Physics for Scientists and Engineers, Volume 1, Chapters 1-22, 7th Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Brooks Cole

作者:Raymond A. Serway

出品人:

页数:768

译者:

出版时间:2007-2-5

价格:USD 183.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780495112433

丛书系列:

图书标签:

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• Physics
• Scientists
• Engineers
• College
• Textbook
• Calculus-based
• 7th Edition
• Serway
• Jewett
• Mechanics
• Thermodynamics
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现代工程与科学基础：理论、应用与前沿探索 （一部涵盖经典力学、热力学、电磁学核心概念，并侧重于现代科学应用与前沿研究的综合性教材） --- 第一部分：经典力学的宏伟架构与微观世界的初探 本书致力于为读者构建一个坚实而全面的经典物理学基础，特别是在力学领域，我们深入探讨了运动的本质及其背后的驱动力。 第1章：测量与误差分析 本章首先奠定了科学研究的基石——精确测量。我们详细阐述了国际单位制（SI）的构成及其在物理学中的应用，强调了量纲分析在验证方程和理解物理关系中的关键作用。重点讨论了有效数字、不确定度的传播，以及如何通过统计方法（如标准偏差和最小二乘法）来评估实验数据的可靠性。这不仅是理论学习的起点，更是未来工程师和科学家必须掌握的实践技能。 第2-5章：运动学与牛顿定律 从最基本的位移、速度和加速度开始，我们系统地分析了一维和二维运动。对于二维运动，我们特别关注了抛体运动和相对运动的分析框架。随后，内容进入了宏伟的牛顿力学体系。牛顿第一、第二和第三定律被置于核心地位，通过大量的实例（如绳索、滑轮系统、斜面上的摩擦力）来深化理解。我们探讨了重力在地球附近和宇宙尺度上的普遍性，并引入了动量和冲量，为理解碰撞和爆炸等瞬时相互作用提供了必要的工具。 第6-8章：功、能与保守系统 功和能的概念是解决复杂力学问题的强大武器。本部分详尽阐述了功的概念、动能定理，以及势能（包括重力势能和弹性势能）。我们深入研究了能量守恒定律——一个贯穿所有物理分支的根本原则。保守力和非保守力被清晰区分，并分析了弹簧系统（胡克定律）的能量转化。机械能守恒原理被应用于分析各种复杂的机械系统，如钟摆和弹跳球。 第9-11章：质心、转动与角动量 当物体不再被视为质点时，转动成为研究的重点。我们引入了质心、转动惯量、力矩等关键概念。转动运动学方程被详细推导并与平移动学进行类比。角动量守恒定律被确立为旋转系统的基本守恒律，其在行星轨道、冰上旋转等现象中的应用进行了深入探讨。最后，我们探讨了刚体平衡的条件，这是结构工程和静力学分析的基础。 第12-14章：振动、波与流体力学基础 我们将研究的焦点从平衡态和匀速运动转向了动态过程。简谐振动（SHM）被作为最基本的周期性运动模型进行详尽分析，讨论了理想弹簧和单摆的运动特性。随后，内容自然过渡到波的传播，包括横波和纵波的描述、波速的决定因素，以及叠加原理和干涉现象。流体力学部分则聚焦于静力学（压力、浮力、阿基米德原理）和简单的理想流体动力学（伯努利方程），为理解大气和水体运动奠定基础。 --- 第二部分：热力学与物质的内在能量 本部分将视角从宏观运动转向了物质的微观结构及其能量状态，构建起热力学的基础理论。 第15-17章：温度、热量与热力学第一定律 我们从温度的微观解释（分子平均动能）出发，介绍了温度计和不同温标的校准。热量的概念被明确为能量的传递形式。随后，热力学第一定律——能量守恒在热系统中的体现——被正式引入。