Mastering Physics (Palgrave Master) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Palgrave Macmillan

作者:H.J.P. Keighley

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-02-26

价格:USD 33.37

装帧:Paperback

isbn号码:9780333698747

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 大学物理
• 力学
• 电磁学
• 光学
• 热力学
• 量子力学
• 习题集
• 教材
• Palgrave Master

经典物理学导论：概念、应用与思维拓展 本书导言： 欢迎来到《经典物理学导论：概念、应用与思维拓展》。本书旨在为广大学习者提供一个全面而深入的物理学基础框架，尤其侧重于宏观世界中那些支配着我们日常经验和工程实践的经典理论。我们不追求成为涵盖所有前沿物理分支的百科全书，而是致力于打磨读者对核心物理原理的深刻理解，培养其利用数学工具解决实际问题的能力，并激发对自然界基本运作机制的好奇心。本书的结构设计旨在引导学习者从最直观的经验现象出发，逐步构建起严谨的理论模型，最终实现对物理世界的清晰洞察。 第一部分：运动的几何与动力学基础 本部分是理解物理世界的基础。我们从运动学的基本概念入手，详细探讨了位移、速度和加速度的矢量特性。不同于仅仅停留在代数运算，本书强调了参考系的选择如何影响我们对运动的描述，特别引入了惯性系和非惯性系的概念，为后续更复杂的动力学分析奠定基础。 继而，我们深入牛顿力学的三大定律。第一定律（惯性定律）被视为定义惯性参考系的基石。第二定律 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 不仅仅是一个方程，更是连接力和状态变化的桥梁。本书用大量篇幅剖析了“力”的本质——它是物体间相互作用的量度，并详细讨论了引力、摩擦力、弹力等常见力的性质和数学描述。第三定律（作用与反作用定律）则被用来分析系统的整体平衡与相互作用。 在动力学部分，我们聚焦于功和能的概念。功是描述力在空间上累积效应的标量，它为理解能量守恒定律提供了直观的物理意义。动能、重力势能、弹性势能等基本能量形式被逐一解析，并通过“动能定理”和“机械能守恒定律”展示了能量在孤立系统中的不灭性与转化性。我们特别强调，能量观点往往比直接使用牛顿定律在解决复杂系统问题时更为简洁高效。 第二部分：系统与守恒律 本部分将视角从单个物体扩展到由多个物体组成的系统。动量和角动量成为描述系统整体运动状态的关键量。动量守恒定律在处理碰撞、爆炸等瞬时相互作用问题中展现出无与伦比的威力，本书通过对完全弹性碰撞和非弹性碰撞的细致分析，训练读者识别和应用动量守恒的条件。 角动量是旋转运动的核心量度。我们定义了力矩，并推导了角动量定理。对刚体转动的分析是本部分的重点，涉及转动惯量、转动动能以及力矩与角加速度的关系。通过对轮子、飞轮等实例的分析，读者将理解角动量守恒在天文运动（如行星轨道）和日常工程中的重要性。 第三部分：振动、波与热现象 过渡到描述周期性现象和宏观物质性质时，简谐振动（SHM）是理解一切周期现象的起点。本书详细分析了理想弹簧振子和单摆，推导了位移、速度和加速度随时间变化的三角函数关系。随后，我们引入阻尼振动和受迫振动，重点阐述了“共振”现象的物理机制及其在工程中的积极和消极影响。 从振动自然引申出波的概念。机械波（如声波、水波）的传播特性被系统地讨论，包括波速、频率、波长以及波的叠加原理。横波和纵波的区别，以及波的反射、折射、干涉和衍射现象，共同构筑了波动力学的基本图景。 热学部分是连接微观世界与宏观现象的桥梁。我们从温度、热平衡和热力学第零定律开始，引入内能、功和热量，详细阐述了热力学第一定律，并强调了其作为能量守恒在热过程中的具体表现。分子动理论被用作连接宏观气体性质（如压强、温度）与微观粒子运动速度的工具，使得理想气体定律的推导具有坚实的物理基础。 第四部分：电磁学的统一场论 电磁学是经典物理学的巅峰成就之一。本部分从静电学开始，引入电荷、库仑定律以及电场概念。通过高斯定律，我们学习了如何利用电场的对称性来简化计算复杂电荷分布产生的电场。电势的概念被引入，用于简化涉及电场的做功和能量的计算。 随后，我们转向静磁学，讨论电流的磁效应——安培定律。洛伦兹力则统一了电场和磁场对运动电荷的作用。电磁感应现象（法拉第定律和楞次定律）揭示了变化的磁场如何产生电场，这是理解所有发电机和变压器原理的关键。 本书的高潮在于麦克斯韦方程组的构建。我们不仅展示了这四个方程如何简洁地概括了所有已知的电磁现象，更重要的是，麦克斯韦引入的“位移电流”概念预言了电磁波的存在及其传播速度恰好等于光速。本书详细论证了光是一种电磁波，从而在理论上统一了电学、磁学和光学。 第五部分：思维拓展与现代物理的边缘 在收尾部分，本书着重于物理思维方法的训练，而非引入复杂的现代物理理论（如量子力学或相对论的完整数学框架）。我们通过回顾经典理论的局限性，例如黑体辐射问题和光电效应，引导读者认识到经典物理在描述极端条件下的不足。 我们探讨了狭义相对论的基础概念，如光速不变原理和同时性的相对性。通过思想实验（如火车上的观察者），我们展示了时间膨胀和长度收缩的现象，强调了相对论如何重塑了我们对空间和时间的经典认知。这部分内容旨在激发读者对物理学更深层次的探索，理解当前科学疆界的边界所在。 教学特色与目标读者： 本书的特点在于其严谨的数学推导与丰富的物理图像相结合。每章均包含大量精心设计的例题，这些例题不仅是计算练习，更是应用特定物理原理的范例。章节末的“概念回顾与深入思考”部分鼓励学生超越公式记忆，对物理现象进行批判性反思。 本书适合于大学本科阶段的物理学入门课程学生、工程技术领域的专业人士，以及所有渴望系统掌握经典物理学核心思想的自学者。阅读本书后，读者不仅将掌握解决经典力学、电磁学等领域问题的能力，更重要的是，能够建立起一种结构化、逻辑严密的科学分析思维。

