物理学(3年制高职) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:卫生职业教育分社

作者:徐龙海 编

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2003-8

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787030117953

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 高职
• 三年制
• 高等职业教育
• 职业教育
• 理工科
• 基础物理
• 电学
• 力学
• 光学

现代物理学前沿探索：从量子到宇宙的宏大叙事 图书名称：现代物理学前沿探索：从量子到宇宙 内容提要： 本书旨在为具备一定物理学基础知识的读者，提供一个深入了解当代物理学最活跃、最激动人心的前沿领域的窗口。我们不局限于经典力学或传统热力学的框架，而是将焦点投向那些塑造我们对物质、能量、时空乃至宇宙终极命运理解的革命性理论和实验发现。全书结构紧凑，逻辑清晰，以层层递进的方式，带领读者穿越微观世界的奇特景象，最终抵达宏大宇宙的深邃奥秘。 第一部分：微观世界的重构——量子场论与粒子物理的疆界 本部分将彻底颠覆读者对传统“粒子”和“场”的朴素认知，深入探讨描述自然界基本相互作用的量子场论（QFT）的精妙结构。 第一章：超越薛定谔方程——相对论性量子力学与狄拉克方程 我们将从回顾非相对论性量子力学的基础（如矩阵力学和波动力学）入手，明确其在高速运动粒子描述上的局限性。随后，重点剖析狭义相对论如何被嵌入量子力学框架，引出著名的狄拉克方程。本书将详细阐述狄拉克方程如何自然地预言了负能态（即反物质的存在），并解释湮灭和产生过程的量子场论起源。我们会用清晰的数学物理语言，解析旋量（Spinor）的物理意义及其与角动量的关系，为理解规范场论打下坚实基础。 第二章：标准模型的辉煌与局限 本章是粒子物理学的核心。我们将系统介绍粒子物理学标准模型（Standard Model, SM）的构成，包括费米子（夸克和轻子）的代数结构，以及规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）如何通过局部规范对称性（U(1) x SU(2) x SU(3)）来传递电磁力、弱核力和强核力。重点解析希格斯机制——自发对称性破缺如何赋予规范玻色子和费米子质量。 然而，本书绝不满足于对既有模型的复述。我们将深入探讨标准模型的“未解之谜”：为什么存在三代粒子？中微子为什么具有微小的质量（以及这是如何挑战标准模型的）？强相互作用中夸克禁闭的数学描述（如晶格QCD的简介）和渐近自由现象的物理图像。 第三章：超越标准模型的前沿推测 标准模型虽是迄今为止最成功的理论，但它无法解释引力、暗物质和暗能量。本章将导向“新物理”的探索。我们将介绍超对称理论（Supersymmetry, SUSY）的基本思想，即玻色子与费米子之间的对称性，以及它如何可能解决层次结构问题（Hierarchy Problem）和提供暗物质的候选粒子（如中性子ino）。