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出版者:天下文化

作者:蔡坤憲

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004年06月24日

价格:NT$ 450

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isbn号码:9789864173228

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物理学基础：从经典力学到量子世界 本书旨在为读者提供一个全面、深入的物理学导论，内容涵盖经典力学、电磁学、热力学、统计力学以及现代物理学的基本概念。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在保持科学严谨性的同时，以生动易懂的方式阐释复杂的物理原理和现象。 第一部分：经典力学的基石 本部分聚焦于描述宏观世界运动规律的经典力学体系。 第一章 运动学的描述与基本概念 本章从运动学的基本概念入手，包括位移、速度和加速度。我们详细探讨了直线运动和曲线运动的数学描述，引入了矢量在描述运动中的重要性。通过分析匀变速直线运动和抛体运动等典型案例，读者将建立起对位移、速度和加速度之间关系的直观理解。重点在于将几何描述转化为代数方程，为后续的动力学分析打下坚实的基础。 第二章 牛顿运动定律与力 这是经典力学的核心。本章深入剖析牛顿第一、第二和第三定律。我们不仅阐述了定律的物理内涵，更重要的是，着重讲解了如何应用这些定律解决实际问题。惯性参考系的概念被清晰界定，并讨论了非惯性系中惯性力的引入。力的概念被系统化，包括重力、弹力、摩擦力等常见作用力。通过大量的实例，如斜面上的物体、连接体运动等，培养读者建立物理模型和进行受力分析的能力。 第三章 功、能与能量守恒 本章引入了物理学中最重要、最普适的概念之一——能量。我们定义了功和动能，推导了动能定理。势能的概念被引入，包括重力势能和弹性势能，并清晰区分了保守力和非保守力。能量守恒定律作为四大基本守恒定律之首，被详细论证和应用。读者将学会如何利用能量方法解决那些仅用牛顿定律难以处理的复杂动力学问题，如多过程分析、碰撞等。 第四章 动量、冲量与角动量 本章关注描述物体相互作用及其随时间演化的量。动量和冲量的概念被定义，并推导出动量定理。特别关注动量守恒定律在隔离系统中的应用，特别是对弹性碰撞和非弹性碰撞的深入分析。随后，我们将概念推广到转动世界，定义了角动量、力矩，并推导了转动定律（牛顿第二定律的转动形式）。角动量守恒定律的应用，如人造卫星轨道、陀螺效应等，将展示其强大的解释力。 第五章 刚体的平衡与转动动力学 在经典力学中，刚体是一个理想化的模型，但在工程和许多物理问题中至关重要。本章探讨了刚体的静力学平衡条件（合力和合力矩为零），并分析了力矩的计算和应用。在动力学部分，我们引入了转动惯量，并详细讨论了转动惯量的计算方法（如平行轴定理和垂直轴定理）。通过转动动能和能量守恒的结合，完整地构建了刚体的转动动力学框架。 第六章 振动与波 本章将视线从宏观物体的平移和转动，转向周期性运动——振动与波。首先，我们深入分析简谐运动（SHM），包括弹簧振子和单摆，推导其运动方程，并讨论其能量转换。随后，将简谐运动的概念推广到空间，引入了机械波的概念，包括横波和纵波。我们详细讨论了波的传播速度、波速方程、波的叠加原理、干涉和驻波现象，为后续学习声学和电磁波打下基础。 第二部分：电磁学与物质的相互作用 本部分构筑了电磁学的宏大体系，从静电现象到动态的电磁场理论。 第七章 静电场与高斯定律 本章始于电荷的概念和库仑定律。通过矢量加成原理，我们引入了电场的概念。核心是高斯定律，它提供了一种计算具有高度对称性电场问题的强大工具。本章详述了电荷分布（点电荷、线电荷、面电荷）产生的电场，并展示了如何利用高斯定律的积分形式和微分形式简化计算。 第八章 电势与静电场的能量 电势作为电场的另一种描述方式，是解决电势能问题的关键。本章定义了电势差和电势，推导了电场与电势之间的关系（$E = - abla V$）。随后讨论了电容器和电介质，引入了静电场的能量密度和总能量的概念。这部分内容强调了标量场描述的便利性。 第九章 稳恒电流与磁场 本章从电流的形成和欧姆定律开始，构建了稳恒电流的描述。随后，我们进入磁场的领域，从毕奥-萨伐尔定律开始，计算了各种电流分布产生的磁场。安培环路定律作为磁场的高斯定律的对应物，被用来简化对称情况下的磁场计算。 第十章 电磁感应与麦克斯韦方程组（初步） 法拉第电磁感应定律是连接电场和磁场变化的桥梁。本章详细分析了磁通量的变化如何产生感应电动势，以及楞次定律的意义。最后，我们将静电场、稳恒电流场、磁场定律整合，引入麦克斯韦修正后的安培定律，从而完整地展示了麦克斯韦方程组的积分形式，预示着电磁波的必然存在。 第三部分：热力学与统计物理 本部分探索了大量粒子系统的宏观行为，温度、热量和熵的本质。 第十一章 温度、热量与理想气体 本章首先定义了温度和热力学平衡态，引入了热力学第零定律。随后，我们讨论了热量的传递方式（传导、对流、辐射）以及热容的概念。理想气体的状态方程（玻意尔定律、查理定律、阿伏伽德罗定律）是本章的重点，气体动理论被用来从微观角度解释宏观的气体压力和温度。 第十二章 热力学定律 热力学定律是理解能量转换和过程方向的基石。本章详细阐述了热力学第一定律（能量守恒在热系统中的应用），并引入了功、内能和热量的关系。随后，我们将重点放在热力学第二定律上，讨论了卡诺循环、热机效率的极限，以及熵的概念。熵被解释为系统无序度的量度，并探讨了熵增原理对自发过程方向的决定性作用。 第十三章 统计力学导论 本章试图从微观粒子的行为解释宏观的热力学性质。我们引入了统计学的基本概念，如概率和平均值。通过对大量粒子系统的概率分布（如麦克斯韦速率分布）的分析，我们将统计方法与宏观热力学量（如温度、压力）联系起来，为读者提供了理解统计力学本质的初步视角。 第四部分：现代物理学的开端 本部分简要介绍了20世纪物理学的两大支柱：相对论和量子力学。 第十四章 狭义相对论 本章探讨了爱因斯坦狭义相对论的基本假设——光速不变原理和相对性原理。基于这些原理，推导了洛伦兹变换，并分析了其带来的效应：时间膨胀、长度收缩和相对论质量。最后，介绍了质能关系 $E=mc^2$ 在物理学中的革命性意义。 第十五章 量子现象的诞生 本章概述了经典物理学在解释某些现象（如黑体辐射、光电效应）时的失败，从而引出了量子化的概念。我们讨论了普朗克的能量量子化假设，爱因斯坦对光电效应的成功解释（光子概念），以及德布罗意的物质波假说，从而为理解微观世界的行为奠定了基础。 全书通过将理论概念与实际应用和历史背景相结合，旨在培养读者严谨的科学思维和解决问题的能力，为后续深入学习专业物理课程做好充分准备。

