Nanoscale Energy Transport and Conversion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Oxford University Press

作者:Gang Chen

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:2005-3-3

价格:USD 175.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195159424

丛书系列:

图书标签:

• energy
• transport
• nanosacle
• in
• book
• Text
• 科学和心理学
• 工程
• 纳米能源
• 能量传输
• 能量转换
• 纳米材料
• 热管理
• 电子器件
• 热电效应
• 量子效应
• 能源科学
• 纳米技术

《微观世界的能量流转与转化：物理学前沿探索》 本书并非聚焦于“纳米尺度能量传输与转化”这一特定领域，而是将目光投向更宏观、更基础的物理学领域，深入探讨能量在物质世界中的普遍存在形式、运动规律及其相互转化的深刻机制。我们将跨越经典力学、热力学、电磁学乃至量子力学的广阔疆域，揭示能量作为宇宙万物基本属性之一的本质，以及驱动自然界一切变化的根本动力。 第一部分：能量的本质与守恒——宇宙的基石 我们将从能量最根本的概念入手。什么是能量？它如何表现？本书将梳理能量的多种形式：动能、势能、内能、辐射能、化学能等等，并深入剖析它们之间的内在联系。我们将详细阐述能量守恒定律这一物理学中最辉煌的成就之一，探讨它在宏观世界和微观世界中的普适性，以及它如何制约着一切物理过程的可能性。通过对经典力学中能量转化的细致分析，例如弹簧的弹性势能转化为动能，重力势能转化为动能，我们会为读者建立起能量流动的直观感知。 第二部分：热力学——宏观世界的能量之舞 进入热力学领域，我们将聚焦于宏观尺度上能量的传递与转化。本书将详尽解读热力学三大定律： 热力学第一定律（能量守恒定律在热学中的体现）：我们将通过分析热机、制冷机等实际应用，深刻理解功、热量和内能之间的关系，以及它们如何在物质系统中相互转化，并分析能量转化的效率限制。 热力学第二定律（熵增原理）：这是理解能量转化方向和不可逆性的关键。我们将从不同角度阐述熵的概念，包括统计力学和信息论的视角，解释为什么能量会自发地从有序向无序、从集中向分散转化，以及为什么不存在效率为100%的热机。我们将探讨其在宇宙演化、生命过程等宏观现象中的重要意义。 热力学第三定律：我们将解释绝对零度的概念，以及在趋近绝对零度时熵的变化规律，探讨其在低温物理和超导等现象中的基础作用。 本书还将深入探讨各种热力学过程，如等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程，分析在这些过程中能量是如何传递和转化的。我们会讨论相变（如固液气之间的转变）过程中的能量变化，以及潜热和显热的概念。 第三部分：电磁学——能量的无处不在 电磁学是描述能量如何在电场和磁场中存在和传播的学科。本书将： 回顾电荷、电场和电势：介绍静电能的概念，以及电荷分布如何储存能量。 阐述电流与磁场：分析导体内电荷运动产生的能量消耗（焦耳热），以及电流在磁场中受力时能量的转化。 深入麦克斯韦方程组：虽然不直接推导复杂的数学方程，但我们将用清晰的语言解释麦克斯韦方程组如何统一了电和磁，并预言了电磁波的存在。 探讨电磁波的能量：详细介绍光、射电波、X射线等电磁波的本质就是能量的传播形式。我们将分析电磁波的能量密度、能流密度（坡印廷矢量），并讨论光子作为量子化能量载体的概念。我们将举例说明电磁能量在无线通信、医疗成像、太阳能利用等领域的广泛应用。 第四部分：量子力学——微观世界的能量奥秘 当我们将视角转向原子和亚原子层面，量子力学便揭示了能量的全新图景。本书将： 介绍能量的量子化：解释能量不再是连续变化的，而是以离散的“量子”形式存在的。我们将以普朗克的黑体辐射理论和玻尔的原子模型为例，说明能量量子化的革命性意义。 波粒二象性与能量：阐述电子、光子等微观粒子同时具有波和粒子的特性，以及它们的能量与频率（或波长）之间的关系（E=hν）。 量子隧穿与能量：介绍在量子力学中，粒子有时可以“穿过”能量高于它的势垒，这是一种在经典物理学中无法想象的能量转化或传递方式。 原子和分子的能级：解释原子和分子内部的电子只存在于特定的能量轨道上，能量的吸收和辐射就是电子在不同能级之间跃迁的结果。这将为理解光谱学、激光等现象打下基础。 