物理(三年级理科班用) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海科学技术出版社

作者:汪思谦

出品人:

页数:201

译者:

出版时间:1997-7

价格:6.1

装帧:平装

isbn号码:9787532344819

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 三年级
• 理科
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• 初中物理
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• 实验

《星辰轨迹与物质脉动：高中物理进阶探秘》 本书导读：突破基础认知，深入理解宇宙运行的根本法则 本书并非面向初阶学习者的入门读物，它是一本专为对自然科学怀有深厚热情，并渴望超越标准课程框架、深入探究物理学核心原理的高年级学生和物理爱好者精心编纂的进阶教材。我们不关注基础概念的首次引入，而是聚焦于如何将已掌握的知识体系进行融会贯通、深入剖析，并将其应用于更复杂、更抽象的物理情境之中。 全书围绕两大核心支柱展开：经典物理学的严密性与现代物理学的开端。我们致力于揭示那些驱动宏观世界运行的精确数学关系，同时也为读者打开通往微观世界和高速运动领域的大门。 --- 第一部分：力学——运动的精确量化与场的深刻影响 本部分将经典力学提升至一个更高的数学和概念层次，不再满足于牛顿定律的简单应用，而是深入挖掘其背后的深刻几何意义和守恒律的本质。 第一章：高等动力学与拉格朗日-哈密顿体系的构建 本章首先回顾了牛顿体系在处理复杂约束系统时的局限性。随后，我们引入变分原理——最小作用量原理——作为力学描述的基石。 1.1 虚功原理与广义坐标： 详细阐述了为什么使用广义坐标（如角度、弧长）比使用笛卡尔坐标更为高效。重点分析如何通过欧拉-拉格朗日方程导出系统的运动方程，并结合实际的复杂摆动、耦合振动问题进行演示。 1.2 能量与动量的抽象化： 深入剖析拉格朗日量 $L = T - V$ 的物理意义，并将其与系统的能量状态联系起来。通过勒让德变换，构建哈密顿量 $H$，探究其在相空间中的几何意义——能量的守恒性在相图上的直接体现。本节将包含对泊松括号的初步介绍，为量子力学的对易关系做铺垫。 1.3 刚体运动的深入分析： 区别于简单的转动惯量计算，本章侧重于欧拉角在描述三维空间中任意刚体姿态时的复杂性与奇异点。分析了陀螺仪和进动现象，使用欧拉方程来精确描述角动量、转动惯量张量（刚体的惯性矩阵）之间的非线性关系。 第二章：振动、波与相对论效应的萌芽 本章聚焦于周期性运动的数学描述及其在介质中的传播特性，并在此基础上引入狭义相对论的结构性变革。 2.1 阻尼与受迫振动的高阶分析： 深入研究欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况下的瞬态解与稳态解。重点解析共振现象的物理机制及其在工程中的破坏性与利用价值，引入品质因数 $Q$ 值和带宽的概念。 2.2 机械波的能流与群速： 从波动方程出发，推导波的能量密度和能流密度（坡印亭矢量在机械波中的对应概念）。严格区分相速度和群速度，并通过色散介质中的例子（如光在水中的传播）说明群速度决定了信息和能量的传递速度。 2.3 狭义相对论的动力学修正： 建立在洛伦兹变换基础之上，本节探讨如何修正动量和能量的概念。推导相对论性动能和静止质量的意义。重点分析质能方程 $E=mc^2$ 的内涵，解释其如何统一了质量和能量的概念，并探讨其在粒子加速器中的实际应用。 --- 第二部分：电磁学——场论的统一与光的本质 本部分旨在将电磁现象从独立的电学和磁学定律中解放出来，构建一个统一、自洽的场论框架，并揭示光作为电磁波的本质。 