原子结构理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国科学技术大学出版社

作者:黄时中

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2005-6

价格:24.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787312017957

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 原子物理
• 量子力学
• 原子结构
• 物理学
• 化学物理
• 现代物理
• 理论物理
• 电子结构
• 光谱学
• 核物理

《万物之源：探寻物质世界的基石》 内容提要： 本书并非聚焦于量子力学或原子核结构等现代物理学的核心分支，而是旨在为广大科学爱好者和初学者构建一个清晰、连贯的经典物理学框架下的物质构成认知路径。我们摒弃了对复杂数学模型的直接引入，转而采用一种历史的、哲学的视角，深入探讨人类在迈向理解“原子”这一概念的过程中所经历的思维跃迁、实验的局限与突破，以及早期模型如何塑造了我们对物质基本单元的初步认识。 本书的结构围绕着物质“不可分割性”这一概念的演变展开，从古希腊的朴素哲学思辨，逐步过渡到19世纪化学元素理论的兴起，最终停留在原子论在宏观化学反应中的应用层面。我们专注于宏观现象背后的微观推测，而非微观粒子层面的精确描述。 --- 第一部分：哲思的萌芽与早期猜想 在科学方法尚未成熟的年代，人类如何试图回答“世界由什么构成”这一终极问题？本部分将追溯亚里士多德的四元素说（土、水、火、气）与留基伯、德谟克里特的“原子不可分”思想之间的张力。我们将详细解读德谟克里特哲学的核心：原子（Atomos）的形状、大小、运动轨迹及其在虚空（Void）中的相互作用如何解释物质的特性变化（如水如何变硬、火如何燃烧）。 重点在于，这部分强调的是哲学上的概念构建。我们探讨的“原子”是纯粹的逻辑推演结果，它与后世通过实验证明的原子概念存在本质的区别。我们将分析这些早期理论在当时科学背景下的合理性与局限性，特别是它们为何在数千年间未能转化为可检验的科学模型。 第二部分：化学的觉醒与原子论的复兴 时间快进至启蒙运动后期，化学学科开始从炼金术的迷雾中挣脱。本部分将重点介绍道尔顿的原子理论。我们不会深入讨论其后的光谱分析或电子发现，而是聚焦于道尔顿基于质量守恒定律、定比定律和倍比定律所建立的化学原子观。 内容涵盖： 1. 原子是化学反应的最小单位： 解释为什么只有将物质视为由不可再分的微小颗粒构成，才能完美解释质量守恒。 2. 元素的原子具有独特的重量： 阐述道尔顿如何利用相对原子质量的概念，首次为抽象的“原子”赋予了可测量的属性（尽管是相对的）。 3. 化合物的形成： 如何用原子在简单整数比下结合的模式，解释水、二氧化碳等常见化合物的构成。 本部分的叙述核心是原子作为化学计量学工具的意义。它成功地将宏观的化学变化规律，映射到微观的粒子集合行为上，完成了从哲学思辨到实验科学的第一次飞跃。 第三部分：原子的形态与相互作用的经典想象 在电子、质子等基本粒子被发现之前，科学家们是如何想象“原子”的内在结构的？本部分将描绘20世纪初，在汤姆孙发现电子，但尚未完全建立起成熟的核模型之前的过渡时期。 我们将探讨几种具有里程碑意义的经典“西瓜模型”或“葡萄干布丁模型”的尝试： 汤姆孙的“均匀带电球体”假说： 描述科学家如何试图用一个整体带正电的球体包裹着负电荷的电子，来解释电中性问题。 对原子尺度的估算： 介绍早期物理学家如何通过计算特定物质的密度、折射率等宏观性质，来粗略估算一个原子的直径范围（例如，利用液体中分子排列的假设）。 这部分内容着重于经典物理学尝试解释电荷与质量分布的努力。我们探讨的是科学家们如何在缺乏现代工具的情况下，凭借现有观测（如电解现象）对“内部结构”做出的合理解释，即便这些解释最终被后来的实验所推翻。 第四部分：从原子到分子：物质的宏观组织 本章将视角从单个“不可分割”的假想单位，转移到这些单位如何组合形成我们日常可见的物质世界。我们将详细介绍分子（Molecule）概念的形成，特别是阿伏伽德罗假说的历史地位。 “原子”与“分子”的区分： 分析早期化学家为何需要引入“分子”来解释气体体积定律，以及原子和分子在不同状态下（气态、液态、固态）的不同表现。 化学键的早期描述： 虽然不涉及量子化学，但我们将讨论基于电荷吸引或简单的几何构型，对原子如何“手拉手”形成稳定结构（如晶格或链状结构）的早期想象。 总结： 《万物之源：探寻物质世界的基石》提供了一段绕过现代量子力学复杂性的旅程。它关心的不是原子核的自旋，也不是薛定谔方程的解，而是人类思维如何一步步地，从纯粹的哲学思考，通过严谨的化学计量学，最终构建起一个关于物质基本构成的、尽管不完全准确但极具启发性的经典图像。本书旨在展现科学史的曲折性，以及早期科学家们在已知局限下所展现出的非凡洞察力。

