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出版者:

作者:《决胜期末》编写组 编

出品人:

页数:82

译者:

出版时间:2009-9

价格:12.00元

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isbn号码:9787502246594

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智学启航：基础科学与工程原理精要 图书简介 本书旨在为理工科初学者、跨专业学习者以及希望巩固基础知识的专业人士，提供一套系统、深入且实用的基础科学与工程原理入门指南。我们深知，扎实的理论基础是未来创新与实践的基石。因此，《智学启航》聚焦于现代科学体系中最核心、最基础的知识模块，力求在有限的篇幅内，实现知识的广度与深度的有机统一。 本书内容严格围绕经典力学、电磁学基础、热力学与统计物理初步、基础化学原理以及离散数学与算法导论这五大核心领域展开，确保读者在接触更深层次的专业课程之前，能够建立起清晰、无冗余的知识框架。 --- 第一部分：经典力学——运动的法则与守恒之道 本部分深入探讨牛顿力学体系的完备性及其在宏观世界中的统治地位。我们不仅仅停留在机械地套用公式，而是着重培养读者对“力”与“运动”之间内在逻辑的深刻理解。 核心章节导览： 1. 质点运动学与动力学基础： 从伽利略的相对性思想出发，详细解析矢量运算在描述空间运动中的应用。重点剖析牛顿三大定律的物理意义，特别是第二定律的微分形式与积分应用。我们引入了约束条件的概念，解析了在平面、空间约束下，如何正确建立和求解运动方程。 2. 功、能与系统守恒： 能量观点是现代物理学的核心支柱之一。本章详细阐述了功的概念、动能定理，并系统性地引入保守力场与势能的概念。动量守恒、角动量守恒与机械能守恒三大守恒定律的推导及其在碰撞、转动问题中的实际应用被置于突出位置。特别地，我们对中心力运动（如行星轨道问题）进行了详细的解析，用开普勒定律佐证了角动量守恒的普遍性。 3. 刚体与振动： 扩展到宏观物体的运动分析。转动惯量的计算方法（包括平行轴定理与转轴定理）被详尽阐述。刚体运动的主轴概念和欧拉角在描述复杂姿态变化中的作用被清晰地勾勒出来。在振动分析部分，我们从一维简谐振子出发，过渡到阻尼振动与受迫振动，为后续学习波动力学和信号处理打下基础。 --- 第二部分：电磁学基础——场论的初探与应用 电磁学是理解现代工程技术（从电力到通信）的基石。本书的电磁学部分侧重于从麦克斯韦方程组的宏观场论描述入手，而非陷入复杂的微积分细节，确保工程思维的培养。 核心章节导览： 1. 静电场与静磁场： 从库仑定律出发，系统介绍电场强度、电势的概念。高斯定理作为电荷分布的积分形式表述，被重点剖析其在对称性问题求解中的高效性。磁场部分，则围绕安培环路定律和毕奥-萨伐尔定律展开，引入磁感应强度和磁矢量势的概念。 2. 电磁感应与位移电流： 深入探讨法拉第电磁感应定律，解释变化的磁场如何产生电场。对麦克斯韦修正的安培定律（引入位移电流）的物理意义进行深入剖析，这是理解电磁波产生的关键一步。 3. 麦克斯韦方程组与基础应用： 本章将前述定律统一归纳为四组矢量微分形式的方程组。通过对该方程组的分析，推导出电磁波的基本性质（横波性、相速度、能量流密度），并简要讨论其在传输线和天线基础理论中的概念体现。 --- 第三部分：热力学与统计物理初步——能量的转化与微观诠释 本部分旨在提供对能量、熵和物质宏观状态的量化描述，并初步接触微观粒子统计行为的宏观体现。 核心章节导览： 1. 热力学定律与平衡态： 详细界定热力学状态量（温度、压强、体积、内能、焓等）。系统阐述热力学第零定律（温度的定义）和第一定律（能量守恒的宏观表述）。热力学第二定律的多种表述（克劳修斯、卡诺定理）被置于核心，深刻理解熵增原理的不可逆性。 2. 热力学过程与循环： 分析理想气体的各种准静态过程（等温、绝热、等压等），并计算功与热。重点解析卡诺循环的效率极限，为热机设计提供理论依据。 3. 统计力学的桥梁： 本章作为向微观过渡的桥梁，引入宏观量与微观量关联的初步思想。介绍玻尔兹曼分布的基本形式，解释温度的统计意义，并简要探讨理想气体状态方程的统计推导，建立宏观热力学与微观粒子行为的联系。 --- 第四部分：基础化学原理——物质的构成与相互作用 本部分聚焦于物质的组成分子结构、键合特性以及化学反应的能量学基础，为材料科学和生物化学的后续学习奠定分子层面的认知。 核心章节导览： 1. 原子结构与周期性： 回顾玻尔模型到量子力学描述的原子能级概念的演变。重点解析电子排布规则（洪特规则、泡利不相容原理）如何决定元素的化学性质和周期性规律。 2. 化学键合理论： 深入剖析离子键、共价键和金属键的本质。在共价键部分，详细介绍杂化轨道理论和分子轨道理论（MO）的定性分析方法，用以预测分子几何构型、键角和反应活性。 3. 化学热力学基础： 引入标准生成焓、燃烧焓等概念，利用赫斯定律进行焓变的计算。着重阐述吉布斯自由能（$Delta G$）在判断化学反应自发性中的决定性作用，以及平衡常数与其间的关系。 --- 第五部分：离散数学与算法导论——逻辑思维与计算基础 在信息时代，严谨的逻辑推理和对离散结构的理解是所有工程技术人员必备的能力。本部分旨在培养读者的抽象思维和算法设计能力。 核心章节导览： 1. 命题逻辑与谓词逻辑： 建立形式化的逻辑推理框架。详细介绍逻辑等价、推理规则（如假言推理）和真值表法。理解如何将自然语言转化为精确的逻辑表达式。 2. 集合论与关系： 集合运算的精确定义（并、交、补、笛卡尔积）是数学语言的基础。重点讨论函数的性质（单射、满射、双射）以及二元关系的性质（自反、对称、传递），特别是等价关系和偏序关系的分析。 3. 图论基础与基础算法： 图论是连接网络、数据结构和优化问题的核心工具。本章引入图的基本术语（顶点、边、路径、连通性）。在此基础上，初步介绍最短路径算法（如Dijkstra算法的逻辑框架）和搜索算法（DFS/BFS）的基本思想，强调其在解决实际工程问题中的通用性。 《智学启航》力求通过严谨的逻辑结构、清晰的数学推导和丰富的示例，帮助读者构建起一个相互联系、坚不可摧的数理化基础。掌握了这些知识，便如同获得了探索未来高深科技领域的一把万能钥匙。本书的编排注重知识体系的完备性而非详尽性，确保学习者能够高效地吸收精华，为后续的专业深造做好充分的准备。

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