核能的释放：简单介绍核裂变和核聚变过程中巨大的能量释放，并简要提及爱因斯坦的质能方程E=mc²，说明质量与能量的等价关系。 第五部分：能量的转化与效率——工程与环境的挑战 在对能量的各种形式和基本规律有了深入理解后，本书将回归现实应用，探讨能量转化过程中的效率问题。 效率的定义与衡量：我们将分析不同能量转化装置的效率，例如内燃机的热效率、发电机的电能转化效率、太阳能电池的光电转化效率等。 不可避免的能量损耗：结合热力学第二定律，我们将解释为什么任何宏观尺度的能量转化过程都伴随着能量的耗散，通常以热量的形式损失，导致效率无法达到100%。 可持续能源与能量利用：我们将简要介绍当前面临的能源挑战，以及开发高效率、低损耗的能源转化技术（如更高效的太阳能电池、先进的储能技术）的重要性。同时，也会提及对环境影响的考量，例如温室效应与能源消耗之间的关系。 总结 《微观世界的能量流转与转化：物理学前沿探索》旨在为读者提供一个全面、深入的能量视角。我们不局限于特定尺度或领域，而是力求展现能量作为驱动宇宙一切现象的根本动力，如何在不同的物理规律下，以各种形式存在、流动和转化。本书适合对物理学有一定兴趣，希望理解物质世界运行底层逻辑的读者，以及希望拓宽知识视野、触及物理学基础概念的工程师和科研人员。通过本书，您将对我们所处的世界，从最微小的粒子到最宏大的宇宙，拥有更深刻的洞察。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的后半部分，我深切感受到作者在平衡理论深度与可读性上所付出的巨大努力。某些章节，比如涉及量子隧穿效应和电子-声子耦合的讨论，即便是对于有一定基础的读者来说，也需要反复推敲才能完全消化。然而，作者总是非常巧妙地在关键的物理概念后穿插一些具有启发性的案例分析。例如，在讨论如何利用量子点增强塞贝克效应时，书中不仅仅给出了公式，更是深入剖析了能带结构工程如何影响载流子有效质量的调控策略。这种注重“为什么”和“如何做”的讲解方式，极大地提升了学习的效率。我特别欣赏作者对新兴概念如“非平衡态热力学”在纳米尺度下的应用所持有的审慎态度，他既展示了其巨大的潜力，也清醒地指出了当前模型在处理复杂多体相互作用时的局限性。这本书的参考文献列表也堪称一座小型图书馆，囊括了过去二十年中最具影响力的期刊论文，为读者继续深挖特定主题提供了清晰的路径图。总而言之，这本书的价值在于它不仅传授了知识，更培养了批判性思维，让读者在面对未解难题时，能够运用跨学科的工具箱进行有效的探索和攻关。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格有一种古典的严谨美感，文字措辞精准，几乎找不到任何可以被质疑的模糊表述。这对于一本高度专业化的教材而言是至关重要的品质。我注意到作者在构建论证时，非常偏爱使用“首先……其次……最终……”的结构，这使得复杂的物理过程被分解成一系列清晰、可追踪的步骤。例如，在描述光热转换效率的提升机制时，作者先从电磁波在金属纳米颗粒中的等离激元共振讲起，然后过渡到如何通过表面等离激元极化激元驱动的电子-电子散射来增强热载流子，最后论证了这种增强如何转化为更高效的热辐射。这种层层递进的逻辑推演，极大地帮助我构建了完整的认知地图。不过，我个人认为，在某些涉及先进计算方法的章节，如果能增加一些关于计算资源需求和实际代码实现思路的讨论，可能会对那些刚刚接触数值模拟的初学者更加友好。即便如此，这本书依然保持着极高的学术水准，它像一把锋利的手术刀，精确地剖开了纳米尺度下能量流动的奥秘，是领域内研究人员案头必备的案头书，值得反复研读和查阅。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体阅读体验感到非常振奋，它成功地将物理学的根本原理与工程实践中的紧迫需求紧密地结合起来，展现出一种宏大的视野。作者在探讨能量输运时，始终不忘强调环境因素对纳米系统的影响。例如，书中有一章专门探讨了界面效应在热阻贡献中的主导地位，详细分析了原子层沉积（ALD）薄膜与衬底之间的晶格失配如何产生“热盲区”。这种对细节的关注，使得理论预测更贴近真实的实验观测。此外，这本书的结构安排似乎是为自学设计的最优解：每一章的末尾都设有“关键概念回顾”和几道富有挑战性的习题，这些习题往往不是简单的公式代入，而是要求读者进行概念性的权衡和设计优化。我尤其喜欢作者对“热力学第二定律”在非平衡纳米系统中的重新诠释，这挑战了我们许多根深蒂固的宏观直觉。读完这本书，你会感觉自己对“效率”这个概念有了更深层次的理解，它不再是一个简单的输入输出比，而是一个依赖于维度、频率和时间尺度的动态函数。这本书无疑是该领域内的一座里程碑式的作品。

