Brooks/Cole Exerciser 2.0 for Hecht's Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Brooks/Cole Pub Co

作者:Eugene Hecht

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1996-01

价格:USD 33.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780534341688

丛书系列:

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• 物理学
• 大学物理
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经典力学：概念、应用与思维拓展 面向严肃学习者的综合性力学教材 作者/编者： (此处可根据实际情况填写，例如：资深物理学教授团队) 出版信息： (此处可填写出版年份及出版社信息，以增强真实感) --- 内容概述：构建坚实的物理学基础 本书旨在为物理学、工程学以及相关科学领域的学生提供一个全面、深入且注重概念理解的经典力学入门与进阶教程。我们深知，力学不仅是物理学的基石，更是培养严谨的科学思维、数学建模能力和解决复杂问题能力的关键领域。因此，本书摒弃了单纯的公式堆砌，而致力于构建一个连贯、逻辑清晰的力学知识体系。 全书内容涵盖了从牛顿力学的基础原理出发，逐步过渡到更抽象、更强大的拉格朗日和哈密顿力学的精髓。我们相信，只有掌握了这些现代化的表述方式，学习者才能真正理解物理学的深层结构，并为量子力学和相对论的学习打下不可或缺的基础。 第一部分：牛顿力学的再审视与基础建立 (第1章 – 第5章) 本部分将带领读者重温并深化对牛顿运动定律的理解，并着重于如何将这些定律应用于解决现实世界中的复杂问题。 第1章：运动学的基本概念 本章详细阐述了描述物体运动所需的数学工具，包括矢量代数、坐标系的选择（笛卡尔、柱坐标、球坐标）及其在运动学中的应用。特别关注了瞬时速度、加速度的精确定义，以及曲线运动中的法向和切向加速度的物理意义。我们通过大量的实例，展示如何将抽象的运动学描述转化为具体的物理情境。 第2章：牛顿定律与力的概念 我们将牛顿第一定律视为惯性参考系的定义，并以此为基础，深入探讨第二定律 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 的矢量本质及其在不同参考系下的适用性。本章重点分析了常见的几种基本力——引力、弹力（胡克定律）、摩擦力、阻力——的性质和适用范围。通过引入“自由体图”的绘制规范，帮助读者系统地分解复杂的受力分析。 第3章：功、能与保守力 本章是理解能量守恒定律的关键。我们首先精确定义了功的数学表达式，并区分了恒力做功与变力做功（积分形式）。随后，引入了势能的概念，明确了保守力的判据（路径无关性，或梯度）。重点讲解了动能定理、机械能守恒定律在单变量和多变量系统中的应用，并讨论了非保守力（如摩擦力）对系统能量的影响。 第4章：线性动量、角动量及其守恒 本章聚焦于系统的整体运动特性。线性动量守恒定律在碰撞问题（弹性与非弹性）中的应用被详尽阐述。随后，我们转向旋转运动，精确定义了角动量 $mathbf{L}$ 和力矩 $oldsymbol{ au}$，并推导了角动量守恒定律。本部分包含对刚体定轴转动、转动惯量计算（平行轴定理、皮卡定理）的深入分析，以及进动与章动等进阶主题的初步介绍。 第5章：振动与波——简谐振动的精确描述 简谐振动（SHM）是物理学中最基础也是最普遍的模型之一。本章从微分方程的角度出发，求解了理想弹簧振子和单摆（小角度近似下）的运动方程。我们详细探讨了相位、周期、频率、能量转换，以及阻尼振动和受迫振动（包括共振现象）的数学描述和物理意义。 第二部分：高级方法论：拉格朗日力学 (第6章 – 第8章) 牛顿力学在处理约束复杂或自由度较多的系统时，其矢量性质和对约束力的显式处理会变得异常繁琐。本部分引入了更优雅、更强大的变分原理和分析力学方法。 第6章：约束系统与广义坐标 本章首先讨论了各种力学约束的本质，并介绍了如何使用一组独立的广义坐标 $q_i$ 来描述系统的构型，从而绕开冗余的约束力。我们讨论了单值约束、双值约束，以及各种完整约束和非完整约束的区分。 第7章：达朗贝尔原理与拉格朗日方程的推导 达朗贝尔原理是连接牛顿力学和分析力学的桥梁。本章以该原理为基础，引入了虚位移的概念，并导出了著名的拉格朗日方程（欧拉-拉格朗日方程）：$frac{d}{dt} left( frac{partial L}{partial dot{q}_i} ight) - frac{partial L}{partial q_i} = Q_i$。