第三章：静电场与静磁场的高级表达 本章利用矢量分析工具，深入理解场在三维空间中的分布特性。 3.1 库仑定律的矢量表达与高斯定理的积分与微分形式： 详细推导高斯定理在电场中的两种数学形式，并重点练习如何利用散度定理将积分形式转化为微分形式 $ abla cdot mathbf{E} = ho / epsilon_0$。探讨电势 $phi$ 的拉普拉斯方程与泊松方程在求解无源区与有源区静电场问题中的应用。 3.2 磁场的源项与安培定律的修正： 分析稳恒电流产生的磁场（毕奥-萨伐尔定律），并深入探讨安培环路定理的局限性。通过引入麦克斯韦的位移电流概念，推导修正后的安培环路定理，这是理解电磁波存在的关键一步。 第四章：麦克斯韦方程组的统一与电磁波的预言 本章是电磁学的核心，它标志着人类对电、磁、光现象理解的最高成就之一。 4.1 麦克斯韦方程组的完整阐述： 系统地展示四个偏微分方程组（含时变情况），并解释每个方程的物理意义（电荷的源、磁单极子的缺失、法拉第电磁感应定律、安培-麦克斯韦定律）。 4.2 无源区的波动方程与光速的导出： 演示如何从麦克斯韦方程组中分离出电磁波方程 $ abla^2 mathbf{E} - mu_0 epsilon_0 frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2} = 0$。通过对比该方程与标准波动方程的形式，精确导出电磁波在真空中的传播速度 $c = 1 / sqrt{mu_0 epsilon_0}$，并展示此速度与光速的惊人吻合。 4.3 电磁波的能流与动量： 引入坡印亭矢量 $mathbf{S} = frac{1}{mu_0} (mathbf{E} imes mathbf{B})$，阐述其代表的能量流密度。分析电磁波携带的动量，解释光压的物理起源，并探讨电磁辐射对带电粒子产生的反作用力。 --- 第三部分：光学——波动与几何的交汇点 本部分将物理光学提升到与电磁理论紧密结合的高度，而非仅仅停留在几何光学的反射与折射。 第五章：几何光学中的微小偏折与成像原理深化 本章将几何光学视为光线在介质中传播的“渐近线”情况，关注于像差的产生机制。 5.1 费马原理与光路构建： 从变分法的角度重新审视费马原理（最短时间原理），将其作为几何光学的基本公理。利用该原理推导反射定律和斯涅尔定律，理解光线传播的自然选择。 5.2 像差理论的引入： 分析简单透镜系统在离开光轴时，球面像差、彗差和像散如何导致图像失真。介绍列维-希夫（Lévy-Chevrieux） 的设计思想，解释消色差复透镜的基本结构原理。 第六章：物理光学——干涉、衍射与偏振的定量描述 本章完全站在波动性的角度解析光现象，数学工具侧重于傅里叶分析的初步应用。 6.1 杨氏干涉的精确分析： 详细推导双缝干涉的强度分布公式，引入相干性的概念（时间相干性与空间相干性）。分析改变缝宽和光源大小对干涉条纹的影响。 6.2 衍射现象的傅里叶分析基础： 从惠更斯-菲涅耳原理出发，引入夫琅禾费衍射，将其建模为缝的振幅函数在空间中的傅里叶变换。精确计算单缝衍射的零点位置，并讨论圆孔衍射（艾里斑）的实际意义。 6.3 偏振态的描述： 区分自然光、线偏振光和圆偏振光。分析马吕斯定律的物理背景，并初步介绍琼斯矩阵（Jones Calculus）中如何利用二维复数向量来描述特定偏振态的通过和旋转（如四分之一波片的作用）。 --- 总结与展望： 本书旨在搭建一座坚实的桥梁，连接高中阶段的物理基础与大学物理的严谨结构。通过对力学、电磁学和光学的深入剖析，读者将获得一套强大的分析工具，并为未来探索量子世界和更深层次的物理规律打下坚实的基础。本书的难度和深度均高于标准高中物理要求，旨在培养学生严谨的逻辑推理能力和对物理世界本质的深刻洞察力。

