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出版者:天津人民出版社

作者:宋伯涛

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2007-05-14

价格:38.8

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isbn号码:9787201052571

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《探秘微观：量子力学与粒子物理前沿》 本书导言： 我们生活的世界，从宏观的星辰运转到微观的原子跃迁，都遵循着一套深邃而迷人的自然法则。本书旨在带领读者深入探索现代物理学的两大支柱——量子力学与粒子物理学的核心概念、历史演进及其在当代科学中的前沿应用。我们不探讨高中阶段的经典力学或电磁学，而是聚焦于那些挑战人类直觉、重塑我们世界观的革命性理论。 第一部分：量子世界的基石——从波粒二象性到薛定谔方程 第一章：光与物质的叛逆：量子化的黎明 本章将追溯量子论诞生的历史背景。我们将详细剖析黑体辐射问题的失败，以及普朗克如何引入能量量子化（$E=h u$）这一大胆假设，为物理学打开了一扇全新的大门。随后，我们将深入理解爱因斯坦的光电效应解释，这一里程碑式的成果确立了光的粒子性——光子。不同于经典观念中光的连续性，我们将探讨光子如何体现出离散的能量包，以及这一发现对信息科学的深远影响。 第二章：德布罗意的幽灵：物质的波动性 如果光具有粒子性，那么粒子是否也具有波动性？本章将聚焦于德布罗意假说，详述其理论框架及其后被戴维孙-革末实验所验证的辉煌过程。我们将详细阐述物质波的概念，解释其波长与动量的关系 ($lambda = h/p$)，以及这一对经典粒子概念的颠覆性意义。我们将以双缝干涉实验的量子版本作为核心案例，剖析观察者效应如何成为量子力学中无法回避的核心议题。 第三章：概率的迷宫：波函数与薛定谔方程 量子力学不再描述确定性的轨迹，而是处理概率的分布。本章的核心是波函数 $Psi(mathbf{r}, t)$ 的物理意义。我们将详述玻恩对波函数模方平方的概率解释，并系统梳理时间依赖和时间无关的薛定谔方程的数学结构及其物理内涵。我们将选取几个简单的势阱模型（如无限深方势阱、有限深势阱）进行求解，演示如何通过波函数确定粒子的能级、动量分布和隧穿概率。重点将放在定态解的物理图像构建上。 第四章：矩阵的舞蹈：算符、本征态与不确定性 本章转向量子力学的代数表述。我们将介绍算符（Operators）的概念，讲解如何用算符来表示物理可观测量，如位置、动量和角动量。本征值方程（Eigenvalue Equations）的求解过程将揭示量子系统的“允许状态”。随后，我们将深入探讨海森堡不确定性原理的本质，不仅是测量技术的限制，更是自然界固有的属性。通过对位置和动量不确定性关系的数学推导，阐明为何“同时精确测量”成为不可能。 第二部分：角动量、自旋与多粒子系统 第五章：空间的量化：轨道角动量与斯特恩-格拉赫实验 本章集中讨论角动量在量子世界中的行为。我们将从经典角动量算符的推广入手，推导出角动量平方 $hat{L}^2$ 和 $L_z$ 的对易关系，解释为何只有特定分量的角动量可以被确定。斯特恩-格拉赫实验的经典案例将被细致分析，该实验不仅验证了空间量子化，更直接预示了“自旋”这一纯粹的量子特性。 第六章：内禀属性：电子的自旋 自旋（Spin）是粒子固有的角动量，它没有经典的对应物。本章将详细介绍自旋角动量算符 $hat{S}$ 及其分量 $S_z$ 的量子化性质。我们将引入泡利不相容原理，阐释为何电子不能占据完全相同的量子态，这是理解原子结构、化学键以及元素周期表的基础。 第七章：全同粒子与统计规律 当系统中存在多个全同粒子时，系统的描述必须考虑其不可分辨性。本章将区分费米子（如电子，服从泡利原理）和玻色子（如光子，不服从泡利原理）。我们将介绍玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的基本思想，以及这些统计规律如何决定宏观物质的性质，例如导体中的电子气和低温下的超流现象。 第三部分：前沿探索——粒子物理学的标准模型 第八章：原子核的疆界与核力的本质 在进入基本粒子之前，我们需要理解原子核的结构。本章将简要回顾卢瑟福散射和玻尔模型留下的疑问，并过渡到核力的研究。我们将讨论核子的结合能、半衰期和放射性衰变的基本机制，为理解更深层次的基本力做好铺垫。 第九章：基本粒子：夸克与轻子 本书的后半部分将转向粒子物理学的核心——标准模型。我们将系统介绍构成物质的基本粒子：六种夸克（上、下、奇、粲、底、顶）和六种轻子（电子、缪子、陶子及其对应中微子）。我们将阐述“味”的概念，并讲解强子（如质子和中子）是如何由夸克构成的。 第十章：力的媒介：规范玻色子与相互作用 现代物理学认为，基本力是通过交换特定粒子（规范玻色子）来实现的。本章将详细描述四种基本相互作用（强力、弱力、电磁力、引力）及其对应的载体：胶子、W/Z玻色子、光子。我们将侧重于解释量子电动力学（QED）的基本框架，即电子与光子的相互作用。 第十一章：希格斯机制与质量的起源 标准模型中最具革命性的部分之一是解释了基本粒子如何获得质量。本章将深入探讨希格斯场和希格斯玻色子的作用。我们将描述“自发对称性破缺”的概念，解释为何W和Z玻色子具有质量，而光子则保持无质量，这是粒子物理学研究的焦点之一。 本书总结： 《探秘微观：量子力学与粒子物理前沿》致力于构建一个清晰的逻辑链条，从宏观实验对微观世界的探索需求，到量子理论的数学框架，再到对基本粒子构成的现代理解。本书力求在保持科学严谨性的同时，激发读者对宇宙深层奥秘的无限好奇心。阅读本书，你将掌握理解21世纪物理学前沿研究的必备工具与概念。

