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出版者:

作者:天津大学电工学教研室

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:2004-7-1

价格:26.70元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787040145236

丛书系列:

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探寻宇宙的奥秘：当代天体物理学前沿 图书名称： 宇宙的低语：从量子泡沫到超大质量黑洞 内容简介： 本书并非探讨电流、电路或电磁场在日常工程中的应用，而是将读者的视野引向浩瀚无垠的宇宙深处，深入剖析当代天体物理学最激动人心的前沿领域与核心理论。我们不再关注导线上的欧姆定律，而是追溯宇宙诞生之初的物理法则，探寻恒星生灭的宏大叙事，以及暗物质与暗能量这些支配宇宙命运的神秘力量。 第一部分：宇宙的黎明与早期演化 本书伊始，我们将重温宇宙学的基石——大爆炸理论。然而，我们的探讨将超越标准的$Lambda$CDM模型，着重于暴胀理论的最新进展。暴胀如何解决了视界问题和磁单极子问题？最新的观测数据（如普朗克卫星对宇宙微波背景辐射的精细测量）如何限制了暴胀势能的形状？我们将详细阐述“原初引力波”的理论预测及其在未来引力波探测任务中的重要性。 随后，我们将进入“黑暗时代”——宇宙诞生后第一批恒星形成之前的时期。在这个阶段，宇宙主要由氢和氦原子组成，没有任何发光天体。我们探讨再电离时代的开端，分析第一代恒星（Population III Stars）的特性。这些“第一批恒星”的质量预计远超太阳，寿命极短，但它们是宇宙中第一批将重元素（碳、氧、铁等）注入星际介质的“炼金术士”。理解它们的形成机制及其对后续星系演化的影响，是理解我们自身存在的基础。 第二部分：恒星的生命周期与极端天体 本书对恒星演化的描述，将侧重于那些挑战我们传统认知的极端情况。 超新星的物理机制： 我们将深入探讨Ia型和II型超新星的触发机制。Ia型超新星作为“标准烛光”在宇宙学中的作用不容忽视，但其白矮星吸积末期精确的质量阈值和点火机制仍然是活跃的研究课题。对于II型（核心坍缩）超新星，我们将聚焦于中微子驱动的反弹机制，以及如何精确模拟坍缩过程中复杂的多维流体力学不稳定性。 中子星的内部结构： 中子星是密度最高的宏观物体之一。本书将描绘从光球层到核心的物质状态。我们讨论强核物理在极端压力下的表现：夸克物质、超流体、超导性。特别是，近年来对快速射电暴（FRBs）的探测，极大地激发了对磁星（具有极强磁场的特定中子星）内部磁场演化模型的兴趣。 黑洞的边界与信息悖论： 霍金辐射的理论框架，以及事件视界附近量子效应的讨论，将是本章的重点。我们不满足于史瓦西解和克尔解的数学描述，而是着重探讨“黑洞信息悖论”的最新进展——防火墙理论、软毛理论（Soft Hair）等前沿思想，试图调和广义相对论与量子力学的矛盾。 第三部分：星系、结构形成与宇宙网 现代天体物理学的核心议题之一是理解物质如何在引力的作用下，从早期宇宙的近乎均匀状态，演化成今天我们观测到的宏大结构——星系、星系团和宇宙网。 暗物质的拓扑学： 暗物质是宇宙质量的绝大部分，但其本质仍是未解之谜。本书将详细介绍冷暗物质（CDM）模型，并对比温热暗物质（WDM）和自相互作用暗物质（SIDM）等替代性理论。我们将通过模拟（如IllustrisTNG项目）来检验这些模型如何解释星系际介质的分布、矮星系的“定制问题”（Cuspy Halo Problem）以及“缺少卫星星系问题”（Missing Satellites Problem）。 主动星系核（AGN）的反作用： 我们将探讨超大质量黑洞（SMBHs）在其宿主星系中所扮演的角色。AGN的能量输出，特别是其喷流和风，能够向星系际介质注入巨大的反馈能量。这种“反馈机制”被认为是抑制大质量星系过度生长的关键，从而解释了为什么宇宙中大质量的椭圆星系比理论预期要“安静”得多。 宇宙网的动力学： 气体、暗物质和恒星在宇宙网的丝状结构、空洞和节点之间的迁移，是连接微观物理与宏观结构的桥梁。我们讨论重子物质在这些结构中的冷却、冷却流以及恒星形成率的变化规律。 第四部分：时空几何的革命——引力波天文学 LIGO和Virgo的成功开启了引力波天文学的新纪元。本书将重点分析引力波信号的物理起源和数据分析方法。 双黑洞/中子星并合： 从引力波信号的“啁啾”波形中，我们如何提取出行星系统的质量、自旋和最终合并产物的性质？我们将探讨双中子星并合（GW170817）所带来的多信使天文学的胜利，即同时观测到引力波和电磁辐射（千新星），这为重元素（如金和铂）的起源提供了直接证据。 对广义相对论的检验： 引力波是检验爱因斯坦广义相对论在强引力场极限下有效性的终极工具。我们将分析观测数据如何限制修改引力理论（Modified Gravity Theories）的可能性，以及对引力波传播速度的精确测量如何确立了引力与光速的一致性。 总结与展望： 本书的最后一章展望了未来十年天体物理学的关键任务，包括詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对早期宇宙的观测、欧洲空间局的盖亚（Gaia）任务对银河系三维结构的精修、以及下一代引力波探测器（如LISA）对超大质量黑洞并合事件的捕获能力。我们探讨的，是人类理解自身在宇宙中位置的永恒追求，是一场跨越百亿光年的知识探索之旅。

