具体描述
《清华北大学子高效读教材•高中物理(必修1)(人教实验版)》是由人民日报出版社出版。
探寻宇宙的奥秘：经典物理学前沿与应用 一部面向新时代学习者的深入物理学探索之作 本书旨在为对基础物理学有扎实了解，并渴望进一步深入理解现代物理学概念和前沿应用的读者提供一份详尽的导览。我们不会聚焦于高中阶段的特定教材内容，而是将视角投向更广阔的物理学天地，涵盖经典力学的高级主题、电磁学的精妙理论及其在现代技术中的体现，以及热力学和统计物理学的宏观与微观联系。 第一部分：超越牛顿定律——深入经典力学的高级主题 本部分将挑战读者对运动和力的传统认知，带领大家进入拉格朗日和哈密顿力学的优雅世界。 1. 变分原理与最小作用量： 我们将从牛顿的方程出发，逐步推导至达朗贝尔原理，并最终建立拉格朗日力学的基础——欧拉-拉格朗日方程。重点阐述最小作用量原理（Hamilton's Principle）在物理系统动力学描述中的核心地位，并展示它如何提供一种更本质、更几何化的力学描述，尤其适用于处理复杂约束条件下的系统。 2. 广义坐标与约束运动： 详细解析了约束（如单摆、滚珠沿曲面的运动）如何通过选择合适的广义坐标来简化问题。通过具体的例子，展示了如何运用虚功原理和拉格朗日乘子法来求解受主动力和约束力作用的系统的运动方程。 3. 哈密顿力学与相空间： 引入正则坐标和正则动量，构建哈密顿函数。我们将深入探讨相空间的概念，理解哈密顿方程（一组一阶微分方程）如何描述系统的演化路径。此外，还将介绍泊松括号，作为理解系统守恒量和时间演化的关键工具，并简要提及它与量子力学对易关系之间的深刻联系。 4. 刚体运动的精细分析： 对于刚体，我们将超越简单的质心运动，深入探讨其旋转动力学。详细分析转动惯量张量、主轴的概念，以及欧拉角在描述三维空间中任意刚体姿态时的应用。重点讲解欧拉方程，用以描述在无外力矩作用下刚体的自由转动，以及陀螺仪的进动和章动现象。 第二部分：电磁场的交响曲——从麦克斯韦方程到波动与信息 本部分旨在巩固对电场和磁场的理解，并聚焦于麦克斯韦方程组所揭示的电磁波的本质及其在现代工程中的应用。 1. 矢量分析的基石： 在深入麦克斯韦方程组之前，需要对矢量微积分进行系统回顾，包括梯度（Gradient）、散度（Divergence）和旋度（Curl）。我们将通过物理图像解释这些算子在电磁场理论中的含义，例如高斯定律（散度定理）和法拉第电磁感应定律（旋度）。 2. 麦克斯韦方程组的完整形式： 详细阐述麦克斯韦方程组的四个方程（含位移电流），讨论它们如何统一了电、磁现象，并预言了电磁波的存在。分析了在无源区域（$
ho=0, mathbf{J}=0$）下，如何从这些方程推导出横波方程，确定了电磁波的速度等于光速的必然性。 3. 电磁波的传播与介质效应： 探讨电磁波在真空、理想导体和电介质中的传播特性。重点分析波的反射和折射，引入菲涅耳公式，理解光波在不同媒质界面上的行为。对于介质中的传播，将详细讨论电极化率、磁化率以及坡印廷矢量（Poynting Vector）在描述能量流密度中的作用。 4. 基础应用：辐射与天线： 简要介绍电磁波的产生机制——加速电荷。通过偶极子辐射的简单模型，展示如何计算辐射场的功率和方向性，为理解无线电通信和光学现象奠定基础。 第三部分：热力学的宏观与微观桥梁 本部分将超越简单的热力学定律记忆，着重于理解熵的统计力学本质以及其在信息论中的延伸意义。 1. 热力学定律的深入解读： 对热力学第一、第二、第三定律进行更严谨的阐述。重点深入探讨熵（Entropy）的定义，理解它是系统无序程度的量度，并阐述玻尔兹曼公式 $S = k ln W$ 在连接微观状态数 $W$ 与宏观热力学量 $S$ 时的桥梁作用。 2. 统计力学的基本假设： 介绍系综理论的基本概念，包括微正则系综、正则系综和巨正则系综。通过这些统计工具，我们将推导理想气体的压强、内能等宏观性质，并解释温度的统计意义。 3. 理想气体与真实气体： 对理想气体模型进行批判性审视，随后引入范德华方程，解释分子间作用力和分子自身体积如何偏离理想气体行为。这为理解相变和临界现象提供了微观基础。 4. 经典统计分布： 讨论玻尔兹曼分布在描述粒子在不同能级上分布时的重要性，并将其应用于分析气体分子速率的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，例如平均速率、均方根速率的计算及其物理意义。 结语：物理学的未来视角 本书的终极目标是激发读者对物理学的持续好奇心，引导他们认识到，高中物理所建立的坚实基础是通往更深层次的科学研究的必由之路。通过对经典物理学的高级形式和统计物理学的深入剖析，读者将能更好地理解现代科学技术背后的基本原理，并为接触量子力学和相对论等前沿领域做好充分的思维准备。本书强调的是从第一性原理出发，通过数学工具对自然规律进行精确描述的能力培养。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有