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☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:John M. Howie

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2008-5-23

价格:USD 49.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781852337339

丛书系列:Springer Undergraduate Mathematics Series

图书标签:

• 数学
• 复分析
• 复分析
• 数学分析
• 高等数学
• 数学
• 解析函数
• 复变函数
• 留数定理
• 共形映射
• 调和函数
• 复数

好的，这是一本名为《深入探索：现代物理学的基石》的图书简介，其内容与“复分析”无关： --- 图书名称：《深入探索：现代物理学的基石》 图书简介 本书旨在为有志于理解现代物理学前沿理论的读者提供一套全面、深入且逻辑严谨的导论。我们聚焦于二十世纪以来物理学最核心的理论支柱——量子力学、相对论（狭义与广义）、以及粒子物理学的标准模型，旨在揭示这些理论的深层结构、实验基础及其对宇宙观的革命性影响。 第一部分：量子世界的奇景——量子力学基础与应用 本书的第一部分系统地构建了量子力学的理论框架。我们从早期的黑体辐射、光电效应等经典物理学无法解释的现象入手，引出了普朗克常数和光子概念。随后，我们详细阐述了波粒二象性，并引入了薛定谔方程——这一描述微观粒子动力学的核心偏微分方程。我们不仅会深入探讨其数学形式，更会关注其物理意义，如波函数的概率诠释。 接着，我们将讲解量子力学的核心概念，包括态叠加原理、不确定性原理（海森堡的深刻洞见）、以及量子纠缠这一“鬼魅般的超距作用”。在数学工具方面，我们将引入狄拉克符号（Bra-Ket 符号）和希尔伯特空间的概念，这是理解更复杂量子系统（如自旋和角动量）的必备基础。 本部分的高潮是对量子力学在实际问题中的应用。我们将解析氢原子能级结构的精确计算，展示玻恩-奥本海默近似在分子物理学中的作用，并讨论费米子和玻色子统计的本质区别，这直接关联到物质宏观性质的形成。最后，我们将简要介绍量子场论的雏形，为后续的粒子物理学部分做好铺垫。 第二部分：时空与引力的革命——狭义与广义相对论 第二部分将带领读者穿越时空，探索爱因斯坦对经典牛顿力学框架的彻底颠覆。 首先聚焦于狭义相对论。我们将从对光速不变原理的哲学思考和实验检验（如迈克尔逊-莫雷实验）开始，推导出洛伦兹变换。这一变换不仅重塑了我们对同时性的理解，更导出了时间膨胀、长度收缩以及相对论质量和质能等效原理（$E=mc^2$）。我们将着重分析相对论在高速粒子加速器设计和全球定位系统（GPS）校准中的实际应用，强调其不再是纯粹的理论，而是现代技术不可或缺的一部分。 随后，我们转向更为宏大且深奥的广义相对论。本书将详细阐述广义相对论如何将引力解释为时空的几何弯曲。我们将引入黎曼几何的基本思想，包括度规张量、测地线以及爱因斯坦场方程。我们不会回避这些方程的复杂性，而是通过物理图像和类比，阐释物质如何告诉时空如何弯曲，时空如何告诉物质如何运动。 本部分的重点案例研究包括：水星近日点的精确进动、引力红移的观测验证、以及引力透镜效应的惊人预测与证实。最后，我们将探讨广义相对论最激动人心的预言——黑洞（史瓦西解与克尔解）的性质，以及近年来首次探测到的引力波事件，展示这一理论在一百多年后依然引领着宇宙学的探索。 第三部分：万物之源——粒子物理学与标准模型 第三部分将物理学的目光聚焦到物质最基本的构成单元和支配它们相互作用的基本力。我们将从卢瑟福的金箔实验重建原子核模型开始，逐步深入到夸克和轻子的发现历史。 粒子物理学标准模型是本部分的核心。我们将系统地介绍构成物质的12种基本费米子（6种夸克和6种轻子），以及传递基本力的4种规范玻色子（光子、胶子、W和Z玻色子）。我们将深入讨论四种基本相互作用：强核力（通过量子色动力学QCD描述）、弱核力、电磁力和引力（尽管标准模型尚未完全纳入引力）。 讲解的重点将放在规范对称性的数学结构上。我们将解释$SU(3) imes SU(2) imes U(1)$规范群如何决定了粒子间的相互作用规则，并详细阐述希格斯机制——这一至关重要的理论部分，解释了基本粒子如何获得质量，以及发现希格斯玻色子对于验证标准模型的关键意义。 最后，本部分将探讨标准模型的局限性，包括对中微子质量的解释不足、暗物质和暗能量的缺失，以及与广义相对论的整合难题。我们将在结尾部分简要展望超越标准模型的理论前沿，如超对称性（SUSY）或大统一理论（GUTs）的初步概念，激励读者继续探索未知的物理疆域。 本书特色 本书的写作风格力求清晰、精确，避免不必要的数学繁琐，同时又不牺牲物理概念的深度。我们通过精选的图表、历史背景的穿插以及对关键实验的详细剖析，确保读者能够建立起一个连贯、有机的现代物理学知识体系。本书适合高等院校相关专业的本科生、研究生，以及对前沿科学抱有浓厚兴趣的专业人士阅读。掌握基础微积分和线性代数是阅读本书的先决条件。

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