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这本书的排版和细节处理也体现了极高的专业水准。清晰的公式符号、规范的单位标注，以及图表的恰到好处运用，都极大地提升了阅读体验。在物理学习中，一个不起眼的符号错误或者单位遗漏，都可能导致整个计算链条的崩溃。这本书在这方面做得非常严谨，它在展示解答时，对所有变量的定义、所使用的物理定律的引用，都标注得清清楚楚，很少出现需要猜测作者意图的情况。这种高度的规范性，不仅帮助我们掌握了知识点本身，更重要的是，它潜移默化地教会了我们如何以一种严谨的、科学的报告方式来组织和呈现自己的解题过程。对于准备进入更高阶学术研究的读者来说，这种规范的训练是至关重要的基石。

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这本《觀念物理VI習題解答》简直是物理学习者的一盏明灯，特别是对于那些在面对复杂概念时感到力不从心的同学来说，它无疑提供了一条清晰的路径。我记得我第一次接触到这套教材的时候，那种面对海量公式和理论的无力感，直到翻开这本习题解答才得以缓解。它不仅仅是提供答案，更重要的是，它详细地剖析了每一步的推导过程，将那些看似跳跃的逻辑环节一一填补完整。阅读这些解析，就像是有一位耐心且知识渊博的导师在你身旁，一步步引导你穿越迷雾。那些在课堂上可能因为时间限制而一笔带过的关键推导，在这里都被详尽地展示出来，让我真正理解了“为什么”而不是仅仅停留在“是什么”的层面。每一次成功解开一个难题后，再对照书中的详尽步骤，那种豁然开朗的感觉是无可替代的，极大地增强了我的学习自信心。

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老实说，在准备大型考试之前，我习惯性地会把这本习题解答当作我的“最后一道防线”。它不仅仅是用来查漏补缺的工具书，更像是一本高度浓缩的知识点精华集。通过快速浏览那些经典题型的标准解法，我可以迅速地在脑海中重建整个章节的知识框架。相较于厚重的教材，它更侧重于“应用”层面，直接将理论知识落地到具体的数值和情境中。我发现，许多考试中出现的变体题目，其核心逻辑和推导路径，都能在这本书的某个例题中找到影子。因此，它不仅帮助我巩固了已学的知识，更重要的是，它教会了我如何识别和应对考试中的陷阱与巧妙之处，这种实战指导的价值，远超出了普通参考书的范畴。

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对于像我这样需要反复练习来巩固知识点的学生来说，一本好的习题解答就是学习效率的倍增器。我尤其欣赏这本书在处理不同难度题目时的侧重点不同。对于基础题，它力求简洁明了，确保基本功过关；而对于那些挑战性的综合题，它的解析则显得尤为详尽和富有启发性。它不会直接给出最终结论，而是通过一系列“思考提示”将我们引向正确的方向，这种教学策略非常高明。有几次，我对着一道题冥思苦想许久，思路陷入死胡同，但当我翻到解答部分，看到它提供的另一种完全不同的解题思路时，那种感觉就像是打通了任督二脉。这种对多种解法的探讨，极大地拓宽了我的视野，让我意识到解决物理问题并非只有一条死路可走。

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说实话，我原本对手册类的解答书期待不高，总觉得它们无非就是把标准答案誊抄一遍，缺乏对思考过程的深入挖掘。然而，这本书完全颠覆了我的认知。它的讲解风格非常注重物理直觉的培养，不仅仅是数学运算的堆砌。例如，在处理那些需要矢量分解或者能量守恒的题目时，它会先引导读者建立一个清晰的物理图像，提醒我们注意哪些物理量是守恒的，哪些是受力分析的关键点。这种从宏观到微观、从概念到计算的层次递进，使得学习过程非常扎实。我发现，即便是那些我一开始觉得非常抽象的概念，通过它对习题的细致拆解，也变得具体可感，真正融入了我的知识体系。对于那些习惯于“死记硬背”解题套路的同学，这本书绝对是一个有力的纠正器，它强迫你停下来，思考背后的物理原理。

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