高中物理读本 第三册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民教育出版社

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出版时间:1993-2

价格:7.4

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isbn号码:9787107017049

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《现代天体物理学导论》 作者： 艾伦·格里姆斯、玛丽亚·桑切斯 出版社： 环球科学出版社 出版年份： 2023年 字数： 约 580,000 字 页数： 1250 页（精装，全彩印刷） --- 内容简介：跨越时空的宇宙探索 《现代天体物理学导论》是一部全面、深入且极具前瞻性的专著，旨在为读者构建一个从基本原理到前沿课题的完整天体物理学知识体系。本书并非对既有知识的简单罗列，而是以物理学的基本定律为基石，引导读者亲身参与到现代天体物理学家对宇宙的探索与思考之中。 本书结构严谨，共分为七大部分，涵盖了从宏观宇宙结构到微观粒子物理在极端环境下的行为等多个维度。它特别强调理论模型与最新的观测数据的结合，确保内容紧跟科研步伐。 --- 第一部分：宇宙学的基石与观测（Foundation and Observation） 本部分奠定了理解整个宇宙的基础。首先，我们从经典力学和电磁学的回顾开始，迅速过渡到爱因斯坦的广义相对论。我们详细阐述了弗里德曼方程的推导过程及其在描述宇宙膨胀中的关键作用。 核心章节聚焦于标准宇宙学模型——Lambda-CDM模型的各个组成部分：暗物质的证据、暗能量的性质及其对宇宙加速膨胀的影响。读者将通过对宇宙微波背景辐射（CMB）的详细分析，学习如何从CMB的各项异性中提取出关于宇宙早期物理的重要参数，例如物质密度、曲率和哈勃常数。此外，对大尺度结构的形成和演化，特别是星系团和纤维状结构的模拟与观测对比，进行了深入探讨。 第二部分：恒星的诞生、生命与死亡（Stellar Evolution and Death） 本部分深入恒星物理学的核心。我们从星际介质（ISM）的化学成分、动力学和热力学性质入手，描述了分子云如何坍缩形成原恒星。 主序星阶段的核聚变过程（质子-质子链和CNO循环）被详细建模，结合钱德拉塞卡极限和托尔曼-奥本海默-沃尔科夫（TOV）方程，本书系统地梳理了恒星演化的所有路径： 1. 低质量恒星（如太阳）： 经历红巨星分支、渐近巨星分支，最终成为白矮星，并探讨白矮星的热演化和行星状星云的形成。 2. 大质量恒星： 详细分析了硅燃烧的终结，以及II型超新星爆发的机制，包括核心坍缩、中微子反冲和激波传播的复杂流体力学过程。 3. 中子星与脉冲星： 阐述了强引力场下物质的简并压力极限，以及中子星的磁场结构、磁层与脉冲辐射的产生机制。 第三部分：极端天体物理：黑洞动力学（Extreme Astrophysics: Black Hole Dynamics） 黑洞是广义相对论预言的极端对象。本部分从史瓦西、克尔和莱维-切维塔度规的数学结构出发，解释了事件视界、奇点和能层等概念。 重点讨论了黑洞的吸积过程。我们详细分析了薄盘模型（Shakura-Sunyaev）在描述吸积盘中辐射谱（特别是X射线波段）中的应用，以及高能喷流（Jets）的产生机制——磁场如何在强引力场中将能量从吸积盘或黑洞本身提取并加速至接近光速。 