Problems and Solutions on Solid State Physics, Relativity and Miscellaneous Topics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Lim, Yung-Kuo (EDT)/ Lim, Yung-Kuo/ Zhou, You-Yuan (EDT)/ Zhang, Shi-Ling (EDT)/ Zhang, Jia-Lu (EDT)

出品人:

页数:354

译者:

出版时间:2003-1-1

价格:296.00元

装帧:Paperback

isbn号码:9789810218935

丛书系列:

图书标签:

• 物理
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好的，这是一本关于以下主题的图书简介： --- 《高级物理学核心概念：从经典力学到量子场论》 一本深入探索现代物理学基础与前沿的权威指南 本书旨在为物理学、工程学以及相关领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的视角，涵盖从经典物理学的基石到现代物理学的复杂前沿。我们摒弃了碎片化的知识点介绍，而是专注于构建一个连贯的、逻辑严密的理论框架，以便读者能够真正掌握物理学的核心思维方式。 本书结构与核心内容概览： 第一部分：经典力学的精炼与拓展 (Classical Mechanics: Refinement and Extension) 本部分从牛顿力学出发，迅速过渡到更具普适性的拉格朗日和哈密顿力学体系。我们着重于理解这些形式化体系的内在美感和强大的分析能力。 1. 变分原理与拉格朗日力学 (Variational Principles and Lagrangian Mechanics): 详细阐述了最小作用量原理，并系统推导了欧拉-拉格朗日方程。重点讨论了约束系统（如多重约束和广义坐标的选择）的处理方法。本章通过一系列精选的实例，如耦合振子、回转体运动，展示了如何利用拉格朗日方程简化复杂问题的求解。我们深入探讨了守恒量与诺特定理（Noether's Theorem）的物理意义及其在对称性分析中的关键作用。 2. 哈密顿力学与相空间分析 (Hamiltonian Mechanics and Phase Space Analysis): 从拉格朗日量到哈密顿量的勒让德变换被清晰地阐释。本章的核心在于哈密顿方程组的建立及其在相空间中的几何解释。我们细致分析了泊松括号（Poisson Brackets）的代数结构，并展示了它们如何成为通向量子化过程的桥梁。对于保守系统，我们引入了正则变换理论，阐释了其在简化哈密顿量（如利用生成函数）中的应用。通过对可积系统和混沌现象（如 KAM 定理的定性描述）的初步探讨，为读者建立了经典动力学边界的清晰认知。 3. 刚体动力学与陀螺仪 (Rigid Body Dynamics and Gyroscopes): 虽然是经典力学的一部分，但刚体动力学因其在工程和天体物理中的重要性被单独深入讨论。我们从张量分析的角度引入惯性张量，推导出欧拉方程。对欧拉角和动量在固定和随体坐标系下的变化进行了细致的矢量分析。最后的章节专门研究了进动、章动和自转的稳定性问题，并提供了实际陀螺仪的简化模型分析。 第二部分：电磁场理论的统一与深化 (Unification and Deepening of Electromagnetism) 本部分的目标是将麦克斯韦方程组从其微分形式提升至协变形式，并探索其在高频和相对论背景下的行为。 4. 麦克斯韦方程组的积分与微分形式 (Maxwell's Equations: Integral and Differential Forms): 从库仑定律和安培定律出发，系统地推导了四个基本方程。本章强调了电荷守恒和位移电流在理论结构中的必要性。我们详细解析了静电学、静磁学中的边界条件，并分析了它们在介质界面上的物理含义。 5. 电磁波的传播与辐射 (Propagation and Radiation of Electromagnetic Waves): 在无源均匀介质中，本章推导了电磁波的波动方程，并详细分析了平面波在各向同性、各向异性及导电介质中的传播特性（如趋肤深度、波速和衰减常数）。