我们详细解释了拉格朗日量 $L = T - V$ 的物理意义，并演示了如何利用它来求解复杂约束下的运动方程，而无需计算约束力。 第8章：守恒量与诺特定理 这是分析力学中最深刻的部分之一。本章深入阐述了系统的对称性与守恒量之间的内在联系。诺特定理被系统地介绍，明确指出系统拉格朗日量对某一坐标（或时间）的无关性，必然对应一个守恒量（如能量、动量、角动量）。通过多个实例（例如：自由粒子、中心力问题），展示了该定理的强大预测能力。 第三部分：中心力、刚体运动与散射 (第9章 – 第11章) 本部分将上述基础理论应用于两个经典且重要的物理场景：中心力场和刚体动力学。 第9章：中心力场问题 中心力是形如 $mathbf{F} = f(r) hat{mathbf{r}}$ 的力，它使系统简化为二体问题。本章首先通过坐标变换将二体问题转化为等效的单体问题。随后，利用角动量守恒导出有效势能的概念，并详细分析了开普勒问题（如行星绕日运动）的椭圆、抛物线和双曲线轨道。开普勒定律被从更基本的物理原理中推导出来。 第10章：刚体动力学进阶 本章超越了第一部分的定轴转动，探讨了刚体的一般运动（如绕固定点转动）。我们引入了惯性张量 $mathbf{I}$ 这一关键概念，并解释了其对称性。欧拉方程被推导出来，用于描述刚体绕其质心的自由转动。陀螺仪的运动、岁差和章动等经典现象被纳入分析框架。 第11章：散射理论基础 本章处理粒子在中心力场中相互作用的问题。我们引入了散射截面（微分和微分散射截面）的概念，并重点分析了卢瑟福散射——这是经典力学中关于库仑势场相互作用的完美应用。通过对撞击参数和散射角的关系分析，加深了对势能与轨道几何之间联系的理解。 第四部分：哈密顿力学与经典系统的终极表述 (第12章 – 第14章) 本部分将分析力学提升到更高层次的抽象形式，为深入研究量子力学中的泊松括号和正则变换做准备。 第12章：哈密顿量与相空间 本章通过勒让德变换，从拉格朗日量 $L(q, dot{q}, t)$ 构造出哈密顿量 $H(q, p, t)$，其中 $p_i = partial L / partial dot{q}_i$ 是对应于 $q_i$ 的正则共轭动量。我们阐释了哈密顿量在保守系统中的物理意义（即系统总能量）。哈密顿方程 $dot{q}_i = partial H / partial p_i$ 和 $dot{p}_i = -partial H / partial q_i$ 被确立为新的运动方程。 第13章：泊松括号与正则变换 泊松括号 ${A, B}$ 作为衡量两个物理量之间关系的核心工具被引入。我们探讨了其代数性质，并展示了时间演化可以通过泊松括号来表达（哈密顿-雅可比方程的前身）。本章随后讨论了正则变换——一种保持哈密顿方程形式不变的坐标变换，这是连接经典力学与更高级理论的关键桥梁。 第14章：应用：中心力场在哈密顿框架下的重新审视 本章将所有工具应用于中心力问题，展示哈密顿力学如何简化这一经典问题。我们利用正则变量的守恒量（如能量、角动量）来求解运动方程，并探讨了在引入适当的变量替换后，如何将问题进一步简化到可积分的状态。 结语：连接经典与现代 本书的结构设计旨在提供一条清晰的路径：从直观的牛顿定律，到优雅的拉格朗日形式，最终达到抽象而强大的哈密顿表述。我们相信，掌握了这些工具，读者不仅能熟练解决复杂的经典力学问题，更能以一种更加深刻、统一的视角理解物理学的内在秩序。本书的深度和广度，为后续学习高等数学物理、量子力学以及理论物理学打下了不可或缺的数学和概念基础。

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作为一名对物理世界充满好奇的学生，我深知扎实的练习对于掌握抽象的物理概念至关重要。Brooks/Cole Exerciser 2.0 for Hecht's Physics 这个名字立刻吸引了我，因为它暗示着它不仅仅是一本习题集，更是一套能够帮助学生“练习”和“锻炼”物理思维的工具。我设想这本练习册会与 Hecht 的物理学教材紧密结合，每一道题目都能够对应教材中的某个知识点或理论，从而帮助我巩固课堂所学。我希望它能够提供各种不同类型的题目，包括选择题、计算题、证明题，甚至是一些需要发挥创造性思维的开放性问题。对于我来说，最关键的是练习册的解题思路和详细解析。如果每一道题都能提供清晰的解题步骤，并解释为什么采用这样的方法，那将极大地提升我的学习效率。我希望通过这本书，我能够更深入地理解物理学的内在逻辑，而不是仅仅停留在记忆公式的层面。它应该能够让我体会到解题的乐趣，并且在不断挑战中提升自己的物理学能力。

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