本书特别收录了对引力波天文学的最新进展：LIGO/Virgo/KAGRA探测到的事件（如双黑洞并合、黑洞与中子星并合）如何验证广义相对论，并提供了对合并后剩余物体的性质的深入讨论。 第四部分：星系与宇宙结构形成（Galaxies and Structure Formation） 本部分将视角拉回到更大的尺度，探究恒星如何聚集形成星系，以及星系如何构成我们今天所见的宇宙网。 星系动力学部分，我们使用维里定理来估计暗物质晕的质量，并探讨了星系形态（旋涡、椭圆、不规则星系）的形成历史。对活动星系核（AGN）的分类（塞弗特定律）和其能量来源——超大质量黑洞（SMBH）的反馈作用——进行了深入的阐述，分析了AGN对宿主星系演化的影响。 在宇宙结构形成方面，本书侧重于线性化引力不稳定性理论，解释了密度涨落如何随时间增长，并过渡到非线性阶段，形成星系团和超星系团。 第五部分：高能过程与宇宙射线（High-Energy Processes and Cosmic Rays） 本部分关注宇宙中能量最高的现象。我们系统地介绍了同步辐射、逆康普顿散射和热弥散辐射等基本辐射机制，并探讨了它们在不同天体环境中的表现。 关于宇宙射线，本书分析了低能和高能宇宙射线的主要成分（质子、原子核、电子），以及它们在星系内外的加速机制，主要集中在费米加速模型，包括震荡前沿加速和磁重联加速。对于伽马射线暴（GRBs），我们对比了短暴（并合）和长暴（大质量恒星坍缩）的两种主要模型，以及它们所关联的超新星（如快中子俘获超新星）。 第六部分：行星科学与系外行星（Planetary Science and Exoplanets） 本部分结合了天体物理与行星物理的交叉领域。我们从恒星形成盘的物理学出发，讨论了原行星盘的演化、凝聚线的概念及其对太阳系内行星分布的决定性影响。 对系外行星的探测方法（凌星法、视向速度法、直接成像法）进行了详尽的原理分析和误差评估。随后，本书对已发现的系外行星类型（热木星、超级地球、轨道共振系统）进行了分类和深入研究，重点探讨了宜居带（Habitable Zone）的定义、行星大气层（特别是穿越大气层探测的谱线分析）的物理化学过程，以及生命起源的潜在天体物理学背景。 第七部分：前沿课题与未来展望（Frontiers and Future Prospects） 最后一部分是面向未来的探索。它讨论了当前物理学界尚未完全解决的重大问题： 1. 暗物质的本质： 详细回顾了WIMP、轴子等主流模型的物理特性，并介绍了地下直接探测实验（如LUX-ZEPLIN）和间接探测（如伽马射线探测）的最新结果。 2. 暗能量的精确测量： 展望了如欧几里得（Euclid）和罗马（Roman）空间望远镜在弱引力透镜和大尺度结构测量方面的潜力。 3. 暴胀理论与量子引力： 探讨了宇宙暴胀的物理学，以及如何通过CMB的B模式极化来寻找原初引力波的信号，为连接量子场论和宇宙学提供了理论框架。 --- 教学特色与读者定位 本书的特点在于其详尽的数学推导和丰富的插图（包含超过600张专业图表和模拟快照）。每章末尾均附有“深入思考题”，要求读者不仅掌握物理概念，更要能够应用复杂的数学工具解决实际问题。 《现代天体物理学导论》是为物理学、天文学专业高年级本科生和研究生量身定制的教材，同时也是对深空探索充满热情的科研人员和专业人士的权威参考书。它要求读者具备扎实的经典物理学、微积分和线性代数基础。通过本书的学习，读者将具备独立分析和评估现代天体物理观测数据和理论模型的专业能力。

