大学物理（上下册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:王纪龙

出品人:

页数:688

译者:

出版时间:2007-8

价格:57.00元

装帧:

isbn号码:9787030198037

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• 何苏叶
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深入探索经典力学与电磁学的宏伟殿堂：一部关于现代物理基础的全新视角 本书并非《大学物理（上下册）》的替代品，它旨在提供一个互补的、更加聚焦于特定领域——经典力学深入解析与现代电磁理论的精细构建——的独立学习资源。 本书献给那些渴望超越传统教科书对基础概念进行更深层次挖掘，并希望将理论知识与前沿应用紧密结合的理工科学生、研究人员以及对物理学抱有浓厚兴趣的专业人士。 --- 第一部分：经典力学的精深构造与分析（约700字） 本部分摒弃了传统教材中较为分散的牛顿力学叙事方式，转而采用分析力学作为理解物质运动的统一框架，为后续更复杂的物理模型打下坚实的基础。 第一章：运动的几何与约束 本章从更抽象的视角审视运动。我们不再局限于笛卡尔坐标系，而是引入广义坐标的概念，探讨如何用最少的变量描述复杂的系统。重点分析了完整约束与非完整约束的数学表达，并详细推导了拉格朗日乘子法在处理有源约束系统中的应用。此外，还深入探讨了欧拉角在描述刚体定向问题上的局限性及其在空间导航中的实际意义。本章的数学工具是理解后续所有分析力学的基础。 第二章：拉格朗日方程的构造与应用 本书的核心之一在于对拉格朗日量 $L = T - V$ 的深刻理解和运用。我们详尽阐述了虚功原理如何自然地导向拉格朗日方程，并将其作为自然选择的运动定律。 经典案例的再审视： 重新审视单摆、双摆（混沌现象的引入）以及平面上带约束的质点运动，但这次的重点在于如何识别保守力和广义力，并构建正确的拉格朗日量。 守恒定律的内在联系： 利用诺特定理 (Noether's Theorem) 的简洁优雅，本章系统地证明了能量、动量和角动量守恒的内在联系——即系统的对称性如何直接导出其守恒量。这超越了简单地“计算能量”的层面，揭示了物理定律本身的结构美。 第三章：哈密顿力学的升华 在本章中，我们将从拉格朗日力学过渡到更高维度的哈密顿力学。我们详细推导了勒让德变换在理论物理中的重要性，并严格定义了哈密顿量 $H$。 相空间的概念： 引入相空间的概念，将系统的演化视为相空间中的轨迹。重点分析了泊松括号的结构，并展示了泊松括号如何替代微积分成为描述时间演化的核心工具。 正则变换： 深入探讨了正则变换的理论，包括生成函数的方法，以及如何利用正则变换将复杂的系统（如中心力问题）转化为可积的（如开普勒运动）或更简单的形式。这为理解量子力学中的对易关系提供了必要的理论铺垫。 --- 第二部分：精细的场论与电磁学的深入构建（约800字） 第二部分聚焦于电磁学的统一描述，从麦克斯韦方程组的张量形式入手，强调场论的内在一致性，并探讨了电磁波在介质中的传播特性。 第四章：从矢量分析到电磁场的张量描述 本章旨在建立一个对电磁场进行更高效、更几何化描述的数学框架。我们复习了矢量微积分（散度、旋度、拉普拉斯算子）在三维欧氏空间中的完备性，然后引入张量分析的基础。 电磁场张量 $F^{mu u}$： 详细推导了如何用一个反对称的二阶张量 $F^{mu u}$ 简洁地整合电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{B}$。我们展示了麦克斯韦方程组（不含源项的齐次方程）如何转化为张量形式的洛伦兹协变形式，从而自然地体现了狭义相对论的结构。 相对论性势能： 引入四维矢量势 $mathbf{A}^mu = (phi/c, mathbf{A})$，并严格证明了在洛伦兹规范下，标量势和矢量势是统一在四维势中的。 第五章：麦克斯韦方程组的精细推导与应用 本章聚焦于麦克斯韦方程组（含源项）的解析解法和物理意义的辨析。 非均匀方程的求解： 详细介绍了求解泊松方程和亥姆霍兹方程的格林函数法。重点在于理解格林函数在无限空间中电荷和电流分布产生电磁场问题中的物理含义，特别是对瞬时场和延迟势的区分。 电磁波的动力学： 在无源、无耗介质中，本章严格推导了齐次麦克斯韦方程导出的波动方程，并确定了电磁波的速度 $c$ 与真空介电常数和磁导率的关系。深入分析了平面波的坡印廷矢量 $mathbf{S}$ 及其物理意义（能量流密度），并讨论了波在理想导体和有限损耗介质中的反射与折射（基于菲涅耳公式的张量推导视角）。 第六章：电动力学中的能动量与辐射 本章将能量和动量概念提升到场论的层面。 能动量张量： 引入能动量张量 $T^{mu u}$，详细解释了它如何描述电磁场中能量密度、能量流、动量密度和动量流。这是连接场与物质相互作用的桥梁。 辐射场与林纳德-维谢尔势： 简要介绍了处理加速电荷辐射问题的理论基础。我们不再停留于传统的 Liénard-Wiechert 势的经典推导，而是侧重于理解这些势函数如何体现了信息传播的有限速度（延迟效应）。重点讨论了偶极子辐射的功率公式，以及其在无线电通信和天体物理中的基本应用模型。 --- 总结：本书的价值 本书旨在提供一种更具内聚性和数学严谨性的物理学学习路径。通过对分析力学的深入剖析，读者将掌握处理复杂机械系统的强大工具；通过对电磁场张量形式的掌握，读者将建立起一个与相对论兼容的、统一的场论视角。本书强调从基本原理出发，而非仅仅记忆公式，确保学习者能够应对更深层次的物理挑战。

