高分子物理近代研究方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:武汉大学出版社

作者:张俐娜、薛奇、莫志深、金熹高

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:2006-10

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787307051218

丛书系列:

图书标签:

• 高分子物理
• 高分子科学
• 近代研究方法
• 物理学
• 材料科学
• 聚合物
• 表征技术
• 实验技术
• 结构分析
• 热力学

经典力学基础：结构与动力学的深刻洞察 本书深入剖析经典力学的核心原理，旨在为读者构建一个严谨、完备的理论框架，涵盖从宏观系统描述到微观粒子相互作用的广阔领域。它不仅是对牛顿力学体系的系统性梳理，更是对拉格朗日和哈密顿力学等现代表述的详尽阐释。 第一部分：基础与约束下的运动描述 本书的开篇聚焦于对系统运动最直接的描述——基于牛顿定律的分析。我们从点粒子运动的分析入手，逐步过渡到刚体运动的复杂性。重点在于如何恰当地选择坐标系，尤其是在非惯性参考系中引入虚拟力的必要性，为后续更抽象的理论奠定基础。 坐标系的选取与变换： 详细探讨了笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系在描述不同几何背景下的优势与局限。特别强调了坐标系旋转时，加速度项中科里奥利力和离心力的物理意义及其在实际工程问题中的应用。 约束的引入与广义坐标： 约束是经典力学中的核心概念。本书将花费大量篇幅讲解完整约束和非完整约束的区别，以及如何利用约束方程简化问题。广义坐标（如角度、长度等）的引入，是实现从欧几里得空间向更抽象的构型空间跃迁的关键一步。通过具体的机械臂或多摆系统实例，展示广义坐标如何有效剥离冗余变量，聚焦于系统的本质自由度。 达朗贝尔原理与虚功原理： 在进入解析力学之前，本书首先引入了达朗贝尔原理，将其视为牛顿第二定律在涉及约束力时的推广形式。随后的虚功原理，则从能量和功的角度出发，为拉格朗日力学的建立提供了直观的物理基础。对静力学平衡条件的探讨，也借此原理得到了更深刻的理解。 第二部分：解析力学的精髓——拉格朗日力学 拉格朗日力学是连接几何直观与变分原理的桥梁。本书将这一部分作为核心内容进行深入讲解。 拉格朗日函数的构建： 详细阐述了动能 $T$ 和势能 $V$ 的形式化表达，以及如何将它们组合成拉格朗日函数 $mathcal{L} = T - V$。针对保守场、非保守场（如阻尼力）以及约束力存在时拉格朗日函数的构造方法进行了详尽的讨论。 欧拉-拉格朗日方程（Lagrange Equations of the Second Kind）： 本章是拉格朗日力学的核心。通过严谨的数学推导，展示了如何从最小作用量原理（Hamilton's Principle）导出欧拉-拉格朗日方程。我们不仅关注方程本身，更关注其在不同物理系统中的应用，例如：单摆、双摆、弹簧振子以及滚体运动的建立。 守恒量与诺特定理（Noether's Theorem）： 这是一个连接对称性与守恒律的深刻洞察。本书系统阐述了诺特定理的基本思想，并展示了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、以及空间旋转不变性对应角动量守恒的具体推导过程。通过实例，读者将领悟到对称性在物理定律中的基础地位。 带施加力的拉格朗日方程： 讨论了当系统受到非保守力或外部驱动力作用时，如何对拉格朗日方程进行修正，引入了广义力 $Q_i$ 的概念。 第三部分：相空间与哈密顿力学 哈密顿力学是对拉格朗日力学的深刻重构，它将描述的焦点从构型空间转移到相空间（由广义坐标和共轭动量定义的空间），是深入理解统计力学和量子力学的基础。 共轭动量与正则变换： 详细定义了共轭动量 $p_i = frac{partial mathcal{L}}{partial dot{q}_i}$，并解释了其作为广义速度 $dot{q}_i$ 的代数逆运算的意义。随后，引入了勒让德变换，构造出哈密顿函数 $mathcal{H}(q, p, t) = sum_i p_i dot{q}_i - mathcal{L}$。 哈密顿正则方程： 阐述了哈密顿方程组 $dot{q}_i = frac{partial mathcal{H}}{partial p_i}$ 和 $dot{p}_i = -frac{partial mathcal{H}}{partial q_i}$。这些一阶微分方程组的结构对称性，体现了哈密顿力学的优雅性。 泊松括号与哈密顿量的演化： 泊松括号 ${F, G}$ 作为相空间中物理量演化率的生成元，被赋予了核心地位。书中将详细解释泊松括号的性质，并证明一个物理量 $F$ 随时间的演化率 $frac{dF}{dt} = {F, mathcal{H}} + frac{partial F}{partial t}$。对于守恒量，其泊松括号必须为零。 正则变换的理论： 解释了正则变换如何将一组正则坐标 $(q, p)$ 变换到另一组 $(ar{q}, ar{p})$，同时保持哈密顿方程的形式不变。通过生成函数的应用，详细演示了如何利用正则变换将复杂问题转化为可解的形式（如求解周期性运动）。 第四部分：连续介质的经典描述与波动 本书的最后一部分将研究范围扩展到具有无限自由度的系统——连续介质的经典力学描述。 场论的初步： 探讨了如何将拉格朗日形式推广到场论（Lagrangian Density），用场 $phi(mathbf{r}, t)$ 代替广义坐标，以及相应的欧拉-拉格朗日偏微分方程。 弹性体的基本概念： 引入了应力（Stress）和应变（Strain）张量，分析了各向同性线性弹性体的本构关系，如胡克定律的张量形式。 一维波动方程的求解： 重点分析了理想弦的横向振动问题，推导了波动方程。随后，利用分离变量法和傅里叶级数展开，完整求解了弦的自由振动问题，包括其简正模态的特性。 声波与流体力学的初步接触： 简要介绍了流体的连续性方程和欧拉方程，将经典力学的原理应用于流体运动的描述，为读者理解更宏大的物理系统留下清晰的脉络。 总结： 本书力求在保持数学严谨性的同时，注重物理图像的清晰构建。它面向物理学、应用数学及相关工程领域的学生和研究人员，旨在培养他们从根本原理出发分析和解决复杂力学问题的能力，是深入研究任何高级物理分支的坚实基石。

