大学物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育

作者:李元杰

出品人:

页数:387

译者:

出版时间:2008-1

价格:37.20元

装帧:

isbn号码:9787040225976

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 大学物理
• 高等教育
• 理工科
• 自然科学
• 教材
• 大学教材
• 物理
• 经典教材
• 基础物理

浩瀚宇宙的奥秘：探索《经典力学导论》的宏伟蓝图 一、 引言：拨开现象的迷雾，直抵运动的本质 《经典力学导论》并非一本简单的公式堆砌或现象罗列的教材。它是一次深刻而系统的思维探险，旨在引导读者跨越日常直觉的局限，深入理解自然界最基本、最普适的运动规律。本书将经典力学的根基——牛顿定律——置于一个更广阔的数学和哲学框架中进行审视，揭示从微观粒子到宏观天体的运动背后隐藏着的统一美感与内在逻辑。它关注的不是“物体如何运动”，而是“为什么物体会以这种方式运动”，从而构建起一套严谨而优雅的物理学描述体系。 二、 理论基石的重构：从欧几里得式的直观到分析力学的严谨 本书的开篇并未急于展示复杂的应用，而是致力于对理论基石进行彻底的重构与深化。 1. 空间、时间与参考系：相对性的初步审视 经典力学对空间和时间的绝对性假设，是其宏伟体系的起点。本书将深入探讨伽利略变换的物理意义，明确惯性参考系的定义及其在描述运动中的核心地位。我们不仅讨论了速度的叠加，更着重分析了不同惯性系下物理定律形式的协变性——即物理定律在所有惯性系中形式不变的深刻含义，这为后续引入更高级的理论奠定了不可动摇的逻辑基础。 2. 向量代数与微积分的物理化表达 力、加速度、动量等核心概念的表达，必须依赖精确的数学工具。本书将向量代数和微分几何的基础知识，紧密地与物理场景相结合。读者将学习如何利用矢量场的概念来描述力场（如重力场、电磁场），以及如何通过时间导数和空间梯度来刻画瞬时变化率和空间分布的物理量，确保数学语言能够精确地映射物理实在。 3. 欧拉-拉格朗日方程的引入：约束下的运动之美 抛弃了直接使用牛顿第二定律处理复杂约束的繁琐，本书将重点介绍变分原理和拉格朗日力学。我们将详述最小作用量原理（Hamilton's Principle）的哲学高度与实用威力。通过引入广义坐标和虚位移的概念，读者将掌握如何将一个包含复杂几何约束（如单摆、滑轮组）的问题，转化为一个仅依赖于少数几个独立坐标的微分方程组。拉格朗日量 $L = T - V$（动能减去势能）的构建，标志着从力驱动的思维转向能量驱动的思维，极大地简化了求解过程。 三、 守恒定律的深层意义：从数学对称性中涌现的物理定律 守恒定律是物理学的灵魂。本书超越了简单地将能量、动量守恒作为实验结论的陈述，而是将其提升到与对称性相关的理论高度。 1. 能量守恒与时间平移对称性 通过对拉格朗日方程的深入分析，我们将证明：如果系统的拉格朗日量不显含时间（即系统性质不随时间变化），则总机械能是守恒的。这种联系——物理定律的时间不变性导致能量守恒——是诺特定理（Noether's Theorem）在经典力学中的一个基础体现，展示了深刻的数学结构如何决定物理实在。 2. 动量守恒与空间平移对称性 同理，本书会清晰论证：如果系统的拉格朗日量在空间平移下形式不变（即系统的物理环境在空间中是均匀的），则总动量是守恒的。我们将详细分析动量守恒在碰撞问题和中心力场中的应用，特别是在质心运动分析中的简化作用。 3. 角动量守恒与空间转动对称性 对角动量守恒的探讨，将引导读者进入行星运动和刚体动力学的领域。我们将证明，只有当系统不受外力矩作用（或者说，系统对空间旋转具有对称性）时，角动量才守恒。对开普勒定律的推导将作为此原理的经典范例被详细阐述。 四、 进阶主题的探索：从单体运动到复杂系统的统一描述 在奠定了拉格朗日力学的坚实基础后，本书将引导读者进入经典力学的更前沿和更深层领域。 1. 刚体动力学与欧拉方程 刚体（内部各点间距离保持不变的系统）的运动是宏观物理现象的典型代表。本书将不再使用粒子系的简单叠加，而是引入惯性张量和刚体转动惯量的概念，精确描述物体的转动惯量矩阵。核心内容将集中于欧拉运动方程的推导和应用，这对于理解陀螺仪的进动、章动等复杂现象至关重要。 2. 振动与波动的分析：线性系统的解耦 简谐振动是物理学中最基础的模型。本书将系统分析耦合振子系统（多个相互作用的振子），并利用特征值问题来求解系统的正常模式（Normal Modes）。通过坐标变换将耦合系统对角化，展示了如何将复杂的、同时发生的振动，分解为一系列独立的、简单的简谐运动的叠加。这是理解分子振动、晶格振动乃至场论的基石。 3. 哈密顿力学的视角：通往量子理论的桥梁 作为经典力学的终极形式，哈密顿力学是本书的高潮部分。本书将从拉格朗日量通过勒让德变换过渡到哈密顿量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。我们将详细阐述正则方程（Hamilton's Equations）的优越性，以及泊松括号在描述系统演化中的核心作用。哈密顿量与总能量之间的关系（在特定条件下），以及正则变换理论的引入，都清晰地展示了经典力学如何自然地导向量子力学的结构。 五、 结语：视野的拓展 《经典力学导论》旨在培养读者一种结构化、系统化、并勇于从更深层原理（如变分原理和对称性）去理解物理现象的能力。它不仅是理解宏观世界运动的工具，更是深入学习电磁学、统计物理乃至场论等更高级物理分支的必要思维准备。本书的最终目标是让读者体会到，在看似纷繁复杂的自然现象背后，存在着一套由少数基本原理所支配的、内在和谐的数学结构。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