随后，我们转向辐射问题，从电偶极子和磁偶极子的辐射场出发，推导了坡印廷廷向量（Poynting Vector）及其在能量流分析中的应用，并简要介绍了同步辐射的基本概念。 6. 狭义相对论与电磁学 (Special Relativity and Electromagnetism): 这是本书的关键过渡章节。我们从洛伦兹变换的几何结构出发，确立了时空的新视角。重点在于展示电场和磁场如何通过洛伦兹变换相互联系，从而证明麦克斯韦方程组的内在协变性。四维矢量（四流、四维势、四维力）的引入，使得电磁学定律得以简洁地用张量形式表达。 第三部分：量子力学的严谨构建与应用 (Rigorous Formulation and Application of Quantum Mechanics) 本部分致力于构建一个基于公理的量子力学框架，并探讨其在非相对论体系下的实际应用。 7. 量子力学的数学基础 (Mathematical Foundations of Quantum Mechanics): 本章是量子力学的“语法”部分。我们严格定义了希尔伯特空间、算符、本征值问题。重点讨论了厄米算符的性质、谱定理及其在物理量表述中的地位。狄拉克符号（Bra-Ket Notation）被全面引入，并用以阐释态矢的演化和测量的概率解释。 8. 薛定谔方程的求解与近似方法 (Solving the Schrödinger Equation and Approximation Methods): 从时间依赖的薛定谔方程出发，分析了定态薛定谔方程在势能场中的应用。本章详尽处理了经典可分离系统，如无限深势阱、有限深势阱和谐振子。对于更复杂的势能问题，我们系统地介绍了定态微扰理论（包括简并和非简并情况），并讨论了含时微扰理论在偶极子辐射和跃迁概率计算中的应用。变分法作为另一种强大的工具被详细介绍，重点在于其误差上界性质的证明。 9. 角动量理论与自旋 (Angular Momentum Theory and Spin): 角动量算符的对易关系是理解原子和分子结构的基石。本章严格推导了 $L^2$ 和 $L_z$ 的本征值和本征函数（球面谐函数）。随后，我们引入了抽象的角动量代数，并讨论了泡利不相容原理。自旋的引入被视为一种内在的角动量，并详细分析了泡利矩阵的性质及其在两电子系统（如氦原子）中的应用。 10. 散射理论 (Scattering Theory): 散射问题是检验量子力学理论完备性的重要方面。我们使用形式化的方法，从波恩近似（Born Approximation）开始，逐步过渡到更精确的有效程近似（Effective Range Theory）和相位移分析（Phase Shift Analysis）。散射振幅、微分截面和总截面的物理意义被清晰界定，并通过实例展示了如何利用散射数据反演势能的结构。 第四部分：进阶主题：多体系统与场论的初步接触 (Advanced Topics: Many-Body Systems and Introduction to Field Theory) 本部分将读者的视角从单个粒子扩展到由大量粒子组成的系统，并为进入量子场论做准备。 11. 全同粒子与对称性 (Identical Particles and Symmetry): 本章探讨了费米子和玻色子的统计行为，强调了波函数在粒子交换下的对称性（或反对称性）要求。我们详细分析了泡利不相容原理对原子结构（Hund规则）和分子轨道理论的深远影响。 12. 简正模与量子场论的萌芽 (Normal Modes and the Seeds of Quantum Field Theory): 为了理解量子场论，我们需要一个从经典场到量子场的桥梁。本章首先将经典场的运动视为无限多自由度的耦合振子系统，通过“经典化”谐振子，引入了场的正规模式展开。随后，我们展示了如何对这些模式进行“二次量子化”——即用产生和湮灭算符来取代经典模式的振幅，从而奠定了量子电动力学（QED）的初步概念框架。这部分内容高度抽象，但对未来研究是至关重要的基础。 本书特色： 深度与严谨性并重： 所有核心定理和公式均提供详尽的数学推导，避免“拿来主义”。 概念间的内在联系： 强调了从经典力学到相对论，再到量子力学的逻辑递进关系，展示物理学理论的统一性。 面向应用的深度分析： 所选示例不仅具有理论上的美感，更贴近现代物理学研究的实际应用场景。 本书是物理学高阶课程的理想教材，也是自学者深入理解现代物理学基本原理的必备参考书。读者在掌握本书内容后，将具备进入任何专业物理领域深造的坚实理论基础。

