Classical and Relativistic Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Gluck, Paul/ Agmon, David

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2009-6

价格:$ 68.00

装帧:

isbn号码:9789812836700

丛书系列:

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• 力学
• 经典力学
• 相对论力学
• 物理学
• 高等教育
• 本科生
• 研究生
• 理论物理
• 牛顿力学
• 拉格朗日力学
• 哈密顿力学
• 分析力学

好的，这是一份关于其他经典物理学和相对论性力学之外的力学书籍的详细简介，旨在涵盖广泛的主题，并避免提及您提到的那本书的内容。 --- 《基础力学原理与现代应用》—— 探索物质运动的广阔疆域 本书导言： 力学，作为物理学的基石，旨在描述和预测物体如何运动、为何运动。从宏观的行星轨道到微观的粒子碰撞，力学的框架为我们理解宇宙的动态过程提供了最深刻的洞察。本书《基础力学原理与现代应用》并非囿于传统教材的经典范畴，而是旨在提供一个更全面、更具现代视角的力学图景。我们深入探索牛顿力学的严谨基础，并将其拓展至更复杂的系统动力学、连续介质力学，以及连接经典与现代物理的关键桥梁——拉格朗日和哈密顿力学。本书的独特之处在于，它强调理论的物理直觉与实际工程应用的紧密结合，通过大量的实例和深入的数学推导，引导读者构建起一个坚实的、富有洞察力的力学思维体系。 第一部分：经典力学的再审视与扩展 (The Reappraisal and Extension of Classical Mechanics) 本部分将以牛顿力学为出发点，但重点在于其在复杂系统中的应用和局限性的探讨。 第一章：运动学的几何基础与约束理论 本章着重于描述运动的数学工具。我们从向量代数出发，建立起描述空间位置、速度和加速度的坐标系。关键在于对约束（Constraints）的深入分析，特别是完整约束和非完整约束的分类及其对系统自由度（Degrees of Freedom）的影响。我们将详细探讨虚拟位移原理（Principle of Virtual Work），该原理是建立更普适力学理论的基石。通过分析复杂的机械系统（如多连杆机构和滑轮组），读者将掌握如何通过约束方程简化系统的描述。 第二章：动力学的广义形式——变分原理与守恒定律 本章是本书的核心理论部分之一。我们抛弃纯粹的力和加速度概念，转而采用变分法（Calculus of Variations）来构建力学。 达朗贝尔原理（D'Alembert's Principle）被引入作为连接静力学和动力学的桥梁，它将动力学问题转化为一系列瞬时平衡问题。在此基础上，我们将详细推导最小作用量原理（Principle of Least Action）。我们将阐释欧拉-拉格朗日方程（Euler-Lagrange Equations）如何从一个标量函数——拉格朗日量（Lagrangian）——中自然导出所有粒子的运动方程，这极大地简化了处理约束系统的过程。 紧密相随的是对诺特定理（Noether's Theorem）的介绍与应用。我们将证明时间平移不变性对应于能量守恒，空间平移不变性对应于动量守恒，空间转动不变性对应于角动量守恒。通过这些守恒量，我们可以对系统的长期行为做出深刻的预测，而无需求解完整的运动微分方程。 第二章的重点在于： 如何识别一个物理系统中的对称性，并立即推导出相应的守恒量。 第二部分：分析力学的高级结构 (Advanced Structures in Analytical Mechanics) 在掌握了拉格朗日形式后，本部分将系统地引入哈密顿力学及其对相空间（Phase Space）的描述。 第三章：哈密顿力学的相空间构建 本章的核心是将坐标和速度的形式描述，转化为坐标和动量（Momenta）的形式描述。勒让德变换（Legendre Transformation）被用于从拉格朗日量导出哈密顿量（Hamiltonian）。 