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出版者:中国水利水电出版社

作者:翟秀娜 编

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2007-9

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787508448794

丛书系列:

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《现代物理学前沿探索：从量子力学到宇宙学》 图书简介 本书旨在为对现代物理学具有浓厚兴趣的读者，尤其是理工科高年级学生、研究生以及科研人员，提供一个深入且系统的视角，以理解支撑我们现代科技和宇宙观的几大核心理论的最新进展与前沿动态。本书严格遵循学术规范，内容涵盖理论基础的严谨推导、关键实验的精妙设计，以及当前悬而未决的重大科学问题。 第一部分：量子世界的深度剖析与应用拓展 (Quantum Realm: Deep Analysis and Application Expansion) 第一章：非相对论性量子力学的再审视与高级主题 本章从薛定谔方程的严格数学结构出发，不仅复习了无限深势阱、谐振子等基本模型，更侧重于对变分法和微扰论（包括时间无关和时间相关微扰）的深入探讨。我们将详细剖析简并微扰论在原子能级精细结构（如斯塔克效应和塞曼效应的初步解释）中的应用。 随后，章节转向更具挑战性的主题：WKB 近似法的精确边界条件处理，以及在核物理和散射理论中的实际应用。重点介绍散射理论的基础，包括曼彻斯特（Partial Wave Analysis）和布里渊-维格纳（Brueckner-Hartree-Fock, BHF）理论在多体问题初步处理中的角色。我们还将分析全同粒子统计（费米子与玻色子）的对称性要求，并引入第二量子化的概念，为理解量子场论奠定基础。 第二章：相对论性量子力学与量子场论的基石 本部分是理解粒子物理学和凝聚态物理的关键。首先，我们对克莱因-戈登方程和狄拉克方程进行严格的推导和分析，重点阐释狄拉克方程如何自然地引入了自旋和反粒子的概念。对狄拉克海的物理意义进行批判性讨论，并展示如何利用狄拉克方程的协变性来构建相对论性算符。 随后，本书进入量子电动力学 (QED) 的基础构建。我们将详细介绍路径积分表述在量子力学中的优势，并以此为桥梁引入正则量子化的路径。讨论费曼图的构造规则，解释其在计算低阶散射截面（如 Bhabha 散射）中的核心作用。本章将深入讲解重整化的概念，不仅仅是技术操作，更强调其物理内涵——如何处理紫外发散，并解释重整化群（RG） 在描述物理尺度依赖性中的核心地位。 第二部分：凝聚态物理的拓扑革命与新材料 (Topological Revolution in Condensed Matter Physics and Novel Materials) 第三章：凝聚态物理中的几何与拓扑序 本章超越了传统的能带理论和晶格振动模型，聚焦于现代凝聚态物理中的两大热点：拓扑绝缘体和分数霍尔效应。 首先，介绍贝里相位 (Berry Phase) 在电子输运中的决定性作用。从薛定谔方程的含时演化出发，推导出贝里曲率，并将其与材料的宏观物理性质（如霍尔电导率）联系起来。 接着，深入探讨拓扑绝缘体 (Topological Insulators)。详细分析Z2 拓扑不变量的数学结构，区分时间反演对称性保护的拓扑相。重点剖析狄拉克锥的形成机制，以及表面拓扑保护的零能态（Majorana 费米子）的物理特性，这对于未来容错量子计算至关重要。 第四章：强关联电子体系与新奇量子态 本章关注电子间的复杂相互作用如何导致宏观上意想不到的量子现象。我们将分析Hubbard 模型的简化形式，并讨论平均场理论的局限性。 重点介绍分数霍尔效应 (Fractional Quantum Hall Effect, FQHE)。通过对朗道能级的深入分析，解释如何通过洛赫-费米子液理论来描述多体波函数，特别是对 Laughlin 波函数的构建和其展现的分数量子霍尔态（如 $v=1/3$ 态）的准粒子的任意子统计（Anyonic Statistics）进行细致的阐述。这部分内容需要高度的数学抽象能力，旨在揭示统计力学在低维强关联系统中的非传统表现。 第三部分：从标准模型到宇宙的终极结构 (From the Standard Model to the Ultimate Structure of the Universe) 第五章：粒子物理学的进阶：标准模型之外的探索 本章从标准模型（SM）的成功回顾开始，然后立即转向其自身的不足，包括中微子质量问题、暗物质和暗能量的引力效应。 详细讨论自发对称性破缺的机制，特别是希格斯场的引入及其在赋予 W 和 Z 玻色子质量中的作用。分析 Chiral Anomaly 对标准模型规范理论的约束。 重点剖析超越标准模型 (BSM) 的主流理论框架。包括 大统一理论 (GUT) 的初步概念，特别是 SU(5) 和 SO(10) 模型的结构。对超对称理论 (Supersymmetry, SUSY) 进行深入的代数结构分析，解释其如何解决层次结构问题，并讨论其在大型强子对撞机（LHC）实验中寻找超伴子的前沿进展。 第六章：广义相对论与现代宇宙学的前沿问题 本章将广义相对论的数学工具应用于现代宇宙学的核心挑战。 首先，对爱因斯坦场方程的数学解进行复习，重点关注黑色空洞的史瓦西和克尔解的物理解释。深入探讨引力波的产生机制，从双星系统到最近的 LIGO/Virgo 观测结果，分析如何从波形中提取源体的基本参数（如潮汐锁定）。 随后，转向宇宙学：详细讨论$Lambda$CDM 模型的参数拟合与局限性。重点分析暴胀理论 (Inflation Theory) 的核心数学模型，包括标量场（Inflaton）的动力学，以及暴胀如何产生原初引力波和密度扰动，并解释这些扰动如何被转化为宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振各向异性。本章的最终目标是引导读者思考量子引力的必要性以及当前对弦理论和圈量子引力的初步认识。 --- 本书特点： 理论深度与计算严谨性并重： 每一核心概念均辅以必要的数学推导，确保读者能够独立进行量化分析。 强调现代实验验证： 所有理论讨论都紧密结合当前国际最前沿的实验结果（如 LCH、CMB 观测、引力波探测）。 跨学科视野： 物理学领域各分支的内在联系被清晰地展现，使读者对现代物理学的全貌有更宏大的认知。 本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数基础，并对经典力学和电磁学有深刻理解。它不仅是知识的传授，更是思维方法的训练。

