Physics for Scientists and Engineers With Modern Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Serway, Raymond A./ Jewett, John W.

出品人:

页数:1392

译者:

出版时间:

价格:230.95

装帧:HRD

isbn号码:9780495112457

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 科学
• 工程
• 大学教材
• 现代物理
• 力学
• 电磁学
• 热力学
• 光学
• 量子力学

好的，这是一本名为《现代物理学原理与应用》（Principles and Applications of Modern Physics）的图书简介，旨在涵盖除《物理学：科学家与工程师》（Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics）之外的现代物理学核心概念，内容详实且力求自然流畅。 --- 现代物理学原理与应用 图书简介 本书《现代物理学原理与应用》旨在为读者提供一个深入、系统且前沿的现代物理学全景图。它专注于构建坚实的理论基础，并通过广泛的实际应用案例，展示这些基础原理如何塑造我们对物质、能量、时空以及宇宙的理解。不同于侧重经典力学和电磁学入门的教材，本书直接切入二十世纪以来的重大物理学突破，并探讨其对当代科技和社会的影响。 本书的结构设计旨在引导读者从宏观的宇宙尺度逐步深入到微观的基本粒子层面，确保知识的连贯性和逻辑的严谨性。 第一部分：时空与相对性革命 本部分将彻底颠覆读者对绝对时空的概念，深入剖析爱因斯坦的相对论框架。我们将从狭义相对论的洛伦兹变换开始，详细阐述时间膨胀、长度收缩以及质能等效原理($E=mc^2$)的物理意义及其在粒子加速器和核物理中的实际体现。随后，本书将转向广义相对论，解释引力的几何本质，详细探讨黎曼几何在描述时空弯曲中的作用。我们将分析黑洞的形成、史瓦西半径、引力时间延迟效应，并介绍引力波探测（如LIGO项目）的实验基础与最新发现，使读者领略宇宙尺度下的时空动态。 第二部分：量子世界的基石 量子力学是理解微观世界的钥匙。本部分将从黑体辐射和光电效应的历史背景切入，确立量子化（Quantization）的基本概念。随后，我们将全面介绍薛定谔方程——无论是时间依赖型还是时间无关型——及其在求解一维无限深势阱、有限势垒和势垒穿透（量子隧穿效应）中的应用。重点内容包括角动量和自旋的量子化描述，泡利不相容原理及其在原子结构中的核心地位。我们将深入探讨量子力学的哥本哈根诠释及其引发的哲学争论，并引入贝尔不等式和量子纠缠的概念，为后续的量子信息科学打下基础。 第三部分：原子结构与光谱学 基于量子力学的原理，本部分详细剖析原子和分子的内部结构。我们将超越玻尔模型，运用角量子数、磁量子数和自旋量子数来完整描述多电子原子的能级结构，介绍哈特里-福克方法（Hartree-Fock method）的近似概念，以及自旋-轨道耦合对能级的影响。本书将系统梳理X射线光谱的产生机制（如特征X射线和轫致辐射），并讲解拉曼散射和荧光光谱在分子结构鉴定中的重要作用。对于分子层面，我们将讨论化学键的量子力学描述（如价键理论和分子轨道理论的初步介绍），以及它们如何决定物质的宏观性质。 第四部分：凝聚态物理导论 凝聚态物理关注大量粒子系统所表现出的集体行为。本部分从晶体结构的几何描述入手，介绍布拉维点阵、晶体学符号和倒易晶格的概念。核心内容将聚焦于固体导电性的量子解释，包括能带理论的构建——区分导体、半导体和绝缘体。我们将深入分析半导体物理：杂质半导体的掺杂机制、PN结的形成与特性、以及二极管和晶体管的基本工作原理。此外，本书还将介绍超导现象的宏观唯象描述（如迈斯纳效应）及其BCS理论的核心思想，并简要探讨低维系统中的电子行为。 第五部分：核物理与粒子物理的边界 本部分将目光投向原子核内部及其更深层次的结构。我们将从核力的性质（如核子的结合能、半衰期）开始，详细介绍核反应的类型，包括核裂变与核聚变，并讨论其在能源（反应堆物理）和军事（核武器）中的应用与安全考量。在粒子物理领域，本书将介绍基本相互作用（强、弱、电磁、引力）及其媒介子。我们将系统梳理标准模型的构成，包括夸克和轻子家族的分类，介绍希格斯机制赋予粒子质量的原理，并展望当前高能物理实验（如LHC）正在探索的前沿问题，例如暗物质和暗能量的线索。 总结与展望 《现代物理学原理与应用》力求在深度与广度之间取得平衡。每章后都设有挑战性的思考题和高级主题探讨，鼓励读者将理论知识应用于解决复杂问题。本书不仅是一门科学课程的学习材料，更是一扇通往理解当代物理学研究热点的窗口，旨在培养读者批判性的思维模式和精确的科学分析能力。通过对这些前沿概念的掌握，读者将能够更好地理解和参与到塑造未来世界的科技创新浪潮中。

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