普通物理学1(第五版)

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isbn号码:9780400642307
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具体描述

现代物理学前沿探索:从量子纠缠到宇宙起源 一、 理论物理学的新范式:超越经典框架的视角 本书深入探讨了二十世纪以来,物理学在基础理论层面取得的革命性进展。它并非对经典力学和电磁学的简单回顾,而是聚焦于如何构建更宏大、更精确的物理学图景,以解释那些在宏观尺度下无法察觉的微观现象和宇宙的终极结构。 1.1 量子场论的精妙构造: 我们将详尽解析量子场论(QFT)的基本框架,理解其如何成功地将狭义相对论与量子力学结合起来。重点讲解费曼图的构建与物理意义,以及微扰论在计算高能粒子碰撞截面中的应用。探讨量子电动力学(QED)如何以前所未有的精度预测电荷与光子的相互作用,并讨论其在计算电子反常磁矩中的惊人成功。 1.2 标准模型的建立与挑战: 本书细致梳理了粒子物理标准模型的完整结构,包括夸克和轻子(如电子、中微子)的代际结构,以及三种基本作用力(电磁力、弱核力、强核力)的规范场描述。我们将深入分析希格斯机制如何赋予基本粒子质量,并对近年来LHC实验中发现的希格斯玻色子的性质进行详细讨论。同时,本书也诚实地探讨标准模型存在的局限性,例如对引力的包容性不足、中微子质量问题的悬而未决,以及暗物质和暗能量的缺失。 1.3 弦理论与圈量子引力:统一的梦想: 在尝试调和量子力学与广义相对论的努力中,本书介绍了两种主要的候选理论。弦理论部分,将介绍基本的理念,如膜(branes)的概念、额外的空间维度(紧致化)的数学要求,以及对真空态选择的景观(Landscape)问题。对于圈量子引力(LQG),我们将侧重于其背景独立性,并阐释时空是如何在普朗克尺度下被“量化”为离散的“原子”结构,探讨它对黑洞奇点和宇宙大爆炸初期的可能解释。 二、 凝聚态物理的复杂系统:涌现现象的魅力 本书将目光从基本粒子转向多体系统,展示了大量粒子相互作用时如何涌现出全新、且无法仅凭单粒子行为预测的集体现象。 2.1 拓扑相变与物质新形态: 重点介绍拓扑序这一全新的物态分类概念,它超越了传统的朗道范式(基于对称性破缺)。我们将深入研究拓扑绝缘体和拓扑半金属,解释它们表面态的保护机制,以及如何在实验中探测到无耗散的边缘电流。拓扑超导性和马约拉纳费米子的存在及其在拓扑量子计算中的潜力将是讨论的焦点。 2.2 强关联电子系统: 探讨电子之间的库仑排斥力在某些材料(如高温超导体)中占据主导地位时出现的复杂行为。我们将分析Hubbard模型的基本思想,并讨论如分数量子霍尔效应(FQHE)中准粒子激发的非阿贝尔统计特性,以及它与量子纠错的内在联系。 2.3 非平衡态与活体物质: 现代物理学正越来越多地关注远离热平衡的系统。本书将引入非平衡态统计力学的基本工具,如涨落定理(Fluctuation Theorems),并探讨其在微小尺度热力学过程中的应用。此外,还会简要介绍生物物理学中对“活体物质”(如细胞骨架、细菌群体)的研究,这些系统表现出的自组织和自驱动特性对传统物理学提出了新的挑战。 三、 天体物理与宇宙学:时空尺度的极限探索 本书的最后一部分,将把视野扩展到我们所处的宇宙,探讨从星系到宇宙大尺度结构的演化。 3.1 广义相对论的现代应用: 在回顾爱因斯坦场方程的几何解释后,我们将侧重于分析强引力场下的现象。详细介绍黑洞物理学,包括事件视界、史瓦西半径、克尔黑洞的能层,以及霍金辐射的半经典推导。重点讲解引力波天文学的兴起,如何通过LIGO/Virgo的数据分析来验证爱因斯坦方程的非线性解,并探测双黑洞或中子星并合事件。 3.2 暗物质与宇宙的几何结构: 本书将系统梳理我们如何通过星系旋转曲线、引力透镜效应以及宇宙微波背景辐射(CMB)的各项异性来推断宇宙中存在大量不发光的物质——暗物质。讨论候选粒子模型(如WIMPs、轴子)的实验搜索进展。同时,基于$Lambda$CDM模型,分析CMB的温度和偏振图谱如何揭示宇宙的曲率、物质密度和暴胀时代的遗迹。 3.3 暴胀理论与早期宇宙演化: 深入探究宇宙暴胀理论,理解它如何解决视界问题、平坦性问题以及磁单极子问题。分析不同暴胀势能模型对原初引力波张量模与标量模之比($r$)的预测,以及未来探测的科学目标。最后,简要概述从暴胀到物质-反物质不对称性(重子生成)的物理过程。 总结: 本书旨在为读者构建一个广阔的现代物理学知识地图,连接了从普朗克尺度到宇宙尺度的所有重要理论与实验进展。它强调物理学作为一门不断自我修正和扩展的学科,其核心驱动力在于对基础原理的深刻理解和对未知现象的无畏探索。

