物理教学参考书(上册)(第三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:6.70元

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isbn号码:9787040031591

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现代材料科学导论 内容提要 本书是一部面向高等院校材料科学与工程专业本科生及研究生，以及相关领域科研人员和工程师的综合性教材。它系统地阐述了材料科学的基本概念、微观结构与宏观性能之间的内在联系、关键材料的制备、表征、加工与应用，并深入探讨了前沿研究热点。全书结构严谨，内容翔实，力求在理论深度和工程实用性之间取得完美的平衡。 第一部分：材料科学基础 (The Fundamentals of Materials Science) 本部分奠定了材料科学的理论基石，着重于从原子和微观层面理解材料的本质。 第一章：材料科学的视野与发展 本章首先界定材料科学的范畴，阐述其在现代工程技术，如能源、信息、生物医学和环境科学中的核心地位。随后，回顾了材料科学从经验主义向理性设计转型的历史进程，重点分析了本世纪以来，特别是纳米科技和人工智能辅助材料设计对该领域带来的深刻变革。本章强调了“结构-性能-加工-应用”这四大要素之间的相互制约与优化关系。 第二章：晶体结构与缺陷 详细介绍了晶体学的基本原理，包括晶胞、布拉维格子、晶体学符号（如密勒指数）。重点解析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）等常见金属晶体结构的特点、堆积密度及其对材料力学性能的初步影响。随后，深入探讨了材料中的晶体缺陷，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错，包括刃位错和螺型位错）、面缺陷（晶界、孪晶界）和体缺陷。对位错的运动机制及其在材料塑性变形中的核心作用进行了详尽的数学描述和物理模型分析。 第三章：结合力、能带理论与材料的宏观性质 本章阐述了原子间结合力的类型——离子键、共价键、金属键、范德华力和氢键，以及它们如何决定材料的熔点、硬度和电学性质。重点引入了固体的能带理论，区分导体、半导体和绝缘体的能带结构，并解释了费米能级和导电性的微观机制。此外，还讨论了热力学在材料相变中的作用，介绍了相图的基本原理及其在合金设计中的应用。 第二章：热力学与动力学 本章聚焦于材料的稳定性和演变过程。详细介绍了吉布斯自由能、化学势等热力学基本量，并探讨了固液、固固相变过程中的驱动力。在动力学方面，着重分析了扩散（Fick定律、阿伦尼乌斯关系）在材料退火、渗碳、烧结等过程中的重要性。重点讨论了形核与长大理论，解释了晶粒生长、析出相等微观结构演变过程的速率控制因素。 第二部分：主要材料体系的结构与性能 (Structure and Properties of Major Material Classes) 本部分结合工程实际，分类讨论了金属合金、陶瓷、聚合物和复合材料的特性。 第五章：金属材料 深入剖析了纯金属和合金的结构特性。重点分析了铁碳合金（钢和铸铁）的微观组织（铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、马氏体）及其热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对力学性能的调控。此外，对非铁合金如铝合金、铜合金、钛合金的强化机制（固溶强化、晶界强化、沉淀强化、加工硬化）进行了详细的比较分析。 第六章：陶瓷材料 介绍了传统结构陶瓷（如氧化铝、氧化锆、碳化硅）和先进功能陶瓷（如压电陶瓷、铁电陶瓷）的晶体结构特点和高熔点特性。探讨了陶瓷材料高硬度、高耐磨性和脆性高的根本原因，并介绍了提高其断裂韧性的策略，例如相变增韧和纤维增韧。本章也涵盖了陶瓷的烧结过程及烧结后致密化过程中的粘滞流动和扩散控制机制。 第七章：聚合物材料 详细讲解了聚合物的分子结构，包括链结构、分子量分布、拓扑结构（线性、支化、交联）。区分了热塑性塑料和热固性树脂的性能差异。深入讨论了聚合物的粘弹性行为，包括蠕变和应力松弛现象，以及玻璃化转变温度（Tg）对材料使用性能的关键影响。本章还包括对复合材料的初步介绍，如纤维增强聚合物（FRP）。 第八章：复合材料 本章集中讨论了复合材料的设计原理和优势。系统分类了颗粒增强、纤维增强和结构复合材料。特别关注了碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）增强材料的界面效应，以及各向异性对宏观性能的影响。本章还包含对金属基复合材料（MMC）和陶瓷基复合材料（CMC）的概述。 第三部分：材料性能与加工工程 (Material Properties and Processing Engineering) 本部分着重于如何通过加工手段来优化和实现特定材料性能。 第九章：力学性能测试与塑性加工 详细介绍了静态力学性能测试方法，如拉伸试验（屈服强度、抗拉强度、延伸率、模量）、硬度试验（洛氏、维氏、布氏）和冲击试验。重点阐述了材料的疲劳和断裂力学基础，包括S-N曲线、疲劳裂纹萌生与扩展，以及断裂韧性（$K_{Ic}$）的概念。在塑性加工方面，分析了轧制、锻造、挤压和拉拔等冷/热加工工艺对材料微结构和尺寸精度的影响。 第十章：材料的表面工程与连接技术 讨论了如何通过表面改性来提升材料的耐磨性、耐腐蚀性和功能性。涵盖了热处理（渗碳、氮化）、物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等涂层技术。在连接技术方面，对比了焊接、钎焊、胶接和机械连接的优缺点，特别是对焊接过程中的热影响区（HAZ）微观结构变化和残余应力的分析。 第十一章：先进功能材料导论 本章为前沿探索，介绍了当前研究热点中的关键功能材料。包括磁性材料（硬磁、软磁的机理）、电学材料（介电常数、铁电性）、光学材料（半导体发光机理、光纤材料）以及智能材料（形状记忆合金、压电材料）的基本工作原理和工程应用案例。 附录 常用材料性能参数表、国际单位制换算表、晶体学计算示例。 本书特色 1. 理论与实践并重： 每章末均包含“案例分析”和“工程应用”，将抽象的理论知识与实际工业生产紧密结合。 2. 图示化教学： 大量使用高质量的电子显微镜图像、相图和三维晶体结构示意图，帮助读者建立直观的微观理解。 3. 习题设计： 配备了大量的定量计算题和定性思考题，旨在培养读者分析解决复杂工程问题的能力。 本书旨在为有志于从事材料研发、设计、制造与质量控制的工程师和科研人员提供坚实而全面的知识体系。