我们分析了气体做功、内能的变化，并详细讨论了等温、等压、等容和绝热过程中的热力学状态变化，特别是理想气体的行为。 第18-20章：气体动理论与热力学第二定律 本章深入到微观层面，通过气体动理论解释了宏观现象（如气压和温度）的统计学起源。我们推导了分子速率分布，并计算了均方根速率。随后，研究的重心转向了物理学的基本不对称性：热力学第二定律。熵的概念被引入，不仅作为热力学过程的度量，也作为概率和无序性的体现。我们分析了卡诺循环和热机的效率极限，强调了不可逆过程的普遍性。 第21-22章：物质的热性质与相变 本部分关注物质从一种状态到另一种状态的转变。我们详细讨论了热容、潜热以及熔化、蒸发和凝固过程中的能量交换。分子间作用力在解释相变中的作用被提及，为后续学习统计物理学打下基础。此外，我们还探讨了热传导（傅里叶定律）、对流和辐射这三种基本传热机制，强调了它们在工程热力学和环境科学中的实际意义。 --- 第三部分：电磁学的统一场论与光速的奥秘 本部分将带领读者进入电磁现象的广阔领域，理解电荷如何产生场，以及光本身作为一种电磁波的本质。 第23-27章：静电学原理与导体 我们从库仑定律开始，建立了静电力场的理论基础。电场线、电场强度被定义，并通过高斯定律简化了对称性情况下的电场计算。电势的概念被引入，作为电场强度的另一种更方便的描述。我们深入分析了导体在静电平衡下的行为，包括电势恒定性、电荷的重新分布，以及电容器的结构和储能能力。介质的极化效应也被纳入考量。 第28-31章：稳恒电流与磁场 本部分关注电荷的持续运动——电流。我们讨论了欧姆定律的微观图像（漂移速度），以及电阻的温度依赖性。随后，研究进入磁场领域。电流产生的磁场（毕奥-萨伐特定律和安培定律）成为核心内容。洛伦兹力——电荷在电磁场中受到的力——是理解电磁感应和电磁仪器工作原理的关键。磁矩、磁性材料（顺磁性、抗磁性、铁磁性）的分类被详细阐述。 第32-34章：电磁感应与感应电动势 法拉第电磁感应定律揭示了变化的磁场如何产生电流，这是发电机和变压器等现代技术的核心原理。我们分析了磁通量的变化率与感应电动势之间的关系，并讨论了楞次定律在确定感应电流方向上的重要性。电感器作为储存磁能的元件，以及自感和互感的计算被纳入分析。 第35-37章：交变电流、麦克斯韦方程组与电磁波 本章将前述内容融会贯通，引入了变化的电场也会产生磁场（麦克斯韦的位移电流概念），从而导出了完整的麦克斯韦方程组。该方程组的奇妙之处在于，它预言了电磁波的存在，其传播速度恰好等于光速。我们详细分析了LC振荡电路和RLC电路中的暂态和稳态响应（交流电）。最后，我们探讨了电磁波的产生、性质、能流（坡印廷矢量）以及在真空中和介质中的传播行为，从而将光现象纳入电磁学的统一框架内。 --- 第四部分：现代物理学的曙光（对经典理论的延伸与挑战） 第38-40章：光的几何与波动光学 尽管光是电磁波，但其宏观表现仍需几何光学进行描述。本章侧重于光的反射、折射（斯涅尔定律）和全反射现象，并分析了透镜和光学仪器的成像原理。随后，内容转向波动光学，详细探讨了光的干涉（杨氏双缝实验）和衍射现象，这些实验直接确立了光的波动性。偏振现象也作为横波的独特性质被深入剖析。 第41-44章：狭义相对论的革命 为了解决经典物理学在高速运动问题上的局限，本部分引入了爱因斯坦的狭义相对论。基于光速不变和相对性原理，我们推导了洛伦兹变换，取代了伽利略变换。相对论效应，如时间膨胀、长度收缩和速度叠加原理，被详尽讨论。最后，质量和能量的等价性——$E=mc^2$——被确立，标志着质量和能量不再是孤立的概念，为核物理学铺平了道路。 第45-48章：光电效应与量子概念的诞生 当研究光与物质的相互作用时，经典理论遭遇了根本性的困难。本章详细分析了黑体辐射问题和光电效应的实验结果，这些现象只能通过普朗克和爱因斯坦提出的“光量子”（光子）假设来解释。波粒二象性被提出，光不仅是波，也是粒子。我们还初步探讨了德布罗意波，预示着物质本身也具有波动性，开启了量子力学的宏伟篇章。 （注：本书的覆盖范围至此结束，重点在于为后续的量子力学、原子物理学及更深入的电磁学和热力学分支提供必要的数学和概念准备。）