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我平时对物理学不算特别感兴趣,但是《普通物理学1(第五版)》这本书的出现,彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本教科书,更像是一位耐心的向导,带领我穿越物理学的迷宫。在讲述圆周运动时,作者并没有直接给出向心力的公式,而是先从牛顿第二定律出发,分析了物体做圆周运动时受到的合外力必须指向圆心,然后才引出向心力这个概念。这种由原理出发的讲解方式,让我觉得非常有说服力。书中关于功和能的概念,作者用了大量的篇幅去解释,并且强调了做功是能量转化的过程,让我对能量的守恒性有了更深刻的理解。我记得有个章节专门讲了“功是能量的转移”这个观点,通过计算不同情况下做的功,来衡量能量的传递量,这对我来说是一个非常重要的启示。而且,书中的习题设计也很有启发性,很多题目都不仅仅是计算,还包含对物理过程的定性分析,需要我深入理解概念才能解答。

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我是一名大一的学生,选择了《普通物理学1(第五版)》作为我的入门教材,这本书给我留下了深刻的印象。它的内容组织非常系统,从运动学的基本概念,如位移、速度、加速度,到动力学的核心,如牛顿定律、摩擦力、向心力,再到功、能、动量等概念,都进行了严谨而清晰的阐述。我特别欣赏书中对“惯性”这一概念的解释,作者通过很多生动的例子,比如刹车时的前倾,或者离心力造成的“被甩出去”的感觉,让我体会到惯性是物体本身固有的属性,而不是受到外力的作用。书中在讲解曲线运动时,非常注重对“速度”和“加速度”方向的分析,这对于理解物体运动轨迹至关重要。我记得有一次,我对着一个关于投射运动的习题冥思苦想,后来翻阅到书中对抛体运动分解的讲解,才豁然开朗。作者强调将运动分解到水平和竖直方向,分别运用匀速直线运动和匀变速直线运动的规律来分析,这种分解的思想方法非常实用。而且,书中的语言风格非常严谨,公式推导过程清晰,对于我这样的初学者来说,能够有效避免误解。