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总而言之，这本书的价值在于它构建了一个无比坚实且自洽的知识体系框架。它不是一本针对考试快速提分的速成指南，而更像是一座需要时间去攀登的知识高塔。作者在构建“原子结构”这个概念时，没有仅仅停留在电子排布的记忆层面，而是将视角提升到了量子场论的边缘，用一种宏大的哲学视角去审视物质最深层的组织规律。书中对自旋的概念引入和处理尤为精彩，作者没有回避其反直觉的性质，反而将其置于理论的中心，引导读者接受这种奇特的内在自由度。读完此书，你对“电子”这个词的理解将会被彻底重塑，它不再是那个围绕原子核运行的小球，而是一组复杂的概率波函数、是能级跃迁的根本原因。这本书对那些渴望真正理解而非仅仅“会用”物理公式的人来说，是近乎必读的经典。

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这本书的语言风格非常“老派”，但这种老派却带来了一种无可替代的权威感。它的句子结构倾向于使用复杂的复合句，每一个从句都精确地限定了前文的条件或结果，措辞极其审慎，几乎找不到任何模棱两可的表述。这使得阅读过程需要极高的专注力，你不能像读小说那样走马观花，必须逐字逐句地咀嚼作者想要传达的精确含义。尤其在对角动量量子化和泡利不相容原理的论证部分，作者几乎是采用了一种“辩论式”的写作手法，不断用逻辑的杠杆去撬动旧观念，然后建立起新的结构。对于那些习惯了现代网络语言的轻量级表达的读者来说，可能需要时间来适应这种密度极高的文本。然而，一旦适应了这种节奏，你会发现这种严谨性带来的知识吸收效率是惊人的，知识点之间的连接被编织得密不透风，几乎没有可供“跳跃”的空间。

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我购买的是平装版本，装帧质量非常出色，纸张的克重拿在手里很有分量感，印刷清晰度一流，即便是最微小的希腊字母和上下标都没有丝毫模糊。这本书的实用价值也体现在其丰富的附录部分。其中不仅包含了常用的物理常数表和数学工具的复习，更令人惊喜的是，它还收录了几个关键历史文献的节选英译本，比如玻尔的早期通信片段，这为理解理论的起源提供了宝贵的“一手资料”。这种跨越文本本身，连接历史源头的做法，极大地丰富了知识的维度。唯一让我感到小小的困扰是，部分章节中引用的参考书目似乎主要集中在20世纪中叶的经典著作，对于近二十年内发展起来的某些高精度计算方法或实验验证的新进展，提及得不够充分，显得稍稍有些时代滞后性，不过这或许也反映了本书核心聚焦于理论基石的定位。

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阅读体验上，我感觉这本书更像是一部精心编纂的学术史诗，而非单纯的教科书。它不仅罗列了事实和公式，更深入挖掘了科学思想的演变过程，那些天才们在面对实验结果与旧理论冲突时的挣扎与顿悟被描绘得淋漓尽致。例如，书中对海森堡矩阵力学和薛定谔波动方程这两种看似不同的描述如何最终统一在同一物理图像下的论述，展现了极高的学术洞察力。作者似乎花了大量精力去考证历史细节，使得每一个理论的引入都带有强烈的时代背景和实验驱动力，让人不禁对科学进步的非线性过程产生深刻的敬畏。唯一美中不足的是，在讨论到某些高阶的群论应用时，篇幅略显仓促，或许是受限于篇幅，但对于想要深入研究对称性在原子能级结构中作用的读者来说，可能会觉得略有遗憾，需要额外查阅专业资料来补充。但总的来说，这本书成功地将枯燥的理论物理赋予了人文色彩。

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这本书的封面设计很有特色，乍一看像是某种复杂的数学公式与艺术图样的结合，配色大胆却不失科学的严谨感。内页的排版也做得相当用心，字体大小适中，段落之间的留白恰到好处，阅读起来非常舒适，不会有那种长时间盯着屏幕产生的疲劳感。我尤其欣赏作者在讲解一些核心概念时所使用的图示和类比，它们往往能将抽象的物理世界变得具象化，比如用宏观的行星轨道来类比电子云的概率分布，这种方式极大地降低了初学者的入门门槛。虽然内容涉及了量子力学和波函数的复杂运算，但作者似乎非常擅长“循序渐进”，总是在关键转折点提供详尽的数学推导背景，而不是直接抛出结论，这让那些对数学有一定基础但对物理直觉不太敏感的读者也能跟上思路。整本书的逻辑脉络清晰得像一条笔直的河流，从早期卢瑟福模型的缺陷讲起，一步步引入薛定谔方程的建立与求解，直到现代粒子物理的前沿探索，仿佛作者在亲自领着我们进行一场穿越时空的概念之旅。

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