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坦白说，我是一个对抽象概念接受速度比较慢的人，尤其是在学习向量空间和线性变换时，感觉脑子像一团浆糊。市面上很多参考书讲这些内容时，往往直接跳到复杂的矩阵运算，让人抓不住重点。但是，这本书处理这些“硬骨头”的方式非常高明。它首先用非常具象化的几何模型来铺垫抽象概念的引入，比如用平面和空间的旋转、投影来解释线性映射的本质。通过这种“由形入数”的过渡，我终于明白了那些复杂的符号背后所代表的实际几何意义。当这些基础概念稳固了之后，再去面对那些纯粹代数的计算和证明，就显得水到渠成了。这本书真正做到了“授人以渔”，它教会我如何去‘看’数学，而不仅仅是‘背’数学。

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这本书的排版和设计也值得称赞，阅读体验极佳。在这个信息爆炸的时代，一本内容扎实的书，如果排版杂乱，也会让人望而却步。但这本书的字体选择适中，行距和段落间距处理得当，使得长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。更贴心的是，在一些容易混淆的公式或定理旁边，作者特意设置了“注意”或“辨析”的小栏目，用不同的颜色或边框标出，提醒读者重点关注那些陷阱和易错点。我发现自己过去因为粗心而丢分的地方，这本书都提前帮我预警了。这种对细节的极致追求，体现了编者对学习者真实需求的深刻理解。它不仅仅是一本工具书，更像是一件精心打磨的艺术品，让人在学习过程中感受到一种由内而外的愉悦感和尊重感。

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我用了这本书快一个学期了，深切体会到它在考试准备阶段的巨大价值。它有一个特色板块，我姑且称之为“高频考点精炼”。这个板块并非简单的知识点罗列，而是基于历年考试趋势的深度分析，总结出了最有可能在期末考试或资格考试中出现的题型和陷阱。它甚至会预测某些传统题型可能出现的变种形式。在考前冲刺阶段，我只需要快速翻阅这个部分，就能迅速激活大脑中关于核心知识的记忆索引，做到心中有数。这种具有前瞻性和针对性的复习材料，极大地提高了我的复习效率，避免了在海量知识点中迷失方向。这本书的使用体验告诉我，它远超出了一个普通习题集的范畴，它是一份系统化、高效率的备考战略指南。

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这本书简直是数学学习路上的神助攻！我最近在攻克微积分的难题，感觉就像在迷宫里摸索，直到我翻开了这本书的扉页。它不像那种枯燥的教科书，只是冷冰冰地罗列公式和定理，这本书更像一位耐心且经验丰富的导师。它对每一个概念的阐释都极其深入且透彻，即便是那些我曾经反复研读却依然感到模糊不清的知识点，在这里都能找到清晰明了的逻辑链条。特别是关于极限那一章，作者用生动的比喻和直观的图示，将抽象的数学语言转化成了任何人都能理解的日常语言。我特别喜欢它在介绍新概念之前，会先回顾一下相关的前置知识，确保读者已经完全掌握了基础，然后再步步深入。这种循序渐进的教学方法，极大地增强了我的学习信心，让我不再对那些看似高深莫测的数学分支感到畏惧。可以说，它为我搭建了一个坚实可靠的数学知识框架。

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拿到这本书时，我其实是抱着试试看的心态，毕竟市面上同类型的辅导书已经泛滥成灾，真正能让人眼前一亮的少之又少。但这本书真的让我眼前一亮！它的习题设计堪称一绝，简直是“量身定制”的挑战。它不是简单地重复课本上的例题，而是巧妙地将不同章节的知识点进行融合和创新，形成了一系列层次分明、难度递进的综合题。我尤其欣赏它对解题步骤的详尽剖析。很多时候，我只是卡在了某个中间环节，自己感觉思路是对的，但就是算不对。这本书的解答部分，不仅给出了最终答案，更重要的是，它展示了多种可能的解题路径，并对比了不同方法的优劣。这对我而言是无价的，它教会我的不仅仅是如何得出正确答案，更是如何进行高效、严谨的数学思维训练。我感觉我的解题速度和准确率都有了质的飞跃。

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