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阅读《普通物理学1(第五版)》的过程,就像是在攀登一座知识的高峰,每一步都充满挑战,但也充满了发现的乐趣。这本书的章节安排非常合理,从最基础的力学概念入手,循序渐进地引向更复杂的领域,让我感觉自己的物理知识体系在不断地构建和完善。我尤其对书中关于动量守恒和能量守恒的讲解印象深刻。作者通过对碰撞、爆炸等现象的细致分析,展现了这些基本定律在解释自然界各种现象时的强大威力。我记得有个章节讲到相对运动,通过引入参考系的概念,解释了为什么不同观察者对同一运动现象会有不同的描述,这让我对“绝对”和“相对”有了更深的认识,也对物理学的辩证性有了初步的体会。书中的例题讲解非常详尽,每一步的推导都清晰明了,并且会解释每一步的物理意义,让我不仅知道怎么做,更知道为什么这么做。有时候,即使我没有完全理解一个概念,通过仔细阅读例题和解析,也能恍然大悟。而且,书中的习题难度梯度设计得很科学,从简单到复杂,让我能够逐步适应,找到自信。我感觉这本书的作者是一位非常优秀的教师,他知道如何引导学生去思考,如何激发学生的学习兴趣。

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《普通物理学1(第五版)》这本书,为我提供了一个非常扎实和系统的物理学基础。我是一名非物理专业的学生,但在阅读这本书的过程中,我逐渐被物理学的魅力所吸引。它在讲解牛顿第三定律时,用“作用力与反作用力”来描述,并强调了它们的大小相等、方向相反、作用在不同物体上。我记得有个例子是关于游泳的,运动员向后推水,水就会给运动员一个向前的推力,正是这个反作用力让运动员能够前进。这种生活化的例子,让我能够轻松理解和记住这些基本的物理定律。书中关于能量和功的章节,用了很多篇幅去分析不同的能量形式以及它们之间的转化,并且强调了能量守恒是宇宙中最基本的定律之一。我特别欣赏书中对“势能”的引入,它让我明白,物体因为其位置或者状态而拥有的能量,并且可以转化为动能。

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《普通物理学1(第五版)》这本书,我拿到手的那一刻,就有一种沉甸甸的实在感,封面设计简洁大方,没有花里胡哨的装饰,传递出一种严谨治学的态度,这一点我很欣赏。我本身是学文科的,但出于对这个世界运作方式的好奇,决定挑战一下物理这门学科。这本书的语言风格,我感觉作者非常用心,尽量用通俗易懂的方式来解释复杂的概念,不像我之前想象的那么晦涩难懂。比如,它在讲解牛顿运动定律的时候,不仅仅是罗列公式,还会结合很多生活中的例子,比如推箱子、坐电梯等等,让我能够很快地将抽象的理论与实际联系起来。而且,书中的插图也非常精美,配以清晰的标注,帮助我更好地理解那些需要空间想象力的部分,比如力的矢量分解,还有能量的传递过程。我特别喜欢它在每章末尾设置的思考题和习题,这些题目不只是简单的计算,很多都涉及到对概念的深入理解和应用,能够促使我去主动思考,而不是被动地接受知识。我经常会花很长时间去琢磨这些题目,有时候冥思苦想一个下午,终于把题目解出来的时候,那种成就感真是难以言喻。这本书不仅仅是提供知识,更重要的是在培养我独立思考和解决问题的能力,这是我作为一名学习者最看重的。

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我一直认为,学习物理学是一件很困难的事情,直到我接触了《普通物理学1(第五版)》。这本书的编排和语言都非常人性化,让我在学习的过程中感受到了乐趣。在讲解简谐运动时,作者不仅仅给出了数学公式,还详细分析了弹簧振子和单摆的运动过程,以及影响其周期和振幅的因素。我记得书中有一个关于阻尼振动的例子,描述了当振子运动一段时间后,由于摩擦等原因,振幅会逐渐减小,最终停止运动,这让我对现实世界中的振动现象有了更深的认识。书中对能量在各种物理过程中的体现,也进行了详细的阐述,让我明白了能量守恒在整个物理学中的核心地位。我特别喜欢书中关于“能量的不可创造性与不可毁灭性”的论述,它让我对宇宙的物质基础有了更深刻的理解。而且,书中的习题设计也非常有针对性,能够帮助我巩固所学知识,并且发现自己理解上的不足。