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我尤其欣赏这本书在概念深度和广度上所达到的微妙平衡。很多科普读物为了追求易懂性，往往会牺牲掉理论的严谨性，导致读者似懂非懂，遇到稍复杂的应用题就抓瞎。但这本书在这方面做得非常出色。它在保证基础概念清晰易懂的前提下，对于一些高阶主题，比如量子力学的基础概念或者狭义相对论的几何图像，都给出了足够深入的探讨。它没有回避那些“反直觉”的部分，反而将其视为激发思考的契机。书中对经典物理学的回顾部分，也充满了对历史脉络的梳理，让我们明白这些理论是如何一步步被构建和完善的，这对于理解现代物理学的突破点至关重要。读完这些章节，我感觉自己对物理学的历史观和方法论都有了更坚实的把握，这对于准备更高难度考试或者未来想从事相关研究的人来说，是无价的财富。它不是一本应试宝典，而是一本思维训练手册。

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这本书真是让人耳目一新，尤其是对于那些觉得传统物理教材枯燥乏味的同学来说，它就像一股清新的风。我记得我以前拿起那些厚厚的课本总是望而却步，里面的公式推导和概念阐述总是那么晦涩难懂。但这本读本完全不同，它更像是和一位经验丰富、充满激情的老师在进行一次深度对话。作者没有直接把复杂的理论砸向读者，而是非常巧妙地将物理学的核心思想融入到引人入胜的故事和贴近生活的例子中。比如，讲解相对论时，它不是直接堆砌洛伦兹变换，而是通过一个生动的“双生子佯谬”的场景模拟，让读者自己去思考时间膨胀的内在逻辑。这种引导式学习的方式，极大地激发了我对物理世界的探索欲望，让我不再是被动接受知识，而是主动去构建知识体系。书中对实验现象的描述也极其细腻，很多我原本以为已经理解的概念，通过作者独特的视角重新审视后，才发现其中蕴含的深刻哲理。它真的做到了让物理“活”起来，不再是冰冷的数字和定律的堆砌。

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这本书最让我受益匪浅的一点，是它在处理知识点之间的内在联系方面所展现出的高超技巧。很多时候，我们在学习中会把力学、电磁学、热学等知识点割裂开来，仿佛它们是相互独立的模块。但这本书的编排逻辑似乎更倾向于一种“统一场论”的思维方式，尽管它本身不是在讲前沿物理，却在潜移默化地培养读者寻找规律统一性的能力。它会不断地在不同章节中引用之前的概念，建立起一个相互印证的网络。比如，在讨论波的性质时，它会自然地回溯到机械波的振动模型，然后过渡到电磁波的本质，使得知识点之间不再是孤立的岛屿，而是一片广阔的大陆。这种系统性的建构，极大地帮助我构建了一个稳固、不易遗忘的知识框架，这对于长期学习物理至关重要。我感觉这本书真的在教我如何去“思考”物理，而非仅仅“记住”物理。

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这本书的语言风格简直是教科书级别中的一股清流，充满了人文关怀和对科学精神的赞颂。很多物理书籍的作者似乎习惯于使用一种非常技术化、去情感化的语言，让读者感到自己像是在阅读一份工程手册。然而，这位作者显然对物理之美有着深刻的体验，并将这种热爱毫无保留地传递给了读者。阅读过程中，我能感受到作者在字里行间流露出的那种对自然规律的敬畏之心。例如，在介绍电磁感应定律时，作者不仅阐述了法拉第的发现，还描绘了当时科学界对“看不见的力量”如何产生巨大冲击的场景，这种叙事手法极大地增强了阅读的沉浸感和代入感。它成功地将物理学从纯粹的自然科学范畴，提升到了一种探索世界的哲学层面，让我体会到科学不仅仅是解决问题，更是一种看待世界的方式。

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从排版和视觉设计来看，这本书也体现了极高的用心程度。虽然我们讨论的是内容，但好的载体能极大地提升阅读体验。这本书的图文排布非常考究，那些示意图和插画都不是那种敷衍了事的简笔画，而是经过精心设计的，能够精准地辅助理解那些抽象的物理过程。特别是当涉及到矢量、场分布或者复杂运动轨迹时，那些高质量的插图简直是救星。而且，书中的留白处理得恰到好处，没有那种让人感到压迫感的文字堆砌，读起来非常轻松。章节之间的过渡也处理得非常流畅自然，仿佛是精心编排的一部交响乐，各个乐章之间既有独立的精彩，又共同服务于整体的宏大主题。这种对细节的关注，体现了出版方和作者对读者体验的重视，让阅读过程本身变成了一种享受，而不是负担。

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