评分☆☆☆☆☆

这是一部充满洞察力的著作，其深度和广度令人印象深刻。我特别欣赏作者在处理新兴、快速发展的研究领域时所展现出的平衡感。他没有盲目追逐所有时髦的术语，而是聚焦于那些经过时间考验并展现出可重复性结果的物理现象。在关于热电材料的章节中，作者对材料的电子结构和声子谱进行了一种近乎艺术化的描述，清晰地揭示了为什么某些看似简单的化合物能展现出优异的ZT值。他非常擅长用类比来解释复杂的量子效应，比如用一个水管网络模型来解释电子传输路径的选择性，这使得那些对量子场论不太熟悉的读者也能抓住核心思想。这本书的排版和印刷质量无可挑剔，文字清晰，公式居中对齐，阅读起来非常舒适，长时间阅读也不会感到疲劳。如果非要提出一点建议，或许是希望能在某一章中增加对新型二维材料（如石墨烯和过渡金属二硫化物）在热管理应用中表现的更深入比较分析，因为这方面的最新进展非常快。但总体来说，这本书已经远远超出了我的预期，它不仅是一本教科书，更像是一份详尽的、经过深思熟虑的研究路线图，为未来的创新指明了方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常引人注目，那种深邃的蓝色调与精致的纳米结构图案交织在一起，立刻营造出一种前沿、高精尖的学术氛围。我最初是被书名吸引的，因为它精准地戳中了当前物理学和材料科学领域最热门的交叉点——能量的极限尺度操控。翻开第一章，作者以一种令人耳目一新的方式切入了主题，没有陷入繁复的数学推导，而是从宏观世界的能量耗散问题入手，逐步引导读者理解为何我们需要在纳米尺度上重新审视能量的传输和转化机制。文中的图表和插图质量极高，特别是那些三维的分子动力学模拟截图，清晰地展示了声子在晶格缺陷处的散射路径，这对于理解热导率的下降机制至关重要。作者对前沿实验技术的介绍也极为到位，比如扫描隧道显微镜（STM）在测量单分子热流方面的应用，描述得细致入微，让人仿佛身临其境。整体而言，这本书的结构安排非常合理，逻辑链条紧密，从基础理论到实际应用，为研究生和研究人员提供了一个坚实的知识框架。对于那些希望深入研究热电材料、纳米器件散热或者新型能源捕获技术的人来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料，它不仅仅是知识的罗列，更是一种思维方式的启发，鼓励我们将视角聚焦于那些在传统框架下容易被忽略的微小世界中的巨大能量潜力。

评分☆☆☆☆☆

如果你喜欢研究纳米，这本书不得不读～ 作者写出来让中国人感到骄傲～

评分☆☆☆☆☆

好书，归纳总结的很好。如果有电子版就太好了，求电子版啊啊啊

评分☆☆☆☆☆

如果你喜欢研究纳米，这本书不得不读～ 作者写出来让中国人感到骄傲～

评分☆☆☆☆☆

如果你喜欢研究纳米，这本书不得不读～ 作者写出来让中国人感到骄傲～

评分☆☆☆☆☆

好书，归纳总结的很好。如果有电子版就太好了，求电子版啊啊啊