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这本书在习题设置和解析上的用心程度，是它区别于市面上其他参考书的关键所在。我通常对习题集比较头疼，因为很多都是“机械式”的重复训练，解完后收获甚微。然而，这本《参考书》的习题是经过精心挑选的“精品”。它们不是单纯考察运算能力，更多的是对理解的检验。比如，它会设计一些情景化的题目，要求我们用所学的原理去分析一个现实中可能遇到的复杂场景，这非常考验知识的迁移应用能力。更绝的是，它的答案解析部分，简直就是一本“解题思路指导手册”。它不会直接给出最终答案，而是详细拆解了不同解题路径的优劣，甚至会指出初学者常犯的思维陷阱。这种“授人以渔”的教学方式，让我从依赖标准答案的习惯中逐渐解脱出来，开始学着自己构建完整的解题逻辑链条。

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我必须承认，最初拿到这本书时，我对“第三版”的提升程度是持保留态度的，毕竟第一版和第二版我已经比较熟悉了。然而，这本书的修订工作显然是彻底且有远见的。最让我惊喜的是，它对近年来一些新兴交叉学科的物理学基础进行了适当的补充和整合。例如，关于材料科学中的一些基础热力学行为，以及简单电路理论在现代传感器技术中的应用背景，这些内容在旧版中是缺失或过于简略的。这种与时俱进的更新，让这本书的生命力和实用价值得到了极大的延展。它不再是一本静止的参考资料，而是一个动态的学习工具，紧跟科学发展的步伐。对于希望系统性梳理知识体系，同时又不愿错过最新物理学动态的学习者来说，这种细致入微的迭代更新，无疑是最大的诚意和保障。

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我是一个对物理概念的深度探索者，这本书在内容编排上的层次感和广度，给我留下了深刻的印象。它不仅仅停留在课本知识的简单重复或拓展上，而是真正深入到了物理思想的内核。比如，在介绍经典力学的部分，它没有直接跳到复杂的矢量分析，而是花费大量篇幅去梳理伽利略和牛顿的思维转变过程，探讨“惯性”这个概念是如何一步步被精确定义的。这种对历史脉络和科学哲学背景的挖掘，让我这个“老读者”都感到耳目一新。它似乎在告诉我们，物理不是一堆待背诵的知识点，而是一种看待世界的独特视角和严谨的逻辑构建。书中对一些“似是而非”的日常现象，也给出了非常精妙的物理学解释，这些解释往往能一语中的地击中问题的关键。读完一章，我感觉不仅仅是掌握了一个知识点，更像是完成了一次思维体操，对事物有了更深一层的体悟。

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作为一名在职教师，我非常关注教材的“可操作性”和“前沿性”。这本书在连接理论与教学实践方面做得尤为出色。它不仅提供了扎实的知识点梳理，更融入了大量的现代物理学视角来审视基础概念，这对于提升课堂的深度非常有帮助。例如，在讲述热力学定律时，书中会穿插一些关于信息熵和微观统计的简介，虽然只是点到为止，但足以激发学生的好奇心。此外，它还提供了一些“课堂活动建议”，比如如何利用简单的器材设计一个微型实验来演示某个抽象的定律，这些建议非常具体、可执行，极大地丰富了我的教学资源库。我发现，使用这本书中的某些视角和案例，能显著提高学生在课堂上的参与度和对物理学的兴趣，这对于我们一线教师来说，是非常实用的价值所在。

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这本《物理教学参考书（上册）（第三版）》的排版真是让人眼前一亮。不同于以往那些厚重、略显古板的教辅书，这次的封面设计和内部布局都显得更为现代和亲和。色彩搭配上，它巧妙地运用了冷暖色调的对比，让人在长时间翻阅时也不会感到视觉疲劳。尤其是那些关键概念的标注，使用了不同粗细和颜色的字体，非常直观。举个例子，那些复杂的公式推导部分，作者采用了分步详解的版式，每一步都有清晰的逻辑连接，旁边还配有一些简笔画或者图示来辅助理解，这对于初学者来说简直是福音。以前我总觉得物理公式就是一堆冰冷的符号，但这本书的呈现方式，让它们仿佛“活”了起来。而且，纸张的质量也相当不错，摸起来有种细腻的质感，油墨印刷清晰锐利，即使用高光笔做了大量标记，书页也不会轻易透墨。整体来说，从阅读体验上来说，这本书无疑是下了功夫的，光是把它摆在书桌上，都觉得赏心悦目，让人更有动力去翻开它学习。

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