种极度的专注，使得内容本身显得异常纯粹，但也因此，对于初学者来说，门槛设置得相当高。当你面对那些复杂的变分原理和正则变换时，缺乏适当的引导和直观的图示，很容易让人在细节的迷宫中迷失方向。我花了相当长的时间才适应作者这种近乎冷峻的、纯粹基于数学逻辑的表达方式。它更像是一本高级教科书或参考手册，而非入门读物。它假设读者已经对微积分和线性代数有非常熟练的掌握，并且对物理图像的建立有着高度的自主性。如果你指望在其中找到大量详尽的例题解析，或许会有些失望，因为它更侧重于构建理论的宏大框架，而不是提供大量的练习巩固。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于其内在的统一性，它成功地将看似分散的力学现象，统一在少数几个优雅的基本公设之下。阅读过程中，最令人振奋的时刻，莫过于当作者巧妙地展示了牛顿力学如何自然而然地被推广和升华到拉格朗日量和泊松括号体系中时。这种从具体到抽象，再从抽象回归对具体现象解释的往复过程，体现了物理学理论构建的伟大之处。我尤其欣赏它在处理约束问题和广义坐标变换时的细致入微，这正是许多基础教材常常一笔带过、却在实际研究中至关重要的部分。这本书似乎毫不留情地揭示了经典力学作为一种完备理论体系的内在结构和美学。它不是在“教”你如何解题，而是在“展示”经典力学的终极形态。对于那些希望探究理论的“为什么”而不是仅仅停留在“怎么做”的读者，这本书提供了深入骨髓的洞察力。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的排版和图示部分略显保守，甚至可以说是有些过时了。在如今这个充斥着彩色图表和交互式内容的时代，它依然坚守着传统的黑白文本和几何线条图的风格。这或许是其经典性的体现，但也确实在一定程度上影响了对某些空间概念的直观理解。例如，在描述相空间轨迹或特定坐标系下的能量面时，如果能辅以更清晰的三维可视化辅助，阅读体验必然会大大提升。不过，换个角度看，这种克制的视觉呈现也迫使读者必须依赖自己的想象力去构建物理图像，这对于训练深层次的物理直觉或许也是一种另类的“磨砺”。它强迫你动脑筋去填充那些作者留下的“空白”，去描摹出数学公式背后的真实世界运动。这本书更像是给一个已经有一定基础的“匠人”准备的工具箱，而不是给一个初学徒弟准备的入门指南。

评分☆☆☆☆☆

这本关于经典力学的著作，从目录上看就透着一股严谨而深厚的学究气。它似乎并没有试图用花哨的语言或生动的比喻来“包装”那些古老而坚固的理论框架。相反，作者似乎将重点放在了对基本原理的彻底阐述和数学推导的无懈可击上。我特别留意了其中关于拉格朗日和哈密顿力学的章节，它们被处理得异常细致，每一个步骤都像是精心搭建的逻辑链条，不容许丝毫的跳跃或含糊。对于那些真正想要钻研理论物理根基，而不是仅仅满足于应用公式的读者来说，这种深度无疑是巨大的吸引力。它不是一本可以让你在通勤路上轻松翻阅的读物，它要求你备好纸笔，准备好投入时间去消化那些层层递进的数学结构。我感觉，读完它，对“保守系统”和“相空间”的理解会提升到一个全新的层次，不再是概念上的模糊认知，而是深入到其内在的数学美感之中。对于那些在本科阶段接触过基础力学，渴望向更高阶理论迈进的学习者而言，这本书提供的知识密度和严谨性是无可替代的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的权威性是毋庸置疑的，它仿佛是经典力学领域里一位德高望重的老教授的“口述历史”，每一个论断都带着经得起时间考验的分量。它没有迎合读者的任何偏好，保持着一种近乎苛刻的客观和严密。我发现在阅读它的时候，我需要不断地回溯前面的章节，因为作者的论证是高度累积性的，后面的推导建立在前面章节每一个严谨的定义之上，不允许丝毫的遗漏。这种阅读方式虽然耗时，但带来的知识体系的稳固性是其他任何轻量级读物无法比拟的。它提供了一个坚实可靠的平台，让你可以在此基础上，向更前沿的领域（如分析力学、混沌理论的经典基础）进行拓展。对于致力于在理论物理领域深耕的人来说，这本书与其说是一本书，不如说是一座必须登临的“里程碑”。

评分☆☆☆☆☆