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我感觉这本书就像是一扇窗户，让我得以窥见高分子物理研究最前沿的风景。它以一种非常系统和深入的方式，阐述了那些最能代表当前研究水平的方法。对于那些渴望在高分子领域有所建树的科研人员和研究生来说，这本书无疑是必不可少的工具书。 我特别喜欢书中关于如何利用高分辨质谱（HRMS）和色谱联用技术来分析高分子结构和组成的部分。在高分子合成和改性过程中，精确地了解产物的分子量分布、端基结构、共聚单体比例以及可能存在的杂质，对于优化合成路线、评价材料性能至关重要。这本书详细介绍了气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）在高分子分析中的应用，尤其是在处理挥发性或中等分子量的高分子体系时。更令人兴奋的是，书中还深入探讨了基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）和电喷雾电离质谱（ESI-MS）在高分子量高分子和聚合物混合物的表征中的强大能力。作者不仅解释了这些质谱技术的 ionization 机制和质量分析原理，还重点讲解了如何通过控制实验参数（如激光能量、基质选择、溶剂体系等）来获得高质量的质谱图，以及如何解析复杂的碎片离子模式来推断高分子链的结构单元和断裂位点。这本书提供的知识，让我能够更有信心地去设计和执行复杂的高分子分析任务，从而为我的研究提供更可靠的数据支撑。

