Bioelectromagnetics current Concepts pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Ayrapetyan, Sinerik N. (EDT)/ Markov, Marko S. (EDT)

出品人:

页数:445

译者:

出版时间:

价格:89.95

装帧:Pap

isbn号码:9781402042775

丛书系列:

图书标签:

• 生物电磁学
• 电磁场生物效应
• 生物物理学
• 医学物理学
• 电磁兼容
• 生物医学工程
• 电磁辐射
• 健康
• 研究
• 综述

物理化学基础：结构、性质与反应的深入探索 本书导言： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的物理化学领域概述，重点关注物质的微观结构如何决定其宏观性质和化学反应行为。在现代科学研究中，物理化学作为连接物理学、化学与工程学的核心桥梁，其重要性不言而喻。本书将不仅仅局限于传统教科书中的基础概念回顾，而是力求以更具洞察力的方式，引导读者理解能量、熵、平衡以及动力学背后的深刻原理。我们相信，对这些基础概念的扎实掌握，是未来任何高级化学、材料科学或生物物理学研究的基石。 --- 第一部分：物质的结构与热力学基础 第一章：量子力学基础及其在原子结构中的应用 本章从薛定谔方程的引入开始，构建量子力学的数学框架。我们将详细探讨波函数、算符、本征值与本征函数等核心概念。重点在于理解氢原子和类氢原子的能级结构，包括量子数（主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数）的物理意义。此外，本章会深入解析泡利不相容原理和洪特规则，这些规则如何决定了元素周期表的排布规律及其化学特性的周期性变化。对于多电子原子系统，我们将介绍平均场近似和各种近似计算方法（如Hartree-Fock方法的基础思想），为后续的化学键合理论奠定基础。 第二章：分子结构与化学键 化学键的本质是物理化学的核心议题之一。本章首先回顾价键理论（VB理论），并着重分析杂化轨道理论在解释分子几何构型中的强大能力，例如$sp^3, sp^2, sp$杂化的几何形状及其对分子稳定性的影响。随后，我们转向分子轨道理论（MO理论），从原子轨道线性组合（LCAO）的角度构建双原子分子和简单多原子分子的分子轨道图。特别地，我们将讨论π键、σ键的区别，以及芳香性的本质（如Hückel分子轨道理论在共轭体系中的应用）。电子在分子间的离域化、键级以及键能的计算方法也将被详细阐述。 第三章：热力学第一定律与能量转换 本章聚焦于热力学的宏观描述。我们将清晰界定系统、环境、边界、状态函数和过程等基本术语。热力学第一定律——能量守恒原理——将通过内能、功和热量的关系来阐述。重点分析理想气体和真实气体的膨胀功、热容的测定。本章的后半部分将系统地介绍焓的概念，并详述赫斯定律在计算复杂化学反应中的热效应时的应用。我们将探讨相变过程中的热力学处理，如克拉珀龙方程在液-气、固-气平衡中的应用。 第四章：热力学第二定律与化学平衡 熵是理解自发性的关键。本章将从统计力学角度（玻尔兹曼熵公式）和宏观角度（克劳修斯不等式）对熵进行定义和计算。热力学第二定律将以“孤立系统的熵永不减少”的形式被确立。随后，我们将引入吉布斯自由能（G）和亥姆霍兹自由能（A）作为判断化学反应自发性和方向性的判据。对于多组分系统，化学势的概念至关重要，它构成了相律和化学平衡的微观基础。本章将详细推导和应用质量作用定律，并讨论温度、压力对平衡常数的影响（范特霍夫方程）。 --- 第二部分：反应动力学、输运现象与电化学 第五章：化学反应速率论 本章从微观角度审视化学变化的快慢。我们首先引入速率定律、反应级数和速率常数的实验测定方法。反应速率理论的核心——碰撞理论——将被详细分析，包括有效碰撞、活化能的概念及其与温度的关系（阿累尼乌斯方程）。更先进的理论，如过渡态理论（TST），将用于更精确地描述反应物的转化过程，包括过渡态的构型和反应焓垒的意义。此外，本章还会探讨复杂反应机理的分析方法，如稳态近似和链式反应的特殊处理。 第六章：反应动力学进阶：催化与表面现象 催化剂在现代化学工业中扮演着无可替代的角色。本章将区分均相催化和多相催化。对于多相催化，我们将深入研究吸附现象（物理吸附与化学吸附的本质区别，朗缪尔等温线），以及反应物在催化剂表面的活化过程。对于酶催化，米氏方程（Michaelis-Menten Kinetics）将作为理解生物催化效率的经典模型进行讲解。本章还将触及光化学反应的激发态动力学基础。 第七章：输运现象：扩散、粘滞与传热 输运现象是描述物质、动量和能量在空间中重新分布的物理过程。本章将从基本原理出发，介绍菲克第一定律（扩散定律）、牛顿粘性定律（粘滞）和傅里叶定律（传热）。重点在于理解扩散系数、扩散机制（如固态扩散、溶液中离子扩散）以及它们在不同环境下的变化规律。对于溶液和流体，粘度对混合和传质效率的影响将被量化分析。 第八章：电化学基础与电池原理 电化学是将化学能转化为电能（或反之）的学科。本章从法拉第电解定律开始，引入电化学电池的概念，包括原电池和电解池。我们将深入讨论能斯特方程，它如何将溶液中的浓度变化与电池电势联系起来。电极过程的动力学至关重要，我们将探讨电荷转移速率、过电位以及极化现象。最后，本章将讨论现代电池技术（如锂离子电池）的工作原理，从能斯特方程和界面电荷转移的角度分析其能量密度和充放电效率。 --- 结语：物理化学的未来展望 本书的撰写力求逻辑严密，推导清晰，并结合具体的实验案例来加深读者的理解。我们强调从基本假设到复杂模型的建立过程，旨在培养读者批判性地分析和解决物理化学问题的能力。物理化学的知识体系正在不断扩展，尤其是在纳米科学、生物物理界面和绿色能源技术等前沿领域，对能量转换和反应机理的深入理解将是未来创新的驱动力。掌握本书所涵盖的概念，将为读者进入这些高精尖领域做好充分的准备。

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