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这本书的书名是“Physics for Scientists and Engineers, Volume 1, Chapters 1-22, 7th Edition”。 初次拿到这本厚重的物理学教材，我的内心是既期待又有些许忐忑。作为一名理科生，物理学一直是我学习的重点和难点。过去接触过的物理书籍，有的过于晦涩难懂，概念的讲解如同隔靴搔痒；有的则过于简化，缺乏深度，无法满足深入研究的需求。而这本《Physics for Scientists and Engineers》从其沉甸甸的分量和精美的排版中，就给人一种专业、严谨的印象。封面设计简洁大气，一看便知是为严谨治学的读者所准备的。翻开第一页，便是一股浓郁的书墨香扑面而来，这种纸质书籍特有的触感，总能让人在繁忙的学习之余，获得一种踏实感和仪式感。我特别欣赏它对于章节的划分，从第一章的“测量”开始，循序渐进，逐步深入到更复杂的力学概念。这种安排，对于初学者来说，无疑是一个友好的引导，能够帮助我们建立起扎实的物理学基础。每一个章节的开头，都会有引人入胜的实例，或是对物理学发展历史的回顾，这使得学习过程不再枯燥乏味，而是充满了探索的乐趣。我尤其期待书中能够深入讲解牛顿运动定律，以及如何将这些定律应用于解决实际问题。相信通过这本书的学习，我能够真正理解物理学的魅力，并将其转化为解决科学工程难题的强大工具。

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从拿到这本书的那一刻起，我就被其内在的严谨性所吸引。它不仅仅是一本知识的堆砌，更像是一种思维的引导。我尤其期待书中对“功”和“能”这一对密切相关概念的阐述，我明白它们在物理学中占据着核心地位，是理解各种物理过程的关键。我相信，本书会非常细致地剖析功是如何转化为各种形式的能量，以及能量是如何在不同形式之间守恒的。例如，在讲解重力势能时，我希望能够看到它与物体位置的关系，以及它如何通过重力做功而转化为动能。同样，对于动量和冲量的概念，我也充满了期待。我知道，冲量是改变物体动量的原因，而动量则是物体运动状态的量度。我希望书中能够用清晰的数学推导和丰富的实例，来展示这两个概念的相互作用，以及它们在解决诸如碰撞、爆炸等动力学问题中的重要性。这本书的深度和广度，都让我确信它将是我在物理学道路上的一位得力助手。

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作为一名渴望深入理解物理学的学生，我对这本书的期望非常高。我注意到书中对牛顿力学体系的构建有着非常详尽的介绍，这让我感到非常振奋。从基本的运动描述，到力的概念，再到各种守恒定律的推导，我相信这本书能够为我打下坚实的基础。特别是关于功、能、动量等概念的引入和应用，我期待书中能有足够多的例题来帮助我巩固理解。我希望书中不仅仅是列出公式，更能阐释这些公式背后的物理意义，以及它们是如何被用来解决实际问题的。例如，当讲解动量时，我希望能够看到它如何应用于分析火箭的发射，或者在分析粒子对撞时的能量传递。此外，对于像旋转运动和振动这样相对抽象的概念，我期待书中能有详细的图解和生动的比喻，帮助我克服理解上的障碍。这本书的厚度也暗示了其内容的丰富性，我相信它能够覆盖我学习过程中可能遇到的绝大多数问题，并提供深入的解答。