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读完这本书，我感觉自己仿佛获得了一把打开高分子物理研究“宝藏”的钥匙。它所介绍的研究方法，不仅覆盖了广泛的领域，更重要的是，它指出了如何将这些方法融会贯通，形成有机的研究体系。 书中关于如何利用共振能量转移（RET）技术，例如FRET（荧光共振能量转移）和TRRET（时间分辨荧光共振能量转移），来研究高分子链构象、分子间相互作用以及生物大分子组装的部分，给我留下了深刻的印象。这些技术，能够让我们在分子尺度上，以极高的灵敏度和分辨率来追踪高分子链的动态行为。书中详细阐述了FRET的原理，即当两个荧光分子（供体和受体）之间距离在一定范围内时，供体的能量可以无损耗地转移到受体上，导致供体荧光猝灭而受体荧光增强。通过巧妙地将荧光标记引入高分子链的不同位置，或者标记不同的高分子链，就能够探测到高分子链的伸缩、弯曲、聚集以及与其它分子的相互作用。我尤其对书中关于如何利用FRET来研究DNA的折叠和展开、蛋白质的构象变化，以及高分子水凝胶的溶胀和收缩过程等应用案例感到非常着迷。这本书让我认识到，利用光子的“语言”来解读分子的“舞蹈”，是现代生物物理和高分子科学研究的一个重要方向。

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这本书让我对高分子物理的认知，上升到了一个新的高度。它所介绍的近代研究方法，不仅仅是技术的叠加，更是对高分子科学理解的深化。 我对书中关于利用密度泛函理论（DFT）和其他量子化学计算方法来模拟和预测高分子体系性质的部分，进行了特别细致的阅读。在理解高分子材料时，我们常常会遇到一些通过实验难以直接解释的现象，或者需要预测其在极端条件下的行为。量子化学计算，就像是为我们提供了一个“虚拟实验室”，让我们可以在分子尺度上，精确地模拟高分子的电子结构、能量、反应活性以及光学、电学等性质。书中详细介绍了如何选择合适的理论模型和基组，如何构建高分子片段或重复单元，如何优化分子结构，以及如何计算 HOMO-LUMO 能级差、电荷分布、光谱参数等。我尤其对书中关于如何利用 DFT 来研究高分子链的构象变化、如何预测高分子在光照下的光化学反应，以及如何评估高分子材料的稳定性和降解机理等方面的应用案例感到非常惊叹。这本书让我意识到，理论计算与实验研究的结合，是当前高分子物理研究中一个极为强大的驱动力，它能够极大地加速新材料的设计和开发进程。

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这是一本能够真正改变你思维方式的书，它不仅仅是知识的堆砌，更是对高分子物理研究方法的精辟总结和创新性阐述。 我特别着迷于书中关于如何利用动态力学分析（DMA）和差示扫描量热法（DSC）来研究高分子材料的热力学性质和动态行为的部分。这些技术是理解高分子材料如何响应外部刺激，以及其玻璃化转变、结晶、熔融等重要相变过程的关键。书中详细解释了DMA如何通过测量在高分子样品上施加的周期性应力下的应变响应，来获得高分子的储能模量、损耗模量以及损耗因子，从而揭示高分子的黏弹性行为、相态转变以及分子链的松弛过程。我尤其对书中关于如何通过DMA曲线来确定玻璃化转变温度（Tg）、如何研究填充物对基体高分子力学性能的影响，以及如何分析高分子共混物的相容性等应用感到非常兴奋。同样，DSC在测量高分子样品的吸热和放热过程中的能力，在确定熔点（Tm）、结晶温度（Tc）、玻璃化转变温度（Tg），以及研究固化反应和相变焓等方面，也得到了非常详尽的阐述。这本书让我明白，这些看似基础的热分析技术，在现代高分子研究中仍然扮演着不可或缺的角色，并且通过深入的分析，可以挖掘出非常丰富的信息。

