大学物理学(上下)(黄祝明) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:黄祝明

出品人:

页数:808

译者:

出版时间:2002-9

价格:46.00元

装帧:

isbn号码:9787502539184

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经典物理学前沿：从牛顿力学到量子场论 图书简介 《经典物理学前沿：从牛顿力学到量子场论》是一部旨在全面、深入剖析现代物理学核心概念、理论框架及其发展脉络的权威性著作。本书超越了传统物理学教材的范畴，着重探讨了从宏观经典理论到微观量子世界的关键性飞跃，以及由此催生的革命性物理图景。全书内容结构严谨，逻辑清晰，深度适中，适合物理专业学生、研究人员以及对基础物理学有浓厚兴趣的读者作为进阶参考或自学资料。 本书的叙事主线围绕物理学两大支柱——相对论和量子力学展开，并辅以对支撑现代物理学的关键数学工具的详尽阐述。 --- 第一部分：经典物理学的巩固与拓展 本部分聚焦于经典物理学的终极成就及其面临的挑战，为后续的现代物理学革命奠定坚实基础。 第一章：牛顿体系的精粹与局限 深入回顾牛顿经典力学体系，不仅仅停留在运动定律和万有引力定律的罗列，而是侧重于从变分原理（如最小作用量原理）的角度重新审视力学结构。重点分析了拉格朗日力学和哈密顿力学作为描述复杂系统动力学演化的强大框架，它们为后续量子力学的结构提供了深刻的数学和哲学启示。同时，本章详尽讨论了经典力学在处理高速运动和微观现象时的内在矛盾，这些矛盾最终引导了狭义相对论的诞生。 第二章：电磁学的统一与光的本质 本章详细阐述了麦克斯韦方程组的优美与完备性，展示了电、磁、光如何被统一在同一个电磁场理论之下。我们将深入探讨电磁波的传播特性、边界条件下的反射与折射，以及电磁场的能量和动量概念。关键部分在于分析经典电动力学在解释黑体辐射和光电效应时所暴露出的“紫外灾难”等难题，这些难题直接指向了能量量子化的必要性。 第三章：时空的革命——狭义相对论 本书以爱因斯坦的两个基本假设（相对性原理和光速不变原理）为出发点，系统推导了洛伦兹变换、时间膨胀、长度收缩以及质能等价关系（$E=mc^2$）。本章的重点在于引导读者理解四维时空（闵可夫斯基时空）的概念，认识到时间和空间不再是绝对的背景，而是相互关联的动态实体。我们还将讨论相对论性动量和能量的修正形式，并探讨相对论在粒子物理学中的初步应用。 第四章：引力的几何化——广义相对论基础 本章是经典物理向现代物理过渡的关键桥梁。在阐述等效原理的基础上，我们引入黎曼几何的基本概念，将引力视为时空曲率的表现。本书将详细解析爱因斯坦场方程的物理意义，并探讨其最著名的几个解，例如史瓦西解（描述无转动球对称质量体的外部引力场，引入了黑洞的概念）和弗里德曼方程（宇宙学模型的基础）。 --- 第二部分：量子世界的基石与发展 本部分是本书的核心，全面深入地介绍了量子力学的基本公设、数学形式以及其在描述微观粒子行为时的深刻内涵。 