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出版者:延边大学出版社

作者:薛金星

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页数:0

译者:

出版时间:2007-06-08

价格:17.8

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isbn号码:9786341643106

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《现代物理学导论：从经典到前沿》 图书简介 本书旨在为高中阶段理科学生及对物理学有浓厚兴趣的读者，提供一套系统、深入且与时俱进的现代物理学知识框架。它超越了传统中学物理教材的范畴，聚焦于构建一个从牛顿力学、电磁学基础，平稳过渡到相对论与量子力学核心概念的完整认知体系。全书内容编排逻辑严密，理论阐述清晰易懂，兼顾了数学的严谨性与物理图像的直观性。 第一部分：经典物理学的再审视与深化 第一章：运动学与动力学的精确表述 本章首先回顾了牛顿运动定律的本质，并引入了矢量分析在二维和三维空间中描述运动的必要性。重点探讨了曲线运动中的加速度分解——切向加速度与法向加速度（向心加速度）的物理意义及其计算方法，这是理解圆周运动和非匀速直线运动的关键。随后，我们深入讨论了动量、冲量及其守恒定律。与初中或普通高中教材不同，本书强调了动量守恒的适用条件（系统所受合外力为零或远小于内力），并通过碰撞问题（弹性碰撞与非弹性碰撞）的数学模型，展示了动能与系统总能量的转化关系。 第二章：能量的广义视角与保守场 能量是物理学的核心概念之一。本章不仅复习了功、动能定理，更详细剖析了势能的概念，尤其是重力势能和弹性势能的建立及其与保守力的关系。我们引入了保守系统中的机械能守恒定律，并通过实例强调了“机械能”仅在没有非保守力做功时的适用性。随后，引入了功和能的更普遍关系——动能定理和功能原理，扩展到含有摩擦力等非保守力做功的情况。在电磁学部分，本书引入了电势能和电势的概念，通过类比重力势能，使学生能够更直观地理解电场中的能量分布。 第三章：电磁学的统一场论前奏 本章是衔接经典物理与现代物理的关键桥梁。从电荷的性质、库仑定律开始，逐步过渡到电场强度、高斯定理的矢量形式，强调了电场线的物理意义。电流、磁场、安培定律和洛伦兹力的系统梳理后，本书的核心将聚焦于法拉第电磁感应定律。我们详细解析了感应电动势的产生机理，并引入了楞次定律作为能量守恒在电磁感应现象中的体现。通过对LC振荡电路的分析，初步展现了电场和磁场的相互转化特性，为麦克斯韦方程组的引入埋下伏笔。虽然不深入推导麦克斯韦方程组的微分形式，但会阐述其四个基本方程所揭示的电磁场理论的四大支柱，以及光速的电磁学起源。 第二部分：跨越经典边界——相对论基础 第四章：狭义相对论的时空观革命 经典物理学在高速运动中的局限性促使了相对论的诞生。本章系统讲解了狭义相对论的两个基本假设：光速不变原理和相对性原理。基于这两个假设，本书将严谨地推导洛伦兹变换，并清晰地展示伽利略变换在高速情况下的失效。重点分析了洛伦兹变换带来的三大效应：时间膨胀（钟慢效应）、长度收缩（尺缩效应）以及同时性的相对性。这些概念将通过具体的思想实验（如光钟）和实际案例（如μ子衰变）进行阐释，帮助读者建立全新的、依赖于观察者参考系的时空观。 第五章：质能关系与相对论动力学 基于洛伦兹变换，本章深入探讨了相对论性的动量和能量概念。相对论动量公式的引入修正了高速运动物体的动力学描述。最核心的内容是爱因斯坦著名的质能方程 $E=mc^2$ 的推导与意义。本书不仅将其视为能量和质量的等价关系，更强调了它在核反应中释放巨大能量的理论基础。此外，本章还会讨论静止质量（固有质量）与相对论质量的区别，为理解粒子物理学打下基础。 第三部分：微观世界的奇异性——量子力学初探 第六章：从黑体辐射到能量的量子化 本章揭示了经典物理在微观领域遭遇的根本性危机。从黑体辐射的经典理论（瑞利-金斯定律）的“紫外灾难”出发，引入普朗克为解决此问题而提出的量子化假设。详细介绍普朗克常数 $h$ 的物理意义，即能量的最小单位。随后，本书讲解了光电效应的实验现象，并用爱因斯坦的光量子（光子）假说成功解释了截止频率和反向饱和电流，确立了光的波粒二象性的端倪。 第七章：物质的波粒二象性与不确定性原理 在光具有粒子性的基础上，本章引入德布罗意物质波的概念，推导出粒子的德布罗意波长公式 $lambda = h/p$，从而确立了所有物质（包括电子、质子等）都具有波的属性。通过电子衍射实验的阐述，佐证了物质波的存在。最后，本书将引入海森堡不确定性原理，阐明在微观世界中，我们不可能同时精确测量粒子的位置和动量（或能量和时间），这是对经典决定论的根本性颠覆，预示着概率性描述在量子世界中的核心地位。 第八章：原子结构与能级概念 本章以玻尔的氢原子模型为切入点，解释了原子光谱的线状结构。玻尔的三个基本假设（定态假设、角动量量子化假设、跃迁假设）如何成功解释了氢原子光谱的里德伯公式。虽然玻尔模型是半经典理论，但它成功引入了“能级”的概念，即电子在原子内只能处于分立的、特定的能量状态。这为理解后续的量子力学能级图和激光原理提供了直观模型。 总结与展望 本书的最后一部分将对现代物理学的两大支柱——相对论和量子力学——进行综合性回顾，强调它们如何共同构成了我们理解宇宙、从最小尺度到最大尺度的基本理论框架。本书旨在培养读者批判性思维，认识到科学知识的演进过程，并激发对未来物理学探索（如弦论、量子引力等前沿课题）的兴趣。本书的数学推导详略得当，旨在服务于物理概念的理解，而非纯粹的数学训练。