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这本书的内容，让我深刻体会到了高分子物理研究的严谨性和创新性。它所介绍的研究方法，既有经典技术的深入挖掘，也有新兴技术的独到应用。 我非常喜欢书中关于如何利用热重分析（TGA）和热膨胀分析（TMA）来研究高分子材料的热稳定性、分解行为以及热膨胀性能的部分。这些技术对于评估高分子材料在不同温度下的表现，以及预测其在实际应用中的可靠性至关重要。书中详细解释了TGA如何通过在加热过程中监测样品质量的变化，来确定高分子材料的分解温度、分解动力学以及残留物的含量，从而评估其热稳定性。我尤其对书中关于如何利用TGA来研究高分子材料的氧化稳定性、如何分析添加剂（如阻燃剂、抗氧化剂）对材料热分解行为的影响，以及如何通过多步热解来揭示不同组分的分解过程等应用感到非常着迷。同样，TMA通过测量材料在恒定负荷下随温度变化的尺寸变化，能够精确测定材料的热膨胀系数，并识别玻璃化转变温度等相变点。这本书让我明白，通过精确测量高分子材料在热力学条件下的响应，我们可以获得关于其结构、组成和性能的宝贵信息，从而更好地设计和应用这些材料。

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我必须要说，这本书的内容给我带来了前所未有的启发。它不仅仅是一本介绍研究方法的书，更是一本教你如何“思考”如何“创新”的书。它所涵盖的知识深度和广度，让我认识到高分子物理研究的无限可能性。 书中关于如何利用电子显微技术来研究高分子材料的微观结构和形貌的章节，给我留下了极其深刻的印象。例如，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）在高分子结晶形态、微相分离结构、纳米粒子分散状态以及材料断裂失效机制等方面的重要性，书中都进行了详细的阐述。作者并没有满足于展示高分辨率的图像，而是深入探讨了这些成像技术背后的原理，例如电子束与物质的相互作用、成像对比的来源、样品制备的要求，以及如何通过各种成像模式（如明场/暗场成像、高角度环形暗场（HAADF）成像、二次电子成像、背散射电子成像等）来获取不同类型的信息。我尤其对书中关于如何通过TEM来观察高分子纳米材料的晶格条纹、如何通过SEM来分析高分子薄膜的表面粗糙度和孔隙结构，以及如何通过能量色散X射线谱（EDX）或电子能量损失谱（EELS）来获取元素的空间分布信息等内容感到非常兴奋。这本书让我深刻理解到，电子显微镜不仅仅是“拍照”的工具，更是能够“透视”微观世界，揭示材料深层奥秘的“眼睛”。

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这本书的名字叫做《高分子物理近代研究方法》，光是听这个名字，我就觉得它充满了学术的深度和前沿的魅力。我一直对高分子这个领域非常感兴趣，也读过一些基础性的教材，但总觉得意犹未尽，尤其是在涉及到一些更深入、更现代的研究手段时，常常会感到信息碎片化，不成体系。这本书的出现，就像是一束光，照亮了我之前迷茫的探索之路。 我一直对高分子材料在生物医学领域的应用特别着迷。想象一下，那些能够精确释放药物的智能高分子载体，或者能够模拟组织结构的生物相容性材料，这些都离不开对高分子物理性质的深刻理解和精妙调控。这本书给我最大的惊喜，就是它不仅仅停留在理论层面，而是着力于介绍如何通过各种先进的实验技术和模拟计算方法，来揭示高分子在这些复杂环境中的行为。例如，它详细阐述了原子力显微镜（AFM）在研究高分子表面形貌、力学性能以及与生物分子相互作用方面的应用，以及它如何帮助我们设计出更有效的药物递送系统。我尤其对书中关于动态光散射（DLS）和核磁共振（NMR）如何用于表征高分子溶液中的链动力学和三维结构的部分印象深刻，这些技术就像是高分子的“X光机”和“CT机”，让我们能够“看到”那些肉眼无法察觉的微观世界。这本书提供了一种全新的视角，让我能够将高分子物理的理论知识与实际应用场景紧密地联系起来，激发了我对未来创新研究的无限遐想。我迫不及待地想要深入了解书中关于量子化学计算如何预测高分子光电性能的部分，这无疑是打开了通往下一代高性能材料的大门。

