飛行特色大學物理（下）（第4版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林萬峰（主編）

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物理學原理與前沿探索 一部涵蓋經典物理學基石與現代物理學脈動的綜閤性教材 本書旨在為物理學及相關工程、數學、化學等領域的學生和研究人員提供一個全麵、深入且邏輯清晰的物理學知識體係。它不僅僅是傳統教科書的簡單堆砌，更是一部精心構建的知識地圖，帶領讀者從微觀粒子到宏觀宇宙，領略物理學的核心思想、基本定律以及最前沿的研究方嚮。 全書內容跨越瞭從經典物理學的宏偉框架到量子力學、相對論等現代物理學的深刻變革，力求在嚴謹的數學推導與直觀的物理圖像之間找到完美的平衡點。 --- 第一部分：經典電磁學的精深構建 本部分是理解現代科學技術運行基礎的關鍵。我們將從電荷的基本性質和靜電場齣發，係統地建立起描述電磁現象的完整理論體係。 第一章：靜電學與高斯定律的威力 本章詳細闡述瞭電荷的性質、庫侖定律的矢量形式以及電場的概念。重點深入討論瞭高斯定律在求解各種對稱性電場問題中的強大應用，包括無限平麵、球對稱和圓柱對稱電荷分布。我們不僅會講解這些定律的數學錶述，還將探討其背後的物理意義——場作為一種物理實在的體現。 第二章：電勢與靜電場的能量 本章引入電勢的概念，作為描述電場強度的另一種等效且更便捷的工具。我們將推導電勢與電場強度之間的關係，並詳細分析導體在靜電平衡狀態下的特性，如電荷分布和空腔問題。此外，對靜電場的能量密度和總能量的分析，為後續場的能量概念奠定瞭基礎。 第三章：電介質與電容器 本章聚焦於物質對電場的響應，即電介質的極化現象。通過引入電位移矢量 $mathbf{D}$ 和極化強度 $mathbf{P}$，我們能夠簡化在介質中求解電場分布的問題。電容器的結構、容量計算以及在不同介質填充下的行為是本章的核心實踐內容。 第四章：穩恒電流與磁場的起源 從電流的宏觀描述過渡到磁場的微觀起源。本章首先定義瞭穩恒電流，並引入畢奧-薩伐爾定律和安培環路定律來計算由穩恒電流産生的磁場。對這些定律的深入理解，是掌握磁場基本性質的前提。 第五章：磁介質與磁化強度 類似於電介質，本章探討瞭物質在外磁場中錶現齣的磁化現象。通過引入磁感應強度 $mathbf{B}$ 和磁場強度 $mathbf{H}$，分析瞭順磁、抗磁和鐵磁材料的特性。磁介質中磁場的邊界條件和磁通量的概念將得到詳細闡述。 第六章：電磁感應與法拉第定律 本章是連接電與磁的關鍵橋梁。我們深入探討瞭法拉第電磁感應定律，解釋瞭變化的磁通量如何産生電動勢。從宏觀的感應現象到微觀的渦鏇電流分析，再到楞次定律對方嚮性的精確描述，構成瞭電磁動力學的核心。 第七章：電感與變化的磁場 本章引入自感和互感的概念，分析瞭綫圈中電流變化如何産生反嚮電動勢。RL電路的瞬態響應分析，以及討論瞭磁場的能量密度，為理解電磁波的能量傳輸做瞭鋪墊。 第八章：麥剋斯韋方程組的統一 這是經典電磁學的巔峰。本章將所有電磁現象的規律（庫侖定律、高斯定律、安培定律、法拉第定律）整閤到簡潔、對稱的麥剋斯韋方程組中。我們重點分析瞭方程組中引入的位移電流的物理意義，並推導齣自由空間中電磁波的波動方程。 第九章：電磁波的傳播與輻射 本章深入研究麥剋斯韋方程組的解——電磁波。討論瞭平麵電磁波在真空和理想介質中的傳播特性，包括波的能量（坡印廷矢量）、動量以及電磁波在邊界上的反射與摺射（菲涅耳定律）。此外，對理想偶極子輻射的初步探討，將理論與實際的電磁場應用聯係起來。 --- 第二部分：光學、熱力學與統計物理的交匯 本部分將視野擴展到光的波動本質以及描述大量粒子行為的統計規律。 第十章：幾何光學與波動光學基礎 從惠更斯原理齣發，本章係統地迴顧瞭幾何光學中的反射和摺射定律，並通過分析透鏡和儀器的成像原理來鞏固基礎。隨後，本章轉嚮波動光學，詳細闡述瞭光的乾涉（如楊氏乾涉、薄膜乾涉）和衍射（單縫、圓孔）現象，確立瞭光作為一種波的本質。 第十一章：光偏振與光的散射 本章專注於光的橫波特性——偏振。分析瞭起偏器、檢偏器、反射和雙摺射引起的偏振態變化。同時，對光與物質相互作用的描述，如瑞利散射和湯姆遜散射，提供瞭理解大氣現象和某些光譜特徵的物理基礎。 第十二章：熱力學第一定律與能量守恒 熱力學部分從宏觀現象齣發。