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这本书的排版设计绝对是一大亮点，可以说是在视觉上就给予了我极大的吸引力。纸张的质量相当不错，触感细腻，油墨印刷清晰，即使是细小的公式和标注也一目了然，这在长时间阅读时能够有效减轻眼部疲劳。而且，书的装订也很牢固，不用担心会轻易散架，对于一本需要经常翻阅的教材来说，这一点非常重要。更值得称赞的是，书中穿插了大量的插图和图表，这些图示不仅美观，而且具有极强的教学意义。它们能够将抽象的物理概念可视化，比如在讲解力的分解时，清晰的矢量图能够帮助我快速理解力的各个分量之间的关系。还有一些实验的示意图，也让我对书本理论知识的实际应用有了更直观的认识。我尤其喜欢书中一些历史性的插曲，比如关于物理学发展过程中的一些重要发现和科学家的小故事，这些内容让原本严肃的物理学习变得更加生动有趣，也让我对科学的探索精神有了更深的理解。总的来说，这本书在视觉体验和阅读舒适度方面都做得非常出色，让我愿意花更多时间沉浸在知识的海洋中。

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拿到这本书后，最令我印象深刻的是其内容编排的逻辑性和系统性。它不仅仅是一本知识的堆砌，更像是一份精心设计的学习路线图。作者在讲解每一个物理概念时，都力求做到概念清晰、推导严谨，并且辅以大量的图示和实例，这对于理解抽象的物理原理至关重要。尤其是那些涉及到运动学和动力学的章节，图解的帮助尤其大，能够帮助我直观地理解物体在不同运动状态下的受力分析和运动轨迹。书中的例题设计也非常精妙，它们往往涵盖了该章节的核心知识点，并且难度梯度合理，从基础的应用到复杂的情景模拟，应有尽有。我特别喜欢那些“思考题”和“挑战题”，它们往往能够激发我的批判性思维，引导我从不同的角度去思考问题，而不是仅仅停留在机械的记忆和计算上。作者在讲解过程中，也非常注重物理概念的联系，比如在介绍功和能时，会清晰地阐述它们之间的相互转换关系，以及动能、势能等概念的引入。这种将零散的知识点串联起来的方法，极大地提升了我的学习效率和对物理学整体框架的认知。我认为，一本优秀的物理教材，除了传授知识，更重要的是培养读者的科学思维方式，而这本教材在这方面做得相当出色。

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从这本书的编排来看，它显然是为那些希望深入理解物理学原理，并将其应用于科学研究和工程实践的学生而设计的。我已经迫不及待地想要深入学习其中的内容了。我对能量守恒定律和动量守恒定律的章节尤其感兴趣，因为这些都是物理学中最为 fundamental 的概念之一。我相信，这本书会详细地阐述这些定律的推导过程，并且提供丰富的应用实例，帮助我理解这些定律在现实世界中的强大威力。例如，在讲解动量守恒时，可能会涉及碰撞问题，而这类问题在工程领域有着广泛的应用，比如在设计车辆的安全系统时，动量守恒定律就是至关重要的依据。我也非常期待书中关于旋转运动和简谐振动的章节，这些内容往往是理解更复杂物理现象的基础。这本书的深度和广度，都让我觉得它是一份极具价值的学习资源，我愿意投入大量的时间和精力去研读它，并从中汲取知识的养分。

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这部教材的语言风格给我留下了深刻的印象。它在保持科学严谨性的同时，并没有牺牲可读性。作者的文笔流畅，对于复杂概念的解释深入浅出，即使是初次接触这些理论的学生，也能在一定程度上理解。我尤其欣赏作者在引入新概念时，总是会先从一个直观的现象或是一个实际应用场景入手，这样能够迅速抓住读者的注意力，并激发他们对这个概念的好奇心。比如，在讲解惯性时，作者并没有直接给出定义，而是通过描述一个日常生活中非常熟悉的场景，比如在行驶的汽车突然刹车时，人会向前倾，从而引出惯性的概念。这种“情境式”的引入方式，使得抽象的物理概念变得更加生动和易于理解。此外，书中的数学推导过程也清晰明了，每一步的逻辑关系都交代得很清楚，这对于我这样的学生来说，是至关重要的。有时，物理学书籍中的数学公式推导会让人望而却步，但在这本书中，我能够跟随作者的思路，一步步地理解公式是如何得出的。这种对细节的关注，体现了作者的专业性和对学生的负责任态度。

