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isbn号码:9787541709951

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《物理学导论：经典与前沿》 内容简介 本书旨在为初学者提供一个全面而深入的物理学入门视角，系统地梳理了经典物理学的核心概念，并对现代物理学的关键领域进行了前瞻性的介绍。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在帮助读者建立坚实的物理学思维框架，理解自然界的基本规律是如何被揭示和描述的。 第一部分：力学——运动的基石 本部分聚焦于牛顿力学，这是理解宏观世界运动的基石。 第一章：基本概念与运动学 首先，我们引入物理学的基本概念，如长度、时间、质量和力。着重探讨矢量与标量在物理描述中的应用。运动学部分详细分析了一维和二维匀变速直线运动，引入了位移、速度和加速度的精确定义。通过丰富的实例，如抛体运动，展示了如何利用微积分思想处理连续变化的过程。 第二章：牛顿定律与力的分析 本章是经典力学的核心。我们将详细阐述牛顿第一、第二和第三定律，并深入探讨惯性参考系与非惯性参考系。力的概念被细化，包括重力、弹力、摩擦力（静摩擦与动摩擦）以及张力。通过对各种复杂系统的受力分析，如连接体、斜面上的物体、滑轮组等，训练读者建立精确的物理模型。尤其强调了动量和冲量的概念，以及它们在碰撞问题中的应用，包括完全弹性碰撞和非弹性碰撞。 第三章：功、能与守恒定律 能量是物理学中最普适的概念之一。本章从功的定义出发，引入动能定理。随后，详细讨论保守力和非保守力，系统阐述了重力势能、弹性势能的计算与转化。动能、势能与机械能守恒定律是本章的重点，通过势能曲线分析平衡态与稳定性。此外，本章还引入了功率的概念，并为后续的角动量和能量守恒定律奠定基础。 第四章：刚体转动与平衡 宏观物体通常是扩展体，其运动需要用转动概念来描述。本章引入了转动参照系，定义了角位移、角速度和角加速度。转动力矩的概念及其与角动量的关系是核心内容。详细推导了转动惯量的计算方法，特别是平行轴定理和含质心转动惯量的计算。随后，系统阐述了角动量守恒定律，并将其应用于陀螺仪的进动等复杂现象。刚体的平衡条件也被清晰阐述，用于解决静力学问题。 第五章：振动与波 本部分从微观尺度和宏观传播两个角度审视周期性现象。简谐振动（SHM）被深入分析，包括其微分方程的求解、能量分析以及相位、周期和频率的关系。单摆和复摆的分析作为实际应用的例子。随后，本章过渡到机械波的传播，讨论波的产生条件、传播速度、波的叠加原理、反射和折射。深入探讨了驻波的形成、波的干涉现象，并引入了声波的强度和声速概念。 第二部分：热学与统计物理初步 本部分将宏观热现象与微观粒子运动联系起来。 第六章：气体动理学与理想气体定律 本章从微观角度解释宏观热现象。详细阐述了气体动理论的基本假设，推导了理想气体的压强与分子平均速率的关系。基于此，推导了麦克斯韦速率分布，并计算了平均平动动能与温度的关系。玻尔兹曼分布在简单系统中的应用也得到了初步介绍。 第七章：热力学定律 热力学的四个基本定律是理解能量转换和过程方向的关键。详细解释了热力学第零定律（温度的定义）、第一定律（能量守恒在热过程中的体现）、第二定律（熵和过程方向性）以及第三定律。系统分析了准静态过程，如等温、绝热、等容和等压过程，并计算了理想气体的内能变化、热量和功。