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这本书的封面设计得相当朴实，那种经典的教科书风格，让人一眼就能认出它的“官方”身份。拿到手里，沉甸甸的分量倒是让人对接下来的学习内容充满了期待，毕竟厚度在那摆着嘛。我记得我刚翻开目录的时候，那种面对知识海洋的敬畏感就油然而生了。它涵盖的知识点很广，从立体几何的基础概念到解析几何的初步探索，结构安排得井井有条。特别是对于那些初次接触高中数学复杂概念的学生来说，它提供的基础框架非常扎实，就像是给地基打桩一样，每一步都讲得有理有据，不会让你觉得云里雾里。例题的选择也很有代表性，很多都是经典题型，虽然看起来可能没有市面上那些五花八门的教辅书那么花哨，但贵在经典和实用，掌握了书本上的这些例题和习题，应对期中、期末考试基本是绰绰有余了。我个人觉得，这本书最大的优点就是它的严谨性，每一个定理的推导过程都写得非常清晰，逻辑链条完整，这对于培养我们严谨的数学思维至关重要。如果只是想打下一个坚实的基础，这本书绝对是首选，它不会让你走任何弯路。

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老实说，这本书的语言风格，怎么说呢，就是那种典型的“教科书腔调”——非常书面化，精确到每一个措辞都像是经过了最严格的打磨。对于我这种偏爱轻松阅读体验的读者来说，初看时会觉得有点枯燥，需要极大的耐心去消化那些定义和公式。它更像是一位一丝不苟的、不苟言笑的导师，要求你必须按照他的节奏一步步来。我在学习空间向量那一部分时，深刻体会到了这一点。书本没有过多的“心理辅导”或者“应试技巧”的穿插，它直接将最核心的数学思想呈现在你面前，让你自己去琢磨其中的精妙。这对我后来的学习有很大帮助，因为它迫使我必须独立思考如何将文字描述转化为抽象的数学模型。有些同学可能会抱怨它不够“活泼”，但正是这份沉稳，让它经得起时间的考验。我将它视为工具书而非消遣读物，每当遇到理解上的瓶颈，翻回书中对某个定义或定理的精确表述，总能找到最可靠的答案和最原始的逻辑起点。

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如果让我从一个已经脱离了高中阶段的读者的角度来评价这本书，我会说，它是一份极其可靠的“知识备份”和“思维校准器”。现在回想起来，这本书所提供的知识体系，塑造了我对精确表达和逻辑推理的初期认知。它不仅仅是一本关于“如何解题”的书，更是一本关于“如何思考”的书。虽然当时学习的时候，可能会觉得某些地方过于繁琐，比如对充分必要条件的讨论，或者对某些特殊情况的边界条件分析，但正是这些看似繁琐的细节，构建了我们未来在更高等数学领域中对严谨性的要求。它教会了我，在数学世界里，没有什么是理所当然的，每一个结论都需要扎实的逻辑支撑。因此，这本书的价值已经超越了高考本身，它为我后续的理工科学习打下了非常坚实的理性思维基础，让人在使用多年后，仍然能从中汲取到那份朴素而强大的数学力量。

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我不得不提一下这本书在知识衔接上的处理方式。作为“第二教材”的“学生用书”，它显然是紧密围绕着核心教学大纲设计的，所以在章节之间的过渡上做得非常平滑自然。比如，从前一个单元对直线、平面的基本研究，到后续引入坐标系和向量，每一步的引入都像是水到渠成。它不像有些资料那样，为了增加难度而生硬地增加一些不必要的知识点，使得学习路径显得曲折。这本书的优势在于其“循序渐进”的编排哲学。我个人在复习时，最喜欢做的一件事就是回顾前几章的内容，然后带着这些基础知识去攻克后面更难的课题，你会发现很多复杂的解析几何问题，最终都能归结到基础的向量运算上。这本书成功地向我们展示了数学概念是如何层层递进、相互支撑起来的，让你真正理解“基础不牢，地动山摇”这句话在高中数学中的真实含义。

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这本书的排版设计，嗯，怎么说呢，透露着一股浓浓的年代感，但这种年代感却带来了一种特别的踏实感。大量的黑白文字和清晰的几何图形构成了主视觉，没有过多分散注意力的彩色插图或背景，这在很大程度上保证了学习的专注度。特别是那些立体几何的图形，虽然只是简单的线条勾勒，但通过特定的视角和标注，几何体的空间关系展现得非常到位。我记得我用它来辅助学习空间想象能力的时候，经常会对着书上的剖面图反复研究，尝试在脑海中重建那个三维场景。这种“极简主义”的排版，其实是对内容本身的极大尊重——它相信知识本身的力量足以吸引读者。与现在市面上那些追求视觉冲击力的教辅资料相比，它显得低调而内敛。它不靠外表吸引你，而是用知识的深度让你沉浸其中，这对于需要长时间面对复杂数学问题的我来说，反而是更舒适的阅读环境。

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