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《普通物理学1(第五版)》这本书,对我来说,是一次令人兴奋的科学探索之旅。我一直对宇宙的奥秘充满好奇,而这本书为我打开了一扇通往物理世界的大门。它在介绍振动和波的时候,不仅仅停留在抽象的数学描述,而是通过对弹簧振子、单摆等经典例子的分析,让我理解了简谐运动的周期性、振幅和频率等概念。然后,它进一步拓展到波的传播,讲解了波的叠加、干涉和衍射等现象,这些都让我感受到物理学的严谨和优美。我特别喜欢书中关于能量在振动和波中传播的讨论,它让我认识到能量的传递并不需要介质的移动,比如电磁波就是一种很好的例子。书中对于相对论的介绍虽然简略,但足以让我对爱因斯坦的伟大思想产生浓厚的兴趣,了解到时间和空间的相对性。而且,书中的插图常常能以一种非常直观的方式展示物理现象,比如波的干涉图样,或者力的作用线,这大大降低了理解的门槛。

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这本书,也就是《普通物理学1(第五版)》,是我近期阅读的一本非常吸引人的物理学入门读物。我一直对物理世界如何运作充满好奇,而这本书以其清晰的逻辑和生动的语言,为我一一揭开了面纱。在讲解力的概念时,作者不仅解释了力的三要素(大小、方向、作用点),还详细阐述了力的作用效果,以及力的合成与分解。我记得有个关于杠杆的例子,通过分析力臂和力矩,让我理解了为什么省力杠杆需要施加更长的力臂,以及这个原理如何应用在各种工具上。书中对动量守恒定律的讲解也让我大开眼界,它解释了为什么在没有外力作用的情况下,系统的总动量保持不变,并且通过很多实例,比如火箭发射、粒子碰撞等,展现了这一定律的普适性。书中的插图非常精美,并且标注清晰,能够帮助我理解那些复杂的运动轨迹和力的作用方向。

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《普通物理学1(第五版)》这本书,在我看来,不仅仅是一本教材,更像是一位循循善诱的老师,耐心细致地引导我走进物理学的世界。我平时不太关注科学类的书籍,但这本书的魅力在于它能让一个对物理学感到陌生的人,也能从中找到学习的乐趣。它在介绍万有引力定律时,不仅仅是给出公式,还详细讲述了牛顿如何从苹果落地的现象中获得灵感,以及这个定律如何解释了行星的运动,甚至包括潮汐现象,这种历史的视角让我觉得物理学不再是冰冷的公式,而是充满智慧和探索精神的科学。书中对功和能的阐述也让我受益匪浅。作者通过“能量是物质的属性”这一通俗的说法,以及对各种形式能量(动能、势能、热能等)的介绍,让我理解了能量的守恒和转化在物理世界中的重要作用。它还讨论了功率的概念,让我明白做功的快慢也是一个重要的物理量。我特别喜欢书里的一些小插图,它们往往能够以一种非常形象的方式说明一个物理过程,比如力的作用点、方向和大小,或者能量的转移过程,这些视觉化的辅助工具对于理解抽象概念至关重要。

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《普通物理学1(第五版)》这本书,在我看来,是一部将复杂概念转化为清晰理解的杰作。我是一名即将步入大学校园的学生,对物理学习充满了期待,也有些许担忧,但这本书极大地缓解了我的焦虑。它在介绍万有引力定律时,不仅仅是给出了公式,还详细解释了引力在天体运动中的作用,比如行星绕太阳的轨道,以及月球绕地球的运动,让我感受到了物理学解释宏观世界的强大力量。书中对能量和功率的讲解也十分透彻,通过各种生动的例子,让我理解了做功的快慢——也就是功率——在评价效率和能力时有多么重要。我印象特别深刻的是,书中将能量守恒定律比作“宇宙的总财富不变”,而各种能量形式的转化就像是财富在不同形式之间的流通,这种比喻让我更容易理解这个抽象的概念。此外,书中还有很多有趣的“物理在生活中”的栏目,将抽象的物理原理与日常现象联系起来,让学习过程充满了惊喜。

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