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我必须称赞一下这套教材在习题设计上的独到匠心。市面上很多教材的习题要么过于简单，重复性高，要么就是直接跳跃到奥赛级别的难题，中间地带的“有效练习”严重缺失。但这套书的习题设置简直是教科书级别的范例。它将习题清晰地分为了三类：第一类是概念检验题，数量适中，旨在巩固刚学到的定义和基本公式；第二类是计算应用题，难度适中偏上，需要将多个知识点有机结合，培养综合应用能力；而最让我受益的是第三类，那些“探索与讨论”题。这些题通常不直接给出标准答案，而是引导你去思考一些边缘情况、物理图像的局限性，甚至是不同理论框架下的兼容性问题。我花了不少时间去琢磨那些讨论题，它们迫使我跳出书本的既定框架，进行批判性思考，这才是真正的高等教育应有的价值所在。即使是计算题，其情境设置也极其丰富，避免了机械重复，让人在解题的过程中总能感受到新的挑战和乐趣。

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这本书的装帧设计简直是教科书界的艺术品。厚重的纸张拿在手里沉甸甸的，仿佛承载着知识的重量。上下册的封面设计风格迥异，上册是深邃的蓝色调，点缀着简洁的物理公式和符号，给人一种严谨、冷静的科学感；而下册则转向了明亮的黄色与橙色交织，仿佛预示着电磁学和光学带来的思维的光芒。书脊的烫金字体在灯光下熠熠生辉，即便是摆在书架上也赏心悦目。内页的排版更是值得称道，黑白分明的文字和图表之间留有充足的留白，使得阅读体验极为舒适，长时间盯着复杂的公式也不会感到眼睛疲劳。最让我惊喜的是，每一章的开头和结尾都有一些经典物理学家的简短小传，这些穿插在理论讲解中的人文色彩，让冰冷的定律变得有温度起来，仿佛能触摸到那些伟大的思想是如何一步步孕育出来的。我甚至会花额外的几分钟时间去品味那些精美的插图，它们不仅仅是辅助理解的工具，本身就是一幅幅精巧的工程图，体现了设计者对细节的极致追求。这套书拿到手，就感觉像拥有了一件工艺品，而不是单纯的工具书，这种对实体书的尊重感，在如今这个电子化的时代，显得尤为珍贵和难得。

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从学习体验的角度来看，这套书的“可读性”远超我的预期。很多理工科教材的阅读体验就像在啃一块没有调味的干面包，需要极大的意志力才能坚持下去。然而，这套书在学术的严谨性和阅读的流畅性之间找到了一个近乎完美的平衡点。作者在介绍复杂物理定律的推导过程时，会非常细致地解释每一步数学变换背后的物理意义，而不是简单地罗列公式的演变，这极大地帮助了我克服对高等数学在物理应用中的恐惧感。更难能可贵的是，它在介绍一些历史上的理论发展和争论时，引用了大量的原始文献片段，这让学习过程充满了历史的厚重感和科学探索的曲折性。我感觉我不是在被动地接收知识，而是在参与一场跨越时空的思想对话。那些对特定物理量符号选择的解释，对实验误差的讨论，乃至对不同物理模型适用范围的边界说明，都处理得极其到位，体现出作者对教学细节的精益求精，让人在学习中充满了对知识本身的敬畏和热爱。

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我不得不说，这套教材的语言风格实在是太“亲切”了。它完全不像我以前接触过的那种，动不动就抛出一大串定义和定理，然后甩下一堆我根本看不懂的数学推导，让人望而生畏。这套书的作者显然深知，要把抽象的物理概念讲得让人心服口服，光靠堆砌公式是没用的，关键在于“讲故事”。他们总能找到一个非常贴近生活，或者极具画面感的例子来引入一个新概念。比如讲到牛顿第二定律的时候，它会先从一个推购物车的情景讲起，让你切实感受到力与加速度之间的关系，而不是直接扔出 $F=ma$ 这个表达式。而在处理到那些容易混淆的向量和场论部分时，作者会频繁使用类比的手法，将复杂的空间关系转化为我们可以直观感受的流动、推拉等动态过程。这种循序渐进、润物细无声的教学方式，极大地降低了初学者的心理门槛。读起来感觉不像是在啃一本“硬骨头”，更像是在听一位耐心且充满热情的老师在身边为你剖析每一个难点，那种感觉，让人愿意主动去探索更深层次的数学本质，而不是仅仅为了应付考试而死记硬背公式。

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从内容深度上来看，这套书的处理可以说是达到了一个令人赞叹的平衡点——它既满足了理工科学生打下坚实基础的需求，又为未来想要深造的学生铺设了足够的阶梯。对于基础的力学、热学部分，它不仅覆盖了所有标准教学大纲的要求，更是在关键的“守恒定律”部分进行了深度的挖掘和哲学层面的探讨，让人思考为什么能量和动量在宇宙中如此重要。更值得称道的是在处理电磁学时，它没有急于跳到麦克斯韦方程组，而是花了大量的篇幅来细致梳理静电场、静磁场、场的相互作用，确保读者对场这个抽象概念有一个清晰的认知。这种“厚基础、重理解”的编排策略，使得我们在接触到后面更复杂的偏微分方程时，不至于感到无所适从。此外，书中对实验物理的关注也十分到位，不少章节后附带的“实验验证”部分，详细描述了经典实验的设置和数据分析方法，这使得理论不再是空中楼阁，而是建立在真实可测的观测之上的科学体系，这对于培养科学思维至关重要。

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