同时，也会简要探讨超越SM的额外维度理论（如Kaluza-Klein理论的现代版本）和Grand Unified Theories (GUTs) 的基本概念。 第二部分：时空与引力的深层结构——广义相对论与量子引力 本部分将视角从微观粒子转向宇宙的结构和时空本身的本质。 第四章：爱因斯坦几何的威力——广义相对论的现代解读 本书将重新审视广义相对论（GR）的核心——爱因斯坦场方程。我们将详细分析该方程的物理意义，即物质/能量告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。在应用层面，我们会深入探讨黑洞物理学的现代进展，包括事件视界、奇点定理（Penrose-Hawking），以及事件视界望远镜观测到的黑洞阴影的物理图像。对于引力波，本书将介绍LIGO/Virgo探测到的双黑洞并合事件的频谱分析，以及如何利用引力波来检验GR的强场效应。 第五章：宇宙学的两大支柱——暗物质与暗能量 现代宇宙学模型（ΛCDM模型）的建立，严重依赖于两种未知的成分。本章将详细分析支持暗物质存在的证据链：星系旋转曲线、引力透镜效应、宇宙微波背景（CMB）的各向异性。我们讨论了WIMPs、轴子等主要暗物质候选粒子的实验探测方法。 随后，转向宇宙加速膨胀的发现及其背后的暗能量。我们将分析暗能量的可能本质，如宇宙学常数（Vacuum Energy）的理论值与观测值之间的巨大差异（真空灾难），以及“第五种力”探测的努力。 第六章：时空终极的融合——量子引力与弦理论 量子力学和广义相对论在普朗克尺度下无法调和，是当代理论物理的终极挑战。本章将介绍构建量子引力的主要尝试。我们将聚焦于弦理论（String Theory/M-Theory）的概览，解释其如何用一维的弦来统一所有基本粒子和力，以及其对多维空间的预言。同时，也将介绍圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的基本思想，即时空的离散化（量子化）概念。 第三部分：信息、混沌与交叉前沿 本部分将探讨物理学在信息论、复杂系统和量子计算等新兴交叉领域的应用。 第七章：信息时代的物理学——黑洞熵与量子信息 我们将探讨贝肯斯坦-霍金熵的概念，如何将热力学、引力与信息论联系起来。黑洞作为终极的物理系统，其信息悖论（Information Paradox）是检验量子引力和量子信息理论的试金石。本章将简要介绍全息原理（Holographic Principle）及其在AdS/CFT对偶中的体现，理解“信息”在物理定律中的核心地位。 第八章：量子计算与模拟的革命 本书的结尾将展望未来。我们将介绍量子比特（Qubit）的概念及其与经典比特的根本区别。深入分析量子纠缠（Entanglement）作为资源的作用，并简要介绍几种关键的量子算法（如Shor算法和Grover算法）的原理。此外，我们还将探讨利用复杂量子系统来模拟其他难以处理的物理问题的“量子模拟器”的前景。 面向读者： 本书适合于物理学、数学、计算机科学等相关专业的本科高年级学生、研究生，以及对现代物理学最前沿领域有浓厚兴趣的科研工作者和专业爱好者。阅读本书需要具备扎实的经典力学、电动力学、热力学以及基础量子力学的知识储备。本书旨在提供一个深入且富有挑战性的学习体验，激发读者对未知世界的探索热情。