哈密顿方程（Hamilton's Equations of Motion）比牛顿方程或拉格朗日方程具有更优美的数学对称性，尤其是在处理保守系统时。我们将深入探讨相空间轨迹的物理意义，以及相空间的拓扑结构如何揭示系统的稳定性（如周期性运动和混沌行为的初步迹象）。 第四章：泊松括号与正则变换 泊松括号（Poisson Brackets）是哈密顿力学中一个极其重要的工具。它不仅提供了一种无需显式时间依赖即可表达运动方程的简洁方式（即 $df/dt = {f, H} + partial f/partial t$），而且也是连接经典力学与量子力学（通过对易关系）的关键概念。 本章随后引入正则变换（Canonical Transformations），这些变换保持了哈密顿方程的结构不变。我们将探讨如何利用生成函数（Generating Functions）来寻找对特定系统（如中心力问题或周期性振动）具有可积性（Integrability）的坐标系，从而简化求解过程。本章的难点在于理解坐标变换如何影响相空间结构，以及如何通过寻找守恒量来“消除”自由度。 第三部分：连续介质力学导论 (Introduction to Continuum Mechanics) 经典力学传统上关注质点或刚体，但宏观世界主要由流体和固体构成。本部分将力学的概念推广到无限小的体积元。 第五章：流体力学的基本方程 本章侧重于描述流体的运动。我们将首先定义流体的物质导数（Material Derivative），区分欧拉观点和拉格朗日观点。核心内容包括： 1. 质量守恒（连续性方程）： 描述物质如何在流场中分布。 2. 动量守恒（纳维-斯托克斯方程的经典形式）： 在考虑粘性效应时，流体微元的受力平衡。我们将重点分析不可压缩牛顿流体的简化模型。 3. 能量方程（热力学耦合）： 描述流体中温度和压力的演化。 本章将通过分析经典流体力学问题，如伯努利原理、层流与湍流的初步概念，来展示这些偏微分方程组的强大威力。 第六章：弹性与粘弹性基础 对于固体，我们关注的是形变而非流动。本章介绍描述固体内部应力（Stress）和应变（Strain）关系的本构方程（Constitutive Relations）。 我们将从胡克定律（Hooke's Law）的各向同性形式出发，定义杨氏模量和泊松比，分析一维拉伸和剪切问题。随后，我们将其扩展到三维应力张量和应变张量的描述。对于更复杂的材料，我们将引入粘弹性（Viscoelasticity）的概念，探讨材料对加载历史的依赖性，这对于高分子材料和生物材料的力学分析至关重要。 第四部分：力学的现代交叉点 (Crossroads of Modern Mechanics) 本部分探索力学与其他物理分支的交汇点，特别关注非线性、混沌与统计方法。 第七章：非线性动力学与混沌的萌芽 在实际应用中，大多数力学系统都是非线性的。本章关注当系统偏离线性响应时可能出现的复杂行为。 我们将使用相平面分析（Phase Plane Analysis）来研究二阶非线性常微分方程组，例如受阻尼驱动的谐振子。重点在于识别极限环（Limit Cycles）、鞍点和节点等相空间中的不动点类型。随后，我们将引入庞加莱截面（Poincaré Sections）的概念，用以识别周期性运动、准周期运动和混沌（Chaos）的初步特征，例如对初始条件的敏感依赖性（蝴蝶效应）。 第八章：统计力学的桥梁——系综理论概述 虽然统计力学本身是一门独立的学科，但它为理解大量粒子系统的宏观力学性质提供了基础。本章简要介绍如何用概率方法来处理由无数粒子组成的系统的集体行为。我们将区别介绍微正则系综（Microcanonical Ensemble）、正则系综（Canonical Ensemble）和巨正则系综（Grand Canonical Ensemble）。特别是，我们将展示如何从微观粒子的运动规律（经典力学）推导出宏观热力学量，例如玻尔兹曼分布和平均场近似的初步概念。 总结： 《基础力学原理与现代应用》旨在为读者提供一个从牛顿定律到分析力学，再到连续介质和初步的非线性动力学的全面、连贯的视角。本书强调理论的统一性和数学的严谨性，同时致力于培养读者将抽象原理应用于解决真实世界复杂问题的能力。它为有志于深入研究物理学、工程学、航空航天或计算科学的读者，奠定了不可或缺的理论基础。

