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出版者:清华大学出版社

作者:杜普选

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2004-2-1

价格:25.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810822800

丛书系列:

图书标签:

• 电路分析
• 电路理论
• 模拟电路
• 电子技术
• 高等教育
• 工程技术
• 电气工程
• 线性电路
• 电路设计
• 大学教材

深入探索物理世界的奥秘：一本关于经典力学与热力学的导论 作者： [虚构作者名] 出版社： [虚构出版社名] --- 内容简介 本书旨在为物理学、工程学以及相关理工科专业的学生和研究人员提供一套严谨而深入的经典力学与热力学基础知识体系。它超越了基础物理的初步介绍，着重于概念的深度挖掘、数学工具的系统应用以及理论框架在实际问题中的灵活运用。本书的编写秉持着“从第一性原理出发，构建完整理论大厦”的理念，力求在概念的清晰性与问题的复杂性之间找到最佳平衡点。 第一部分：经典力学——运动、力和能量的统一描述 经典力学部分将读者从牛顿力学的直观描述引入到更普适、更强大的拉格朗日和哈密顿力学框架。 1. 运动学的精确刻画与坐标系的选择： 我们从对空间和时间的基本假设出发，详细探讨了描述质点和刚体运动所需的数学工具。书的第一章着重于惯性系与非惯性系之间的转换，特别关注了科里奥利力、离心力和陀螺效应在地球坐标系中的实际表现。我们通过分析复杂的振动模式和行星轨道运动，强调了张量分析在描述高维或复杂约束运动中的优势。内容涵盖了广义坐标的选择原则，以及如何利用虚功原理（D'Alembert原理）来构造运动方程，为后续的拉格朗日力学奠定基础。 2. 变分原理与拉格朗日力学： 本部分是全书的理论核心之一。我们不仅介绍了拉格朗日函数 $L=T-V$ 的构造方法，更深入剖析了最小作用量原理（Hamilton's Principle）的物理意义，探讨了其作为自然界基本规律的地位。详细推导了欧拉-拉格朗日方程，并将其应用于各种约束系统，如单摆、双摆、滚珠轴承系统等。特别地，我们用拉格朗日方法重新审视了刚体运动，解析了欧拉角系统的奇异性，并展示了如何处理含时约束和准坐标（Quasi-coordinates）问题。 3. 守恒定律与诺特定理的深层意义： 通过拉格朗日力学，我们自然地导出了系统的守恒量。诺特定理被提升到理论结构的高度，详细阐述了连续对称性与守恒量之间的深刻联系（例如，时间平移不变性对应能量守恒，空间平移不变性对应动量守恒）。我们不仅仅停留在定理的陈述，还通过实例（如中心力场中的角动量守恒）演示了如何利用对称性预判物理行为，这极大地增强了对物理定律的洞察力。 4. 哈密顿力学与相空间分析： 哈密顿力学被引入作为对拉格朗日力学形式的对偶和推广。我们详细推导了勒让德变换，构建了哈密顿函数 $H(q, p, t)$，并分析了正则方程的结构。相空间的几何性质是本章的重点，我们引入了泊松括号，并解释了泊松括号如何作为李括号在经典力学中的体现，以及它如何连接到量子力学的对易关系。