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说实话，当初买这本书的时候，主要看中了它的名字，觉得“巧攻”听起来很省力。没想到，这本书真的做到了。它不是那种让你死记硬背理论的枯燥书籍，而是更侧重于培养你的物理思维。它会通过一些“陷阱题”来提醒你容易出错的地方，并且教你如何避免这些错误。我记得有一道关于牛顿第三定律的题目，很多人都会忽略作用力和反作用力的同体性，这本书就特别强调了这一点，并且给出了一个非常形象的比喻，让我一下子就记住了。而且，它还会提供一些“知识点拓展”，让你在掌握基础知识的同时，还能对相关内容有更深入的了解，这种循序渐进的学习方式，让我觉得很踏实。

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这次高考备考，我可是把宝押在了这套《1+1巧攻高考 物理》上，真没抱太大希望，想着“巧攻”二字，也许只是噱头。结果呢？简直是打开了新世界的大门！一开始，我最怕的就是那些死记硬背的公式和定理，感觉大脑都要炸了。但这本书不一样，它用一种非常巧妙的方式，把复杂的物理概念拆解得像讲故事一样。比如，讲到电磁感应的时候，它会先带你回顾一下磁场和电流的相互作用，然后层层递进，让你理解为什么会有感应电动势的产生。而且，它还会用很多生活中的例子来辅助理解，比如电磁炉的工作原理，这一点真的太有用了，瞬间就觉得物理不再是高高在上的学科，而是离我们生活很近的存在。

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这次高考备考，我经历了从“看见物理就头疼”到“有点享受物理学习”的转变，而这本《1+1巧攻高考 物理》绝对是我这场华丽转身的幕后推手。它最大的亮点在于，它不仅仅是一本习题集，更像是一个经验丰富的物理老师。在解析题目的时候，它总能点出那些隐藏在细节里的关键信息，并且引导你去思考。我曾经在某一个章节卡了很久，怎么也理解不了，最后翻到这本书的这一章，发现它用一种非常通俗易懂的方式，解释了那个困扰我很久的概念，甚至还提供了一些“小窍门”来帮助记忆。这种“点拨”式的讲解，让我感觉知识就像被一点点地“点燃”，最终汇聚成燎原之火，让我对物理有了前所未有的信心。

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我之前学物理，最大的问题就是做题没思路，一看题目就头疼，不知道从哪里下手。这套《1+1巧攻高考 物理》简直就是我的“救命稻草”。它不是那种罗列一大堆题目让你硬刷的书，而是专注于“巧攻”。它会教你一些解题的技巧和方法，比如“审题三步法”，让你在拿到题目后，能快速抓住关键信息，并且知道如何进行有效的分析。我特别喜欢它在讲完一个知识点后，紧接着提供的精选例题，而且这些例题的解析都特别详细，不仅告诉你答案是什么，更重要的是告诉你为什么是这样的答案，每一步推理都清晰可见。通过大量的训练，我发现自己做题的速度和准确率都有了质的飞跃，以前觉得很难的题目，现在也能游刃有余了。

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坦白说，我一直觉得物理这门学科，要么就是天生的学霸，要么就是和它无缘。我属于后者，每次考试都像是在“碰运气”。直到我翻开这本《1+1巧攻高考 物理》，我才意识到，原来物理是可以“攻克”的，而且是用一种更智慧的方式。这本书的编排非常有逻辑性，它会把一些看似不相关的知识点串联起来，让你看到它们之间的内在联系。比如，它会把力学和能量守恒定律结合起来讲解，让你明白在解决复杂力学问题时，能量守恒是一个多么强大的工具。而且，书中还有大量的插图和图表，帮助我更直观地理解物理过程，这比单纯的文字描述要有效得多。我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地去探索和理解。

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