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这本书给我的第一印象是非常专业和全面的。它涵盖了物理学众多重要的基础概念，并且从目录上看，其内容组织非常有条理，能够帮助读者循序渐进地掌握知识。我注意到书中对力学部分的讲解尤为细致，从牛顿三定律的详细阐述，到各种力（如摩擦力、弹力、万有引力）的分析，都力求做到精准和透彻。这对于我这样希望系统学习物理学的学生来说，是至关重要的。我尤其期待书中关于能量和动量守恒的章节，我相信这些内容会以清晰的逻辑和丰富的例证来阐述，帮助我理解这些基本原理的强大应用能力。例如，在解释能量守恒时，可能会涉及到热学和电磁学中的能量转化，而动量守恒则在分析天体运动和粒子碰撞时不可或缺。这本书的详尽程度，让我觉得它不仅仅是一本教科书，更像是一位严谨的老师，能够引导我一步步地深入物理学的殿堂。

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我已经对这本书的内容产生了浓厚的学习兴趣，特别想深入了解其在机械能、热能以及功与能的转化方面的讲解。我知道，这些概念是经典力学的基础，也是理解更复杂物理现象的关键。我期待书中能够用清晰的语言和精美的图示来解释这些抽象的概念，例如，当讲解势能时，我希望能够通过一些具体的例子，比如弹簧的压缩或重力场中的物体，来直观地理解势能的含义及其变化。此外，我对于书中关于动量和冲量的关系的阐述也非常感兴趣，我知道动量是描述物体运动状态的重要物理量，而冲量则是改变物体动量的原因。我希望书中能够通过详细的数学推导和实际应用案例，帮助我彻底理解这两个概念之间的联系，并掌握如何运用它们来解决实际的物理问题。这本书的厚重感让我相信，它能够提供足够深入的知识，满足我不断探索物理学奥秘的渴望。

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我一直对物理学抱有浓厚的兴趣，而这本《Physics for Scientists and Engineers》似乎就是为我量身打造的。从我拿到这本书开始，我就被其严谨的编排和清晰的逻辑所吸引。它从最基础的测量单位开始，逐步引入力、运动、能量等核心概念，整个学习过程就像是在建造一座知识的大厦，每一块砖石都打磨得十分精细。我特别期待书中关于能量守恒定律的章节，因为我知道这是物理学中最重要、最普适的定律之一。我希望书中能够详细地阐述能量的各种形式，以及它们是如何相互转化并保持总量的恒定。同时，我也对书中关于动量守恒的讲解充满了期待，我知道动量在分析碰撞和爆炸等现象时有着至关重要的作用。这本书的例题设计也让我眼前一亮，它们往往能够将抽象的物理原理与实际应用紧密结合，帮助我更好地理解知识的实际意义。我坚信，通过对这本书的深入学习，我能够对物理学有一个更全面、更深刻的认识，并为我未来的科学探索打下坚实的基础。

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Title: Physics for Scientists and Engineers, R. A. Serway and J. W. Jewett, 6th, Thomson Brooks/ Cole, 2004; Classification: Year 1, Semester 2, PAP112

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Title: Physics for Scientists and Engineers, R. A. Serway and J. W. Jewett, 6th, Thomson Brooks/ Cole, 2004; Classification: Year 1, Semester 2, PAP112

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Title: Physics for Scientists and Engineers, R. A. Serway and J. W. Jewett, 6th, Thomson Brooks/ Cole, 2004; Classification: Year 1, Semester 2, PAP112

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Title: Physics for Scientists and Engineers, R. A. Serway and J. W. Jewett, 6th, Thomson Brooks/ Cole, 2004; Classification: Year 1, Semester 2, PAP112

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Title: Physics for Scientists and Engineers, R. A. Serway and J. W. Jewett, 6th, Thomson Brooks/ Cole, 2004; Classification: Year 1, Semester 2, PAP112