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这是一本让我感到“震撼”的书，它的内容之丰富，技术之精湛，让我不得不对其作者的深厚功底和远见卓识表示由衷的敬佩。我一直认为，高分子物理的研究方法，就像是揭开高分子世界神秘面纱的钥匙，而这本书，恰恰提供了数量众多的、最尖锐、最有效的钥匙。它不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的引导。 我尤其对书中关于如何利用光谱学技术来研究高分子链的振动、电子跃迁以及弛豫过程的部分印象深刻。例如，红外光谱（IR）和拉曼光谱（Raman）在识别官能团、分析化学键的振动模式、研究高分子链的构象变化以及监测化学反应进程方面的应用，书中都给出了非常详尽的案例。作者并没有止步于介绍这些技术的“能做什么”，而是进一步阐述了“为什么能做”，以及“如何做得更好”。书中对于如何区分不同类型的振动模式，如何利用偏振光来研究分子取向，以及如何通过温度、压力等外界条件的变化来观察高分子体系的动力学响应，都进行了深入的分析。此外，书中还详细介绍了共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱（SERS）等更高级的技术，以及它们在高分子表界面、纳米结构等研究中的独特优势。这让我认识到，光谱学不仅仅是用来“看”的，更是一种能够“听”高分子“说话”的神奇语言。

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这本书真的让我耳目一新，它所介绍的研究方法，不仅仅是技术的罗列，更是对如何在高分子科学中进行科学探究的深刻剖析。 我特别欣赏书中关于如何利用声波和超声波技术来探测高分子材料的内部结构、缺陷以及力学性能的部分。这些非破坏性检测技术，在高分子材料的质量控制、无损评价和应用开发中具有重要的价值。书中详细介绍了声波在介质中传播时发生的反射、折射、散射和衰减现象，以及如何利用这些现象来获取信息。例如，超声波脉冲回波法可以用来测量材料的厚度、检测内部的气孔、裂纹等缺陷，并通过分析回波信号的特征来评估材料的声阻抗和弹性模量。我尤其对书中关于如何利用超声波显微镜（SAM）来获得高分辨率的声学图像，从而观察高分子材料内部的微观结构和应力分布，以及如何利用声学散射技术来研究高分子溶液的动力学行为和聚集体结构等应用案例感到非常兴奋。这本书让我认识到，除了光和电子，声波也是一种非常有力的工具，能够帮助我们“听”到高分子材料内部的声音，从而了解其内在的奥秘。

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这本书的阅读体验，可以说是从一开始就充满了惊喜和挑战，它绝对不是一本可以随便翻阅的消遣读物，而是需要你沉下心来，去思考，去理解，去品味的。书中的内容，我认为是用一种非常严谨且精炼的语言来呈现的，每一句话都充满了信息量，需要反复咀嚼才能领会其深意。对于我这样一名在学术研究领域摸爬滚打多年的学者来说，这本书的价值在于它系统地梳理和总结了当前高分子物理研究中那些最为核心和前沿的方法论。它就像一位经验丰富的向导，带领我穿梭在高分子物理的复杂丛林中，指引我辨别那些最具潜力的研究路径。 我特别欣赏书中对于各种实验技术原理的深入剖析，并且不仅仅是罗列技术名称，而是详细解释了这些技术是如何在高分子体系中发挥作用，以及它们各自的优势和局限性。例如，书中对X射线衍射（XRD）和中子衍射（ND）在研究高分子结晶、取向以及链结构方面的阐述，就非常详尽。它不仅说明了这两种技术如何测量晶格参数和衍射角，更深入地讨论了如何通过分析衍射图谱来推断高分子链的堆积方式、取向因子，甚至链段的无规卷曲程度。同时，书中对于如何克服高分子材料本身的散射特性、如何进行样品制备以及如何解释复杂的衍射数据，都提供了非常实用的指导。这对于我们开展相关的实验研究，避免走弯路，提高研究效率，起到了至关重要的作用。我还可以想象，对于初次接触这些技术的学生来说，这本书无疑会是一本宝贵的启蒙教材，能够帮助他们建立起对这些先进研究手段的整体认知。

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