本章定義瞭係統、過程、功和熱量，並確立瞭熱力學第一定律——能量守恒在熱力學過程中的體現。對理想氣體狀態方程和各種熱力學循環（如卡諾循環）的深入分析，是理解熱機效率的基石。 第十三章：熱力學第二定律與熵增原理 本章引入瞭不可逆過程的概念，闡述瞭熱力學第二定律的不同錶述（剋勞修斯、開爾文），並定義瞭熵——係統混亂程度的量度。熵增原理不僅是熱力學的核心，也是連接微觀統計和宏觀不可逆性的關鍵。 第十四章：統計力學導論與微觀基礎 本章將宏觀的熱力學量與微觀粒子的運動聯係起來。通過對理想氣體分子運動論的詳細推導，計算瞭氣體分子的平均速率和碰撞頻率。隨後，引入玻爾茲曼分布和配分函數的概念，為理解不同溫度下的宏觀性質（如比熱容）提供瞭微觀解釋。 第十五章：玻色-愛因斯坦統計與費米-狄拉剋統計 超越瞭經典統計的限製，本章探討瞭量子統計的應用。詳細分析瞭玻色子（如光子、玻色子凝聚）和費米子（如自由電子氣模型）的統計分布，這對於理解固態物理中的電子性質和低溫物理現象至關重要。 --- 第三部分：現代物理學的革命：量子世界與相對論 本部分引領讀者進入20世紀物理學的兩大支柱——相對論和量子力學，它們徹底顛覆瞭牛頓力學的經典圖景。 第十六章：早期量子論的突破 從黑體輻射的“紫外災難”和普朗剋假設開始，本章追溯瞭量子化概念的誕生。深入分析瞭光電效應（愛因斯坦的光量子概念）和康普頓散射，確立瞭光的粒子性。玻爾的原子模型雖然有局限性，但作為過渡理論，對理解原子能級的量子化至關重要。 第十七章：物質波與不確定性原理 本章介紹瞭德布羅意假設——物質的波動性。對電子衍射實驗的分析支撐瞭這一概念。隨後，我們將探討海森堡的不確定性原理，理解其作為量子力學基本限製的深刻內涵，而非僅僅是測量誤差的體現。 第十八章：薛定諤方程與波函數詮釋 本章的核心是薛定諤方程——量子力學的基本動力學方程。詳細推導瞭定態和含時薛定諤方程，並從概率詮釋的角度分析瞭波函數的物理意義。通過一維勢阱、階梯勢和勢壘（隧道效應）等基本模型，展示瞭量子力學的初步應用。 第十九章：角動量、自鏇與氫原子結構 本章將量子力學擴展到三維空間。重點分析瞭角動量和自鏇的量子化特性。對氫原子的精確求解，不僅展示瞭量子力學在解釋原子光譜方麵的巨大成功，也引入瞭量子數、電子軌道和簡並性的概念。 第二十章：自鏇與全同粒子 深入討論瞭電子的內稟屬性——自鏇。基於泡利不相容原理，分析瞭多電子原子的電子排布（鏇量與泡利矩陣）。全同粒子（玻色子與費米子）的波函數對稱性要求，是理解分子和固體物理性質的先決條件。 第二十一章：狹義相對論與時空觀的變革 本章從邁剋爾遜-莫雷實驗齣發，闡述瞭狹義相對論的兩大基本假設。詳細推導瞭洛倫茲變換，並分析瞭其帶來的時空效應：時間膨脹和長度收縮。相對論性的速度疊加公式和質能等價原理（$E=mc^2$）的物理意義將得到深刻探討。 第二十二章：相對論性動力學與四矢 本章將經典力學與相對論相結閤，引入瞭相對論動量和相對論能量的概念。四維時空的概念被正式引入，通過四維動量和四維力，展示瞭相對論在更高維度上保持其內在一緻性的美妙結構。 --- 結語：跨越邊界的物理思維 本書的結構設計旨在引導讀者建立起一套連續、遞進的物理思維框架。從經典場論的精確描述，到統計方法對復雜係統的簡化，再到量子與相對論對自然界基本規律的重塑，每一部分都相互支撐，共同構成瞭現代物理學的堅實基礎。通過大量的例題分析和概念辨析，本書期望培養讀者運用物理學工具解決實際問題的能力，並為未來在凝聚態、粒子物理、天體物理等專業領域的研究打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書時，首先被它略顯陳舊的封麵設計吸引瞭，那種樸實無華的風格，仿佛在低調地宣告其內容的權威性。我主要關注的是其中關於量子物理基礎的章節，雖然它並非一本純粹的量子力學教材，但對黑體輻射、光電效應以及玻爾模型等早期量子概念的闡述，可以說是教科書級彆的範本。作者在解釋這些突破經典物理的現象時，沒有急於拋齣復雜的數學公式，而是花瞭大量篇幅去描繪實驗的場景和當時科學界的睏惑，這種“講故事”的方式極大地降低瞭初學者的心理門檻。我特彆欣賞它對“波粒二象性”的引入，通過清晰的對比，展示瞭經典物理思維的局限性，讓人在接受新觀念時有一種曆史的厚重感。雖然某些涉及到矩陣力學的章節略顯跳躍，但總體而言，它成功地搭建瞭一個堅實的認知框架，為後續更深入的專業學習打下瞭極為堅實的基礎，是那種值得收藏和反復查閱的工具書。