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这本书的装帧和设计真是让人眼前一亮，那种沉稳中带着一丝活泼的配色，拿在手里就感觉很有分量，绝不是那种敷衍了事的教材。封面上的插图，虽然是关于物理概念的抽象表达，但处理得非常巧妙，既有科学的严谨感，又不失艺术的想象力。我记得我第一次翻开它的时候，就被那种清晰的版式吸引了。每一个章节的标题都设计得很有层次感，小标题的字体大小和粗细都拿捏得恰到好处，阅读起来非常舒服，眼睛不容易感到疲劳。特别是那些图表的排布，很多复杂的公式和实验场景，都通过精美的插画和流程图进行了可视化处理，这对于初次接触这些深奥概念的学生来说，无疑是巨大的帮助。书本的纸张质量也值得称赞，印刷清晰锐利，即使用荧光笔做了很多标记，也不会出现墨水洇染的情况。总的来说，从物理层面上讲，它是一本制作精良、视觉体验极佳的工具书，让人光是看着就充满了学习的动力和对知识的敬畏感。

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我对这本教材的“配套资源友好度”印象极其深刻，这在传统纸质教材中是相当少见的。虽然我只拿到的是实体书，但书里频繁出现的二维码和网址链接，指向的都是精心维护的线上学习辅助材料。这些资源库里包含了那些复杂的动态模拟程序，让我能直观地看到电场线是如何分布的，或者波的叠加是如何产生的，这比看静态的图表有效得多。此外，书中对历年优秀试题的精选和解析也非常到位，它不是简单地给出答案，而是详尽地剖析了不同解题思路的优劣，甚至指出了学生最容易陷入的思维陷阱。这种“纸质书+数字资源”的整合方式，构建了一个非常全面的学习生态系统，极大地提升了自学效率。它提供的支持力度，让你感觉自己不是一个人在战斗，背后有一整套成熟的教学体系在为你保驾护航。

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这本书在内容组织上的逻辑性简直是教科书级别的典范。它不是那种将知识点生硬堆砌在一起的集合，而是像一条精心铺设的河流，知识点之间有着非常自然的过渡和层层递进的关系。我尤其欣赏作者对于基础概念引入的处理方式。他们没有急于抛出复杂的数学模型，而是先从日常生活中的现象入手，用非常接地气的语言去引导读者建立直观的物理图像。比如讲解力学部分时，会先从推箱子、抛球这样最基本的活动谈起，然后才慢慢引入牛顿定律的严谨表述。这种“自下而上”的教学策略，极大地降低了初学者的心理门槛。而且，章节之间的知识串联非常紧密，你会发现，上一章学到的能量守恒定律，在下一章解决电路问题时会立刻派上用场，这种知识的相互印证和激活，让学习不再是孤立的记忆，而是一种构建完整知识体系的过程。这种精心设计的脉络，让我在阅读时感到胸有成竹，每一步的攀登都有明确的方向感。

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这本书在对实验教学的重视程度上，绝对是超出了我的预期。很多教材只是简单地罗列实验步骤，但这本书显然投入了更多心血。它不仅详细描述了如何操作，更重要的是，它花了大篇幅去解释“为什么”要这么操作，以及实验结果可能出现的误差来源和分析方法。那些配图的实验装置图，清晰到仿佛我正站在实验室里亲手操作一般，每一个仪器摆放的角度、连接的线路，都标注得一清二楚。更有甚者，书中探讨了几个经典的、但现代课堂不常操作的“历史性”实验，这让我得以窥见物理学发展脉络中的关键节点。它培养的不仅仅是操作技能，更是一种科学探究精神——如何设计一个可靠的实验来验证一个假设。这种对实践环节的深度挖掘，让书本的价值远远超越了一本纯粹的理论参考书。

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如果说市面上的很多理科教材是严肃的“学者”，那么这本教材给我的感觉更像是一位耐心且睿智的“导师”。它最打动我的一点是其语言风格的平衡感。它既要保证科学术语的准确性，又避免了过度使用晦涩难懂的术语。作者似乎深谙如何与中学生对话，那种遣词造句中流露出的是一种鼓励和引导，而不是居高临下的说教。在解释那些需要深入思考的原理时，书中常常穿插一些“思考题”或“拓展视野”的小栏目，这些内容并非强制性的考试点，但它们像是在耳边低语，引导你超越课本要求的深度去探索。我记得有一次我被一个动量守恒的问题卡住很久，翻到书里的一个案例分析，它用一个非常形象的比喻瞬间击破了我的思维障碍。这种充满人文关怀的教学方式，使得学习物理的过程不再是枯燥的刷题，而更像是一场与世界运行规律的精彩对话。

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