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作为一名对物理学有着浓厚兴趣的爱好者，我在寻找一本能够系统性地梳理经典力学与相对论力学的著作。《Classical and Relativistic Mechanics》这个名字正是我一直在寻找的。我设想这本书会从牛顿力学的基本公理出发，详细阐述牛顿运动定律、功和能、动量守恒、角动量守恒等核心概念，并通过大量的例题帮助我巩固理解，特别是那些能够体现这些定律普适性的实际应用场景，例如行星运动、碰撞问题等。随后，我期待书中能够顺利过渡到狭义相对论，讲解光速不变原理、相对性原理，以及由此产生的长度收缩、时间膨胀、质增效应等奇特现象，并深入探讨狭义相对论下的能量-动量关系，尤其是那个著名的E=mc²。更进一步，我希望它能触及广义相对论的领域，解释引力如何被描述为时空的几何性质，以及爱因斯坦场方程的意义，尽管这部分内容通常较为艰深，但我相信一个好的作者能够找到合适的切入点，让我领略其精髓。

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读到《Classical and Relativistic Mechanics》这本书名，我的脑海中立刻浮现出物理学两大基石的画面：一个是塑造了我们宏观世界观的经典力学，另一个则是颠覆了时空认知的相对论力学。我希望这本书能在这两部分内容之间建立起一座坚实的桥梁，让我看到物理学是如何从一个理论体系自然而然地发展到另一个更加普适和深刻的理论。具体来说，我期待作者在经典力学部分，能够不仅仅停留在机械的公式推导，而是深入剖析其物理意义，例如惯性系的引入、非惯性系下的处理方法，以及在各种典型力学问题（如振动、转动、天体运动）中的应用。而对于相对论部分，我更希望能够看到它如何解决经典力学在高速和强引力场下的局限性，例如对光速不变原理的解释，洛伦兹变换的推导，以及时空弯曲等概念的引入，并解释这些理论如何影响着我们对宇宙的理解。我想知道作者在讲解过程中，是否会引入一些经典的实验和思想实验，来帮助我们直观地理解这些看似抽象的理论。

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我在市面上找了不少关于经典力学和相对论力学的书籍，很多要么过于浅显，要么就晦涩难懂，让人望而却步。《Classical and Relativistic Mechanics》这本书名引起了我的注意，因为它同时包含了这两个我一直希望能够深入学习的领域。我期待的是，作者能够以一种循序渐进的方式，将牛顿力学的基础原理，如运动定律、能量守恒、动量守恒等，讲解得既扎实又透彻，不留任何模糊之处。然后，再自然而然地过渡到相对论力学，重点阐释狭义相对论和广义相对论的核心思想，比如时空观的革命性改变，以及质能等价等深刻概念。我非常关心书中对于相对论效应的推导过程，是否能提供足够清晰的数学步骤，并配合易于理解的图示或实例，帮助读者克服对抽象数学的恐惧。对于物理学的学习者来说，一个好的教材不仅要传授知识，更要培养一种科学思维方式。我希望这本书能够在这方面有所建树，让读者在学习理论的同时，也能提升分析和解决问题的能力。

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我对于《Classical and Relativistic Mechanics》这本书的封面设计很感兴趣，它散发出一种严谨而又充满探索精神的气息。我期望这本书能够提供一个清晰且逻辑性强的学习路径，从经典力学的基本原理开始，一步步构建起我们对物体运动的深刻认识。这包括对牛顿三大定律的详尽解释，以及在此基础上发展出的动量、能量、功、功率等一系列基本概念的深入探讨。我希望作者能够通过生动形象的语言和精心设计的插图，帮助我理解一些相对抽象的物理场景，例如力的分解、重心、转动惯量等。紧接着，我期待书中能够自然地引入相对论力学的范畴，尤其是狭义相对论，我希望能够清晰地理解其基本假设，以及由此推导出的时间膨胀、长度收缩和质能等价等概念。如果书中还能对广义相对论进行适当的介绍，例如引力的本质、时空弯曲的概念，以及它如何解释一些经典力学无法解释的现象，那就更加完美了。总而言之，我希望这本书能够成为我深入理解这两个物理学里程碑式理论的有力助手。

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这本书的封面设计相当简洁，给人一种既经典又充满力量的感觉，与书名《Classical and Relativistic Mechanics》非常契合。我翻开的第一页，就看到了作者在序言中表达的对物理学之美和逻辑严谨性的热爱，这让我对接下来的阅读充满了期待。从整体的排版和字体选择来看，出版方显然在细节上花了心思，阅读体验应该会很舒适。我尤其关注的是，作者在引言部分是否能够清晰地梳理出经典力学和相对论力学之间的内在联系与发展脉络，这是我最感兴趣的部分。我希望这本书不仅仅是知识的堆砌，更能引导读者深入理解这两个理论体系是如何在不同尺度和速度下，分别描绘宇宙运动的。如果作者能巧妙地将一些历史背景和发展中的关键人物故事穿插其中，那就更棒了。我想了解作者是如何处理抽象概念的教学，是侧重于数学推导的严谨性，还是更偏向于概念的直观理解和物理意义的阐释。毕竟，要掌握如此深奥的理论，二者缺一不可。这本书的出现，对于我来说，也许是一次深入物理学殿堂的绝佳机会。

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