对于保守系统，我们探讨了哈密顿-雅可比方程，并介绍了“可积性”的概念，解释了为什么某些系统具有周期性运动，而另一些则表现出混沌行为。 5. 微扰理论与近似计算： 在实际应用中，精确求解哈密顿-雅可比方程往往是不可能的。因此，本书详细介绍了处理微小摄动的系统性方法。包括含时和不含时微扰理论，用于计算系统能级、频率或轨道修正。通过对洛希极限、受扰的中心力场等经典问题的分析，展示了这些数学工具的强大威力。 --- 第二部分：热力学——宏观系统的能量、熵与平衡 热力学部分从宏观现象出发，构建起描述能量转换和物质平衡的理论框架，强调了统计物理背景下的微观诠释，但主要聚焦于经典热力学的逻辑演绎。 1. 热力学的基本概念与定律： 本书从对宏观系统状态的描述（如温度、压力、体积）开始，严格定义了热力学平衡态。我们对四个基本定律进行了详尽的阐述，特别是第二定律，它被从克劳修斯、开尔文-普朗克表述，提升到熵增原理的高度。我们深入探讨了可逆过程与不可逆过程的本质区别，并利用卡诺循环分析了能量转换的理论极限。 2. 麦克斯韦关系式与物质方程： 热力学势（内能 $U$、焓 $H$、亥姆霍兹自由能 $F$、吉布斯自由能 $G$）的引入是连接宏观变量的关键。通过全微分和偏微分的技巧，推导出了著名的麦克斯韦关系式组。这些关系式展示了看似不相关的热力学量之间的内在联系。我们随后讨论了物质方程，例如范德华方程，用于描述真实气体的行为，并分析了相变的微观机制。 3. 相平衡与化学热力学： 本章聚焦于多组分、多相系统的平衡问题。我们使用吉布斯自由能来判断相图上的稳定区域，并详细分析了克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩永方程，这些方程是理解熔化、汽化和升华过程的关键。在化学热力学方面，我们引入了化学势的概念，讨论了化学反应的平衡常数，以及在非标准条件下的自由能变化，这对化学工程和材料科学至关重要。 4. 热力学第三定律与统计力学的桥梁： 热力学第三定律（Nernst定理）被用作连接宏观世界和微观世界的桥梁。我们讨论了第三定律的实际意义——绝对零度下熵的确定性。同时，本章简要回顾了宏观热力学与微观统计物理学的关系，解释了熵的统计定义 $S = k_B ln W$ 如何与热力学中的熵概念保持一致，为读者过渡到更前沿的统计物理学做好准备。 --- 本书的特色与读者定位： 本书的叙事风格严谨、逻辑清晰，注重理论的自洽性与数学的严密性。书中包含了大量精心设计的习题，这些习题不仅要求计算，更要求概念上的理解和理论框架的构建能力。它不回避复杂的数学推导，而是将这些推导视为理解物理本质的必要途径。 本书特别适合： 高年级本科生，作为经典物理学深度课程的教材。 研究生，作为进入高级课程学习前的坚实基础复习资料。 工程师和研究人员，需要回顾和深化对基础物理原理掌握的专业人士。 通过对拉格朗日-哈密顿力学和高级热力学概念的全面覆盖，本书旨在培养读者从第一性原理出发解决复杂物理问题的能力，而非仅仅停留在套用公式的层面。它是一本经得起推敲的、致力于构建完整物理思维体系的参考书。