熵的概念被引入，作为描述系统混乱程度和不可逆性的重要物理量。 第三部分：电磁学——场的统一描述 本部分是连接宏观现象与统一场论的桥梁，从静电学、静磁学到电磁感应。 第八章：静电学 本章从库仑定律出发，定义了电场强度。电场的叠加原理是解决复杂电荷分布问题的基础。电势的概念被引入，强调了电势与电场之间的微分关系。通过高斯定理，系统解决了具有对称性的电荷分布产生的电场问题。随后，详细分析了电容、电容器的结构与储能，特别是电介质对电场的影响。 第九章：直流与稳恒电流 本章关注电荷的宏观运动。详细讨论了电流、电阻、电导率的概念，并阐述了欧姆定律的微观基础。基尔霍夫定律作为分析复杂电路的工具被系统介绍，并结合实际电路案例进行深入分析。同时，探讨了霍尔效应，揭示了电流载流子的本质。 第十章：磁场与电流 本章引入磁场，分析了载流导线在磁场中受到的洛伦兹力，以及安培力定律。磁场中的电流元受力情况被详细分析。磁场的产生源——毕奥-萨伐尔定律是核心公式之一。高斯磁定律和安培环路定律（适用于稳恒电流）提供了计算磁场的有效方法，与电场的高斯定律形成类比。 第十一章：电磁感应与交流电基础 法拉第电磁感应定律是理解电磁波和发电机原理的关键。详细讨论了磁通量的概念及其变化率产生电动势的过程。楞次定律被用于确定感应电流的方向。从自感和互感现象引入了电感元件。麦克斯韦引入的法拉第定律修正项和安培定律的修正，导向了完整的麦克斯韦方程组（仅作定性介绍）。最后，对LC振荡电路和简单交流电的性质进行了初步探讨。 第四部分：光学与波动现象 本部分专注于光的本性和行为，覆盖了几何光学和物理光学。 第十二章：几何光学 几何光学基于光的直线传播假设。详细分析了光的反射定律和折射定律（斯涅耳定律）。通过光线追踪法，系统分析了平面镜、球面镜（包括凹面镜和凸面镜）的成像规律，并推导了高斯公式。对透镜系统的分析，包括薄透镜成像和透镜组合，是本章的应用重点。 第十三章：物理光学 物理光学揭示了光的波动本质。详细阐述了光的干涉现象，包括杨氏双缝干涉和薄膜干涉，并对干涉条纹的形成条件进行了精确计算。衍射现象被系统分析，特别是单缝衍射和光栅衍射，展示了光绕过障碍物的效应。最后，对光的偏振现象进行了概述，包括线偏振光和自然光的特性。 第五部分：现代物理学的曙光 本部分将视角从经典物理学的宏观限制转向20世纪初的革命性发现。 第十四章：相对论基础 本章介绍了狭义相对论的两个基本假设，并着重分析了它们带来的革命性结论：同时性的相对性、长度收缩和时间膨胀。通过洛伦兹变换，展示了经典伽利略变换的局限性。质能等价关系（$E=mc^2$）作为经典物理与现代物理的连接点被详细论证。 第十五章：量子现象的起源 本章探讨了经典物理无法解释的现象。从黑体辐射问题出发，介绍了普朗克能量子假说。随后，通过对光电效应的分析，确立了光的粒子性（光子），计算了光子的能量和动量。爱因斯坦对光子理论的贡献得到凸显。最后，简要介绍了德布罗意物质波的概念，为量子力学的全面展开埋下伏笔。 结语 《物理学导论：经典与前沿》旨在提供一个坚实且富有启发性的物理学基础。通过严谨的数学工具和丰富的物理图像，我们希望引导读者不仅掌握物理定律，更重要的是培养一种科学探究的精神，为未来深入学习更专业的物理分支打下坚实基础。本书对数学工具（微积分和矢量分析）有基础要求，但所有关键公式的推导过程均清晰展示，力求让读者在理解现象的同时，掌握描述世界的精确语言。