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我是在一个需要快速上手解决实际工程问题的压力下接触到这本书的。说实话，一开始我更倾向于找一些“速成”手册，但那些东西往往在遇到非标准情况时就束手无策了。这本书的价值在于它的“内功心法”的传授，它让你理解“为什么是这样”，而不是仅仅告诉你“应该这样做”。书中对磁场和电磁感应定律的阐述，简直是教科书级别的典范，它没有满足于仅仅罗列法拉第定律，而是深入探讨了这些定律在交流电机设计中的核心作用，甚至还涉及了变压器漏磁对效率的影响，这些细节的挖掘，展现了作者深厚的理论功底和丰富的现场经验。尤其令我印象深刻的是关于继电器和接触器选型的那一章节，它没有简单地给出选型表，而是详细分析了触点材料的选择、动作时间的精确控制，以及在不同负载特性（如电感性、容性负载）下的打火和烧蚀问题，并提供了相应的保护电路设计方案。读完这一部分，我感觉自己对电力系统的控制环节的理解，已经从“会用”提升到了“能优化”的层次。这本书更像是一位经验丰富的老工程师，耐心地坐在你身边，手把手地将他毕生的心得倾囊相授，字里行间充满了对安全规范的强调，这在电气领域是至关重要的。

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从学术严谨性的角度来看，这本书在理论体系的构建上展现了极高的水准。它对于电力系统的基础理论，例如对称分量法在三相不平衡故障分析中的应用，讲解得深入且透彻。作者并未回避复杂的数学推导，但巧妙地穿插了大量的图解和类比，使得原本抽象的代数运算变得可视化和直观。举个例子，书中关于电力系统暂态分析的部分，对次暂态、暂态和稳态的过渡过程的描述，结合了复数域的分析方法，并且清晰地展示了不同时间尺度下系统响应的物理意义。对于希望向更高一级专业领域发展的读者来说，这本书提供了坚实的数学和物理基础支撑。我尤其欣赏作者在引用前沿技术时的审慎态度，它没有盲目追逐时髦的概念，而是将目光聚焦在那些经过时间检验、依然是行业基石的核心技术上。这使得这本书具有很强的“生命力”，不会因为几年后技术的小幅迭代而迅速过时。它教导的，是底层不变的规律，而非表层的操作技巧。

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这部厚重的精装书，拿在手里沉甸甸的，光是封面设计就透露出一种严谨和专业的气息，那种深蓝底色配上银灰色的字体，仿佛在向你宣告，这是一本不容小觑的专业参考书。我本来是抱着试试看的心态翻开的，毕竟现在市面上的技术书籍良莠不齐，很多都是东拼西凑的。然而，刚翻开目录，我就被那种清晰的逻辑结构所震撼。它没有上来就抛出复杂的公式和晦涩难懂的理论，而是从最基础的电学原理讲起，循序渐进，每一章的衔接都像是精心铺设的阶梯，让你每登上一级，都能站得更稳，看得更远。比如，在讲解电阻、电容、电感这三大基本元件时，作者不仅给出了严格的数学定义，还配上了大量贴近实际应用的实例，比如家用电器的功率计算，或者简单电路中的故障排查思路，这些都极大地降低了初学者的门槛。我特别欣赏它在图文结合上的处理，那些电路图绘制得极其规范和清晰，关键节点的标注详尽到每一个符号的含义都能立刻找到对应解释，这对于我们这些需要反复查阅和对照的实践者来说，简直是福音。这本书的深度和广度都达到了一个很高的水准，绝非市面上那些浮于表面的科普读物可比拟。

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这本书的装帧和纸张质量也值得一提，这或许是很多技术书籍容易忽略的地方。在经常翻阅和做笔记的过程中，我发现它的纸张厚实，即使用细头记号笔做标记也不会洇墨，封面在多次的翻折和携带中依然保持着良好的形状，这表明出版方对专业读者的使用习惯是有充分考虑的。内容上，它最大的亮点在于对“故障诊断”环节的系统化梳理。不同于很多书籍只给出“是什么问题”，这本书提供了一套完整的、可操作的排查流程图。比如，当三相异步电动机无法启动时，书中不是简单地列举电源、绕组、保护装置三个方面，而是细致到如何使用万用表测量绕组的相间电阻、如何判断热继电器的动作延迟、甚至是检查控制回路中的中间继电器是否卡滞等一系列深入到元件层面的诊断步骤。这种思维框架的建立，远比记住几个孤立的故障现象有价值得多。它培养的是一种“系统性思考”的能力，让你在面对突发状况时，不会手忙脚乱，而是能够依据严谨的逻辑链条，一步步锁定问题的根源。这种实战导向的编写风格，让这本书迅速成为我工作台上最常被翻开的工具书。

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这本书的阅读体验是一种渐入佳境的享受，它不像一些翻译过来的技术书籍那样生硬和晦涩，其行文流畅自然，充满了清晰的逻辑转折。我注意到在讲解复杂的测量仪表和传感器应用时，作者非常注重“精度”和“误差”的处理。例如，在电流互感器和电压互感器的二次侧接线和校验部分，书中详尽地解释了为什么必须遵循“二次侧必须接地”和“二次侧严禁开路”的规定，以及一旦违规可能导致的危险后果和仪表损坏机制。这种对细节的极致关注，体现了作者对电气安全和计量准确性的高度重视。它不仅仅是一本“怎么做”的书，更是一本“如何做对、做精”的指南。书中对继电保护装置的基本原理的介绍，也远远超出了简单的工作逻辑描述，它深入到元件的特性曲线、动作值整定计算，甚至是不同保护装置之间的协作配合策略。读完后，我感觉自己对整个配电和用电安全体系的理解变得立体而全面，不再是零散知识点的堆砌，而是一个相互关联、紧密协作的有机整体。

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