第五章：量子力学的诞生与早期模型 本章追溯了普朗克量子假说、玻尔模型以及德布罗意物质波理论的建立过程。重点分析了量子化假设如何成功解释了黑体辐射和氢原子光谱。本章着重于介绍波粒二象性的物理图像，以及由此引发的对经典实在观的根本挑战。 第六章：薛定谔方程与波函数诠释 本书对量子力学的数学形式进行了详尽的讲解。从一维定态薛定谔方程开始，系统推导出无限深势阱、有限势阱、阶梯势阱以及量子谐振子等基本模型的精确解。至关重要的是，本章深入探讨了波函数的统计诠释（玻恩诠释），并讨论了不确定性原理的物理和数学根源。 第七章：角动量、自旋与全同粒子 本章进入到量子力学的更高维度。系统阐述了轨道角动量的量子化，以及引入的内在自由度——自旋。我们详细讨论了泡利不相容原理，它是理解原子核外电子排布和元素周期表的基石。此外，本章还涵盖了全同粒子（玻色子和费米子）的对称性要求，这是理解多体系统行为的关键。 第八章：微观世界的微扰理论 对于许多复杂的物理系统，薛定谔方程无法得到解析解。因此，本章专注于介绍处理弱相互作用或时间依赖性问题的强大工具：定态微扰论和含时微扰论。内容包括对能级微小移动的计算、激发态的产生和吸收概率的确定，这些是理解散射理论和光谱学的基础。 --- 第三部分：迈向统一与前沿领域 本部分将量子力学与狭义相对论相结合，探索了描述基本粒子和相互作用的现代场论框架。 第九章：相对论性量子力学——狄拉克方程 本章标志着量子力学与狭义相对论的成功结合。详细推导并分析了狄拉克方程的结构，展示了它如何自然地预言了负能态（即反物质的存在）。本章将重点讨论狄拉克方程的洛伦兹协变性、自旋的内在性，以及对电子磁矩的精确描述。 第十章：量子场论的几何基础与规范原理 量子场论（QFT）是现代粒子物理学的语言。本章介绍QFT的基本思想：将粒子视为场的激发态。从自由场的量子化开始，过渡到包含相互作用的量子场。核心内容是规范对称性原理，解释了基本相互作用（电磁、弱、强）是如何通过引入规范玻色子（如光子）来描述的。本章将以量子电动力学（QED）作为主要的范例进行阐述。 第十一章：标准模型概览与基本粒子 本章将前述理论整合，提供现代粒子物理学“标准模型”的结构概述。介绍夸克和轻子家族的分类，四大基本力（引力除外）的相对强度，以及传递相互作用的规范玻色子。本章会简要讨论质量的起源——希格斯机制的理论框架，以及标准模型面临的局限性（如引力的量子化难题）。 结语：开放的边界 本书最后总结了当前物理学面临的最前沿问题，包括对量子引力理论（如弦理论或圈量子引力）的探索、暗物质和暗能量的观测证据及其理论解释的尝试，以及对超越标准模型的可能新物理的展望，激发读者对未来物理学发展的持续关注。 --- 本书特点： 理论深度与广度兼备： 覆盖了从麦克斯韦到狄拉克的经典过渡，以及QFT的初步概念。 数学工具的强调： 不回避复杂的数学推导，但会清晰解释每一步的物理意义。 概念的深入剖析： 侧重于物理图像的建立和基本公设的哲学意义，而非简单的公式应用。 本书力求成为读者在掌握基础微积分和线性代数后，深入理解现代物理学体系的坚实阶梯。