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**书评二：** 说实话，市面上关于电路理论的书籍汗牛充栋，很多都是陈旧的、只关注基本定律的“老古董”。我这次入手《现代电路分析》纯粹是抱着试试看的心态，没想到它带来的惊喜程度远超我的预期。这本书的视野非常开阔，它不仅仅停留在基尔霍夫定律和欧姆定律的层面，而是直接切入了现代电子系统设计所必需的高级工具箱。我特别欣赏书中关于网络函数和系统框图的论述，这部分内容处理得极其精妙。它不再把电路看作孤立的元件集合，而是将整个系统视为一个接受输入、产生输出的“黑箱”，这完全符合我们在进行系统集成和故障排查时的思维模式。书中对二端口网络参数（如Z参数、Y参数、H参数）的介绍详实而透彻，每种参数的物理含义和适用场景都分析得非常到位，这对于后续学习滤波器设计和放大器匹配至关重要。我感觉这本书真正体现了“现代”二字——它关注的是如何用理论工具来高效地建模和分析实际工程问题，而不是仅仅停留在理论的象牙塔里。如果你想从一个“会搭电路”的动手者，蜕变成一个“能设计系统”的工程师，这本书是绕不过去的坎。

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**书评三：** 这本书的深度和广度都达到了一个非常令人尊敬的水平。我发现它在处理非正弦周期信号和非周期信号的分析时，展现出了极高的专业素养。通常，很多教材在引入傅里叶级数和傅里叶变换时，会草草带过，只给出一个公式然后让读者自己去消化。然而，本书用了大量的篇幅，细致地剖析了信号的频谱特性，并将其与电路的时域响应紧密联系起来。特别是对卷积积分的讲解，作者巧妙地运用了图形化的方式来解释这一抽象的数学运算，这对于理解线性时不变系统（LTI）的本质起到了决定性的作用。此外，书中对磁耦合电路和理想变压器的讨论也相当到位，它不仅展示了如何进行能量传递的计算，更重要的是阐述了在多绕组系统中实现阻抗匹配的关键思路。我个人认为，这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于它构建了一种严谨、系统化的工程思维框架。阅读它就像在攀登一座知识的高山，每登上一层，视野就开阔一分，对整个电子世界的理解也就更接近真相。

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**书评一：** 这本书简直是为电子工程专业的学生量身定做的宝典！我最近在学习数字信号处理时，遇到了很多关于傅里叶变换和拉普拉斯变换的难题，很多参考书讲得过于抽象，公式推导也看得人云里雾里。但是，当我翻开这本《现代电路分析》时，我立刻被它清晰、循序渐进的讲解方式所吸引。作者似乎完全理解我们这些初学者的思维盲区，他们不是简单地堆砌公式，而是通过大量的实际应用案例和直观的图示来解释复杂的理论概念。比如，在讲解RLC电路的暂态响应时，书中不仅给出了求解微分方程的方法，还详细分析了不同阻尼情况下电路行为的物理意义，这让我对电路的动态特性有了更深刻的理解。读完相关章节，我感觉豁然开朗，那些曾经让我头疼的伯德图、奈奎斯特图也变得不再那么神秘。这本书的排版也很舒服，字体大小和行间距都恰到好处，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。对于那些正在苦苦挣扎于基础电路理论的读者来说，这本书绝对是一个值得信赖的向导。它真的把“难懂”的知识点，转化成了“易懂”的智慧结晶。

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**书评四：** 我必须承认，在开始阅读《现代电路分析》之前，我对使用复数和相量法来处理交流稳态电路感到相当头疼。过去的学习经历告诉我，一遇到正弦激励，计算过程就会变得冗长且充满三角函数，极易出错。这本书的出现彻底改变了我的这种认知。作者引入相量法的时机和方式堪称教科书级的典范。他们首先建立了相量与瞬时值之间的直观联系，然后立刻展示了相量法如何将微分方程简化为代数方程，极大地提升了计算效率。书中关于交流功率的讲解也极为全面，从瞬时功率、平均功率到复功率和视在功率，每一个概念的界定都精确无误，并且配有大量的示例来巩固这些概念。我尤其喜欢它在讲解三相交流电路时的处理方式——清晰地阐述了星形连接和三角形连接的等效关系以及它们在实际配电系统中的应用。这本书没有回避任何一个难点，而是迎难而上，用最清晰的逻辑链条将它们一一击破。对于渴望掌握交流电路精髓的读者来说，这本书无疑提供了最坚实的理论支撑。

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**书评五：** 作为一名已经工作多年的工程师，我深知理论知识的更新速度是多么重要。很多教科书虽然经典，但对于现代电子设计中遇到的非线性问题和更复杂的网络分析工具却着墨不多。我被《现代电路分析》中对高级主题的处理方式深深吸引。书中对二阶电路（二阶系统的动态行为）的分析深入到了极点，详细讨论了欠阻尼、过阻尼和临界阻尼这三种状态下的系统响应曲线，这对于设计控制系统和电源管理电路至关重要。更让我惊喜的是，书中对系统稳定性的初步探讨，虽然没有深入到控制理论的层面，但通过分析特征方程的根与实轴位置的关系，为我们理解电路的稳定性边界提供了非常直观的几何解释。这本书的行文风格流畅自如，学术性和实用性找到了一个完美的平衡点。它既能满足学术研究对严谨性的要求，又能为工程师提供解决实际问题的“工具箱”。总而言之，这是一本跨越了基础和高级应用鸿沟的优秀著作，强烈推荐给所有希望在电路领域深耕的读者。

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