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从装帧和印刷质量的角度来看，这本书无疑是一流的制作。纸张的质感非常舒适，长时间阅读眼睛不容易疲劳，这在面对厚重的理工科书籍时尤其重要。内页的布局清晰、专业，字体选择恰到而适中，不会显得过于拥挤或单调。尤其要提到的是，书中那些复杂的数学公式和符号，印刷得极其清晰锐利，没有出现任何模糊或错位的情况，这对于精确阅读公式推导至关重要。我曾听闻一些出版物在处理大量数学符号时会有疏漏，但这本书在这方面做得堪称典范。这种对细节的极致追求，体现了出版方对知识传播的尊重，也反过来增强了读者在学习过程中的专注度和愉悦感。一本好的书，其物理形态也应与其承载的智慧相匹配，这本书在这方面做得非常成功，让人愿意珍藏和反复翻阅。

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这本书的深度远超我的预期，它在内容广度上的覆盖也是相当惊人的。我之前以为它会集中在某几个核心分支，但实际上，从基础的经典力学到相对论的入门探讨，再到量子力学的基本框架，都有涉猎，而且处理得都相当到位，没有因为求广而牺牲深度。特别是它对热力学第二定律的阐述，没有陷入常见的熵增解释的僵局，而是从微观统计力学的角度给予了全新的诠释，这种跨学科的融会贯通，让人对物理学的整体结构有了更宏大的把握。阅读过程中，我常常需要停下来，花时间去消化这些信息，因为它不像某些入门读物那样提供预先咀嚼好的结论，而是要求读者自己去“消化”和“重构”知识体系。对于已经有一定基础的读者，这本书可以作为一次系统性的知识重塑之旅，检验自己理解的漏洞，并加以弥补。

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我发现这本书在处理实验设计与数据分析的交叉领域时，展现出了令人耳目一新的视角。很多同类书籍往往将理论与实验割裂开来，要么堆砌公式，要么只停留在定性描述。然而，这本书非常巧妙地将理论模型与实际测量误差、仪器局限性等实际操作中的关键因素结合起来讨论。例如，在介绍电磁感应定律时，它不仅详细推导了法拉第定律，还紧接着探讨了在真实实验环境中，由于导线电阻、环境磁场干扰等因素如何影响测量的准确性，并提供了初步的误差分析框架。这种将“纸上谈兵”与“实战演练”无缝衔接的处理方式，极大地提升了这本书的实用价值。对于那些未来计划从事科研工作，或者对实验物理学抱有浓厚兴趣的读者来说，这种深入的洞察力是无价的。它教会了我如何批判性地看待实验结果，而不是盲目相信书本上的理想值。

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这本书的物理学概念讲解得非常透彻，尤其是在处理复杂问题时，作者总能提供清晰、易于理解的思路。我记得有一次我对某个高阶力学概念感到非常困惑，翻阅了许多参考书都收效甚微，直到我接触到这本书的对应章节。它没有直接给出结论，而是引导我一步步拆解问题的核心，用一种近乎哲学的思辨方式，让我从根本上理解了原理的内在逻辑。这本书的排版和插图设计也值得称赞，那些精心绘制的示意图，不仅仅是简单的图形辅助，更像是对抽象概念的一种视觉化翻译，极大地降低了理解门槛。阅读体验是沉浸式的，仿佛有一位耐心的导师在身旁，随时准备为你拨开迷雾。我特别欣赏它在理论推导过程中所展现的严谨性，每一个数学步骤都有理有据，毫不含糊，这对于希望打下坚实基础的理工科学生来说，无疑是宝贵的财富。它不仅仅是一本教材，更像是一本思维训练手册，教会你如何像物理学家那样思考问题。

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这本书最独特的地方，或许在于它对物理学史和哲学思想的巧妙嵌入。它并非单纯的工具书，而是将物理定律的发现过程，与当时科学界乃至整个社会思潮的碰撞联系起来进行探讨。例如，在讲解牛顿力学体系的建立时，作者穿插描述了笛卡尔主义与经验主义的哲学论争，这使得牛顿的工作不再是孤立的数学成就，而是特定历史背景下伟大思想的结晶。这种“情境化”的教学方法，极大地激发了我对物理学背后人文精神的兴趣。它让我认识到，科学的发展是充满探索、质疑甚至妥协的人类活动，而非一蹴而就的真理宣告。因此，这本书不仅提升了我的专业技能，更拓宽了我的视野，让我看到了科学与人类文明的深刻关联，这在很多纯粹侧重解题技巧的教材中是难以获得的宝贵视角。

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