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阅读体验上，这本书的纸张质量和装帧设计也值得一提。上下册的装帧都非常坚固，厚实的纸张能有效减少墨水洇开的现象，即使用高亮笔大面积涂抹也不会显得太透。作为一本需要频繁翻阅和查阅的工具书，这一点非常重要，毕竟谁也不想一本厚厚的教科书用不了多久就散架。我个人习惯在做习题时，将不同章节的内容进行交叉参考，这本书的索引部分做得非常到位，查找特定公式或概念的速度很快，这极大地提升了我的学习效率。我尤其欣赏它在每一章末尾设置的“难点辨析”栏目，这些地方往往能点出初学者最容易混淆的概念误区，比如惯性系和非惯性系下的物理定律应用差异，或者能量守恒与动量守恒的适用边界。这些深入的剖析，远比单纯的公式堆砌更有价值，它教会你如何“思考”物理，而非仅仅“计算”物理。

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如果非要说一个让我感到挑战的地方，那就是它对数学工具的依赖程度非常高。这本书似乎默认读者已经具备了扎实的微积分基础，对偏导数、多重积分和矢量分析等工具的使用是直接默认掌握的。在处理振动与波动或者热力学第二定律时，公式的推导过程常常是一连串高阶数学运算的展现，这对于数学功底略显薄弱的我来说，每次推导都感觉像是在攀登一座陡峭的数学高峰。我不得不频繁地暂停阅读，去查阅微积分的知识点，才能跟上物理概念的深入。当然，从另一个角度看，这也是这本书的价值所在——它完美地展现了数学作为物理学语言的不可替代性。它没有为了降低门槛而简化数学，而是直接将物理学的原貌呈现给你，逼迫学习者去提升自己的数学素养以驾驭更深层的物理世界。这对于想要冲击高阶课程的读者，无疑是一次绝佳的“数学强化训练”。

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这本书的语言风格，说实话，一开始让我有点不适应，它非常注重逻辑的严密性和定义的精确性，几乎不使用任何花哨的修饰词。很多地方的描述都非常“干货”，直击物理学的核心本质。这对于追求效率和准确性的读者来说是优点，但对于我这种更偏爱故事性或生动类比的“慢热型”学习者，初期阅读体验略显枯燥。我记得有一次尝试理解电磁感应定律时，光是文字描述就看了好几遍，脑海里构建不出那个动态的磁场变化画面。不过，这本书的配套插图和示意图弥补了这一点。那些图画得极为精美且功能性极强，每一个箭头、每一个符号都代表着特定的物理意义，帮助我将抽象的文字转化成了直观的几何关系。尤其是涉及到矢量分析和场论的部分，如果没有那些精心绘制的剖面图，我真不知道该如何下手。可以说，这本书在“重理论轻叙述”的取向上做得非常彻底，它相信读者有能力从结构本身去理解物理之美，而不是需要过多的引导。

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这本书的封面设计确实很吸引人，那种深邃的蓝色调配上醒目的白色字体，透着一股严谨又不失现代感的学术气息。我拿到书的时候，首先被它的厚度惊到了，上下两册沉甸甸的，感觉像是抱了一块知识的砖头。随便翻开其中一页，满满的公式和精密的图表立刻占据了视线，那种扑面而来的物理学的专业感，让人油然而生敬畏。我记得我高中时学物理就特别头疼，感觉那些抽象的概念总是抓不住，但这本书的排版似乎在努力降低这种压迫感。它的章节划分得非常细致，而且每部分都有清晰的知识点梳理，这对于我这种需要反复琢磨才能理解的读者来说，简直是福音。特别是那些经典例题的解析，步骤详尽到令人发指，几乎是手把手地带着你走过每一步的逻辑推导，确保你不会因为一个小小的代数错误就全盘崩溃。我花了整整一个周末啃完了第一章的静力学部分，收获感是巨大的，感觉脑子里的混沌终于被理清了许多。它不像一些教材那样高高在上，而是更像一个耐心且知识渊博的导师，在你困惑时及时伸出援手。

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总的来说，这套书给我的感觉是厚重、扎实且极其严谨。它不是那种为了趣味性而牺牲深度的科普读物，而是真正意义上的大学物理教材，旨在为未来的专业学习打下坚不可摧的基础。我特别喜欢它在讲解每一个物理定律时，都会追溯其历史背景和实验基础，这使得原本冰冷的公式背后有了鲜活的生命力。比如在讲到光电效应时，它没有直接给出爱因斯坦的解释，而是先铺垫了经典物理学的解释如何遭遇瓶颈，那种‘山穷水尽’的感觉，让读者在看到新的理论突破时，更能体会到其革命性的意义。这种叙事方式，虽然篇幅会增加，但极大地增强了知识体系的连贯性和说服力。对于正在为考研或专业深度学习做准备的学生来说，这本书的知识覆盖面和解析的深度都是顶级的，它要求你付出努力，但回报的绝对是实打实的硬核知识体系。

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