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这本书的语言风格出乎意料地亲切自然，这让我在阅读过程中几乎感受不到任何的“距离感”。作者仿佛一位经验丰富的朋友，在用最平实、最易懂的语言，引导我走进数学的殿堂。没有那些令人费解的术语堆砌，也没有晦涩难懂的句式，取而代之的是一种娓娓道来的叙事感。即便是一些听起来就很高深的数学概念，在作者的笔下，也变得生动有趣，充满生活气息。我甚至觉得，这本书不仅仅是教我数学知识，更是在培养我对数学的“语感”，让我能够用一种更接近自然语言的方式去理解和表达数学思想。这种“润物细无声”的教学方式，让我感到非常舒服，也让我对继续学习下去充满了信心。我开始期待，在这本书的引导下，我能逐渐摆脱对数学的恐惧，甚至爱上它。

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这本《数学（上）》的封面设计简直是点睛之笔！我第一眼就被它吸引住了，那种沉静而充满智慧的蓝色调，搭配上若隐若现的几何图形，仿佛预示着即将开启一段探索未知数学世界的奇妙旅程。拿到书的时候，纸张的质感也相当不错，厚实而光滑，触感温润，让人忍不住想细细翻阅。我平时对数学的兴趣不算浓厚，但这本书的颜值直接激发了我学习的欲望。翻开扉页，精美的排版和清晰的字体更是让人赏心悦目，完全没有一般教科书那种枯燥乏味的感觉。我甚至觉得，仅仅是放在书架上，它也能为我的房间增添几分学术气息。我已经迫不及待地想知道，在这如诗如画的封面之下，究竟隐藏着怎样引人入胜的数学知识，是否能让我这个“数学小白”也能感受到数学的魅力。我尤其好奇，作者是如何将原本可能显得艰涩的数学概念，用一种更具吸引力的方式呈现出来的。

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我一直认为，学习一门学科，最重要的是找到它的“乐趣”所在，而这本《数学（上）》恰恰做到了这一点。它并非一味地灌输知识点，而是善于挖掘数学本身的趣味性和应用性。书中列举的许多数学问题，都与我们的日常生活息息相关，让我意识到数学并非高高在上，而是无处不在的。当我看到那些在生活中习以为常的现象，竟然可以用数学原理来解释时，那种发现新大陆的喜悦感油然而生。它教会我如何用数学的思维去观察和分析问题，如何用逻辑去推理和解决问题。这不仅仅是在学习数学，更是在培养一种解决问题的能力，一种独立思考的精神。我相信，通过这本书的学习，我不仅能掌握扎实的数学基础，更能培养出一种受益终生的思维方式，让我在未来的学习和生活中，更加从容自信。

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坦白说，我购买这本《数学（上）》时，并没有抱太大的期望，毕竟“数学”这两个字对我来说，总是伴随着一些莫名的压力。然而，这本书的出现，彻底颠覆了我的看法。我发现它在编排上非常有匠心，每一个章节的过渡都做得十分自然，仿佛在娓娓道来一个精彩的故事。它没有那种让人望而生畏的“大部头”感，反而更像是为初学者量身定做的一本入门指南。书中的插图和图示非常恰当，不仅美观，更能直观地帮助我理解复杂的数学原理。我曾经在别的书上看到过某个概念，怎么也想不明白，但在这本书里，通过一个简单的图例，我突然就茅塞顿开。而且，它提供的练习题设计得也很巧妙，既有巩固基础的，也有启发思考的，能够有效地检验我的学习成果，并发现我可能存在的薄弱环节，让我有针对性地进行复习。

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我最近一直在寻找一本能够真正帮助我理解数学核心概念的书，而这本《数学（上）》给我带来了惊喜。它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的老师。书中对于基础知识的讲解，逻辑清晰，条理分明，让我这个曾经对数学感到头疼的学生，也能一步步地跟上思路。尤其是那些抽象的定理和公式，作者并没有直接抛给我们，而是通过大量的实例和生动的比喻来解释，就像剥洋葱一样，一层层地揭示其内在的含义。我特别喜欢它在讲解过程中穿插的历史故事和数学家的趣闻轶事，这不仅增加了阅读的趣味性，也让我了解到数学发展的曲折过程，更加敬佩那些伟大的数学家们。有时候，我会反复阅读某一章节，总能发现新的理解角度，这种“顿悟”的感觉，真的非常美妙。它让我开始重新审视数学，不再仅仅是枯燥的数字和符号，而是人类智慧的结晶，是理解世界的一把钥匙。

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