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我对于教材的编排逻辑总是抱着比较挑剔的态度，毕竟知识的组织方式直接决定了学习的顺畅度。在这本《物理学（3年制高职）》中，章节之间的衔接处理得比较生硬。比如，学完静力学后，紧接着就跳到了热学，中间缺少一个关于能量守恒思想在不同领域如何统一和过渡的脉络梳理。这种“知识点堆砌”式的编排，让初学者很容易感到物理学的各个分支是孤立存在的，难以形成一个完整的知识体系。我记得以前学过的优秀教材，会通过一个贯穿始终的主线索，比如“物质的相互作用”或者“能量的转化与守恒”，将力学、电磁学、光学串联起来，这样学起来思路会非常清晰。而这本书更像是把不同时期的物理学知识点，按照传统的学术顺序机械地排列。在某些关键概念的引入上，教材的处理也略显仓促，例如在介绍相对论基础时，缺乏必要的历史背景铺垫和哲学思考，使得这些“高阶”的概念成了几个难以理解的抽象公式的堆砌，对于需要扎实基础的高职学生来说，这样的深度和广度反而会造成认知上的负担而不是帮助。

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从教学辅助材料的角度来看，这本书的表现也差强人意。一本好的高职教材，理应配备丰富的多媒体资源或者至少是详细的教师用书和学习指导。然而，我们拿到手的这本书，似乎主要依靠文字和少量的黑白插图。我在尝试查找与书本内容相关的实验演示视频或模拟软件链接时，发现教材中几乎没有提供任何有效的数字资源支持。在如今这个信息爆炸的时代，物理学习已经可以借助大量的虚拟实验平台来弥补实验器材的不足，或者通过三维动态模型来展示抽象的物理过程。但这本教材仿佛停留在上个世纪，它的“多媒体”可能就是偶尔出现的一个示意图。这对于培养实践操作能力至关重要的高职教育来说，是一个巨大的短板。教材内容本身相对抽象，如果再没有生动的视觉辅助工具，学生就只能靠想象力去构建那些看不见摸不着的电场、磁场或者波的传播状态，这无疑大大增加了学习的难度和枯燥感。

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这本书的排版和设计风格，说实话，有点让人提不起精神头来。封面设计得相当朴素，没什么亮点，内页的纸张质量也只能算一般，油墨印得不够清晰，有些复杂的公式和图示看起来总觉得有点费劲。更让人头疼的是，它的习题部分，简直是“老生常谈”的典范。大量的计算题，几乎都是套用公式，缺乏新颖性和启发性。我试着做了几道关于牛顿运动定律的题目，发现它们无非就是换个数值，换个场景，核心的解题思路完全一样，这对于培养我们独立分析问题的能力帮助不大。真正好的教材应该鼓励学生跳出题目的框架去思考，去探究“为什么”而不是仅仅停留在“怎么算”。这本书给我的感觉就是，它在努力把物理学的知识点“装进”300页的篇幅里，但却忽略了如何让这些知识“活”起来。我更倾向于那种章节末尾会有一些“思考与探索”或者“项目式学习”的引导性内容，能够激发我们去动手实践，但这本教材里基本看不到这些。对于一个需要高效学习并应用知识的高职学生而言，这种低效的习题设计确实是一个不小的障碍。

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这本《物理学（3年制高职）》拿到手的时候，我还挺期待能找到一些对未来职业生涯有帮助的实用知识，毕竟是高职教材嘛。结果翻开目录，讲的都是些经典物理的概念，什么力学、热学，还有电磁学的基础理论，内容深度嘛，也就是高中水平再稍微拓展一下，并没有我预想中那种紧密结合工业实践或者高职专业技能的“干货”。比如，讲到电路部分，更多的是基于欧姆定律和基尔霍夫定律的理论推导，很少见到对现代电子设备工作原理的剖析，更别提什么实际电路的设计和故障排查了。我觉得对于一个想学门手艺、早点就业的学生来说，这样的内容显得有点“空中楼阁”了。教材的语言风格也比较传统，用词比较书面化，阅读起来有些枯燥，不太像专门为高职学生设计的教材，更像是给传统大学预科班准备的。我希望看到更多图表、案例分析，能直观展示物理原理在实际生产线上是如何应用的，但这本书里这方面的内容几乎可以忽略不计。总的来说，如果只是想了解物理学的皮毛，它算是一个中规中矩的选择，但若指望它能成为你职业技能提升的助推器，恐怕要大失所望了。

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这本书的适用性和前瞻性方面，也存在一些令人担忧的问题。高职教育的定位是培养面向生产、建设、管理、服务一线的技术应用型人才，因此教材内容必须具有较强的时效性和面向未来的导向性。然而，《物理学（3年制高职）》所选取的案例和示例，大多是非常经典、甚至可以说有些陈旧的物理场景，比如简单的杠杆平衡、理想气体的等温变化等。对于现代制造业，特别是涉及自动化、新材料、新能源等前沿技术领域，这些基础知识点固然是基石，但教材中缺少对这些新兴领域中物理学原理的提及和应用。例如，在讲到材料力学时，如果能增加一些关于复合材料或者智能材料的力学特性介绍，会更有吸引力。目前的内容，给我的感觉是，它在尽力保证你不会“挂科”，但在帮助你“超越”目前的知识水平、适应未来技术变革方面，显得力不从心，它的实用价值更多是停留在理论的基础层面上，未能有效对接产业升级的需求。

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