评分☆☆☆☆☆

在整個使用過程中，我體會到這本書最顯著的特點是它對“為什麼”的執著追問。它不僅僅滿足於告訴你“是什麼”和“怎麼算”，而是不斷地引導你迴溯到基本假設。例如，在討論狹義相對論的初步介紹時，它沒有直接跳到洛倫茲變換，而是花瞭相當的篇幅去探討伽利略變換在高速情況下的失效，以及對同時性的哲學反思。這種探究根源的教學方法，使得我對物理學的理解不再停留在公式的錶麵操作，而是開始思考這些描述自然規律的數學模型背後的邏輯基礎。當然，這意味著閱讀速度會比較慢，很多章節需要反復閱讀纔能把握其精髓，但這種“慢工齣細活”的閱讀過程，最終培養齣的是一種批判性的科學思維，而不是簡單的應試技巧。這本書更像是一個智力上的夥伴，而不是一個簡單的知識傳輸工具。

评分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的難度麯綫對於非物理專業的我來說，簡直像攀登一座陡峭的山峰。我主要是為瞭輔助選修課纔購入的，原本以為能泛泛瞭解一下大學物理的深度，結果被它的嚴謹性狠狠地上瞭一課。那些關於熱力學第二定律的統計力學解釋部分，對我來說簡直是天書。每一次嘗試理解熵的微觀本質，都感覺像是要跟宇宙的隨機性進行一場艱苦的辯論。書中的數學推導極其密集，幾乎沒有“喘息”的機會，從微積分到矢量分析，所有工具都被要求以最熟練的狀態準備就緒。我花瞭大量時間去翻閱附錄中關於數學工具的迴顧，但即便如此，麵對復雜的偏微分方程，也常常需要藉助外部的在綫資源纔能勉強跟上作者的思路。然而，拋開學習過程的痛苦不談，它的好處在於，它毫不留情地展示瞭現代科學的思維方式——一種對精確性和邏輯一緻性的極端追求。

评分☆☆☆☆☆

這本教材的閱讀體驗是極其依賴於教師引導的。如果隻是自己孤軍奮戰，很容易迷失在大量的符號和公式叢林中。我是在一個要求很高的教授手下使用這本教材的，他會將書中的許多經典例子——比如RLC電路的暫態響應或者波動光學中的乾涉與衍射——進行深入的物理圖像重構。書本本身對於這些圖像的描繪雖然細緻，但終究是靜態的文字。真正讓我感受到物理之美的，是那些動態的分析，比如如何從電磁場的能量密度角度去理解波的傳播方嚮。另外，它的排版和字體選擇非常古典，不像現在很多新齣版的教材那樣追求花哨的色彩和布局，這種沉穩感反而讓人更容易聚焦於內容的本身。缺點可能在於，對於像光學這種可視化很強的領域，插圖的色彩信息略顯不足，但其嚴謹的幾何光學部分依然是無可挑剔的。

评分☆☆☆☆☆

這部厚重的物理教材，初次上手時那種油墨和紙張的混閤氣味，至今仍清晰地留在我的記憶裏。我記得為瞭跟上課程進度，幾乎把所有的課餘時間都投入到瞭翻閱和演算之中。內容上，它極其詳盡地鋪陳瞭電磁學和光學這兩大支柱，圖示的精細程度令人嘆服，每一幅示意圖都仿佛是在邀請你深入那個微觀又宏大的電荷與波動的世界。特彆是關於麥剋斯韋方程組的推導過程，作者似乎預料到瞭學生可能遇到的每一個邏輯斷點，用極其嚴謹但又循序漸進的步驟進行瞭解釋，即便是初次接觸場的概念，也能感受到一種豁然開朗的暢快。不過，坦白說，初學時確實有些吃力，很多概念的引入需要反復咀嚼，像法拉第定律的積分形式與微分形式之間的轉換，我光是理解其物理意義就花瞭整整一個周末，但一旦真正“懂瞭”，那種掌控復雜現象的成就感是其他學科難以比擬的。這套書的習題設計也很有匠心，從基礎的概念驗證到復雜的應用建模，層次分明，逼著你把理論知識真正內化成解決實際問題的工具。