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这本书的封面设计得非常简洁，甚至有些朴素，但这恰恰反映了它内容的深度。我原本以为这是一本针对本科高年级或初级研究生的标准教材，但翻阅后发现，它的覆盖面远超我的预期。书中的章节安排逻辑清晰，从最基础的晶格结构和布拉维点阵开始，逐步深入到更复杂的电子能带理论和半导体物理。作者在讲解费米能级和能带结构时，采用了非常直观的类比和图示，这对于初次接触这些概念的学生来说，无疑是一大福音。我特别欣赏其中关于晶体衍射部分的处理方式，不仅仅是罗列公式，而是深入浅出地解释了倒易空间的物理意义。虽然对其中的一些高级主题，比如声子理论的高阶处理，我还需要查阅其他资料辅助理解，但总体而言，这本书为我建立了一个扎实的固体物理知识框架，是案头必备的工具书。

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这本书的“杂项”部分（Miscellaneous Topics）确实如其名，内容跳跃性较大，但这种广博也正是我欣赏它的原因之一。它涵盖了从简单的范德华力修正到更复杂的相变临界指数讨论。这使得这本书不仅仅是一本关于特定领域（如固体物理或相对论）的参考书，更像是一本物理学方法论的汇编。作者在论述每个子话题时，都遵循了一种“从现象到模型，再到精确解”的路径。这套方法论在处理各种看似不相关的物理问题时都具有普适性。它没有局限于单一的物理体系，而是不断地引导读者思考“如何用已知的物理原理去解决一个新出现的问题”。这种思维训练价值，远超书本本身所包含的知识点数量。

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坦白说，这本书的阅读体验并非一帆风顺。它的难度梯度设置得非常陡峭，尤其是在涉及到群论在晶体对称性分析中的应用时，作者几乎没有做任何铺垫，直接抛出了复杂的数学表达。这使得那些数学基础相对薄弱的读者会感到吃力。我花了大量时间去理解如何运用点群和空间群来分类材料的对称操作。不过，一旦攻克了这部分难点，你会发现它极大地提高了你对材料性质宏观表现的预测能力。书中后面的“杂项”部分，也就是那些看似零散的、关于非晶体和拓扑绝缘体的内容，反而成了我的惊喜。这些前沿的探讨，虽然篇幅不长，但信息密度极高，为我指明了后续深入研究的方向，显示出作者对该领域的深刻洞察力。

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从排版和装帧来看，这本书的实用性毋庸置疑。纸张质量上乘，印刷清晰，即使用强光照射也几乎没有反光，非常适合长时间的案头工作。我特别喜欢它在习题设计上的匠心。不同于许多教科书只提供计算题，这本书的很多习题是开放性的概念验证题，要求读者不仅仅是代入数值，而是要对物理图像有深刻的理解。例如，有些题目要求证明某个边界条件在特定物理情景下的合理性，这极大地锻炼了我的逻辑思维能力。唯一的遗憾是，书中提供的答案或解答思路非常精简，对于那些独立学习的读者来说，可能需要花费额外精力去验证自己的解题步骤，缺少一个详细的解题过程辅助会让人感到有些孤单。

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我购买这本书主要是冲着它标题中提到的“相对论”部分去的，希望能找到一个能将狭义相对论与量子力学基础有机结合的视角。这本书在这方面做得可圈可点，尤其是在处理高能电子在电磁场中的运动轨迹时，作者并没有回避洛伦兹变换的复杂性，而是将其作为分析工具融入到相对论量子力学的基础推导中。不过，这部分内容的深度明显偏向于理论推导而非应用实例。我期待能看到更多关于粒子加速器或宇宙学模型中相对论效应的具体案例分析，但书中这方面的例子相对匮乏，更像是一份严谨的理论纲要。对于纯粹的理论物理爱好者来说，这或许是优点，但对于想将知识应用于工程或实验的读者，可能会感到意犹未尽。

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