Einfuhrung in Die Kern- Und Elementarteilchenphysik pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley

作者:Machner

出品人:

页数:509

译者:

出版时间:2005-2-16

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9783527405282

丛书系列:

图书标签:

• 核物理
• 粒子物理
• 量子力学
• 相对论
• 标准模型
• 费米子
• 玻色子
• 强相互作用
• 弱相互作用
• 电磁相互作用

科学的边界：探索宇宙最基本的构成单元 人类对宇宙的探索从未停止。从仰望星空，到钻研原子结构，再到如今深入核与粒子物理的奥秘，我们对物质世界的理解不断被刷新。本书将带领读者踏上一段激动人心的旅程，穿越物理学的最前沿，揭示构成我们宇宙最基本粒子的性质、它们之间的相互作用以及支配它们行为的深刻法则。 第一部分：核物理的基石 我们的探索始于原子核。尽管原子本身在19世纪末已被证实是物质的基本构成单元，但随后的发现揭示了原子核的复杂性。原子核并非不可分割的“实心球”，而是由质子和中子组成的集合体。 原子核的结构与性质： 我们将深入探讨原子核的尺寸、形状、质量以及能量。了解原子核的质量亏损及其与结合能的关系，这是理解原子核稳定性的关键。我们将介绍原子核模型，例如液滴模型和壳层模型，它们分别从宏观和微观的角度解释了原子核的集体行为和独立核子的行为。 放射性衰变： 原子核并非总是稳定的。一些原子核会自发地转变为其他原子核，并在此过程中释放出能量和粒子。本书将详细介绍三种主要的放射性衰变类型：α衰变、β衰变和γ衰变。我们将解释每种衰变的机制、衰变产物以及衰变过程中能量和动量的守恒规律。放射性同位素的应用，从医学诊断到地质年代测定，也将被广泛讨论。 核反应： 除了自发衰变，原子核还可以通过与其他粒子碰撞发生非自发性的变化，这就是核反应。我们将介绍核反应的基本类型，如核裂变和核聚变。核裂变，即重原子核分裂成较轻原子核的过程，是核能发电的基础，我们将深入剖析其链式反应的原理和控制技术。核聚变，即轻原子核结合成较重原子核的过程，是恒星能量的源泉，也是未来清洁能源的希望，我们将探讨实现可控核聚变所面临的挑战与机遇。 核力： 驱动原子核内部粒子结合在一起的是一种极其强大的力，即核力。我们将揭示核力的性质，如其极强的短程吸引力以及它如何克服质子之间的电磁排斥力来维持原子核的稳定。量子力学的发展，特别是介子交换理论，为理解核力提供了重要的理论框架。 第二部分：进入微观世界——粒子物理的黎明 当我们将目光投向原子核内部，我们发现自己进入了一个更加奇妙和微观的世界。质子和中子并非基本粒子，它们本身也由更小的粒子构成。粒子物理学正是研究这些最基本的粒子以及它们之间相互作用的学科。 基本粒子分类： 粒子物理学有一个精妙的分类体系。我们将介绍构成物质的基本粒子——夸克和轻子。夸克有六种“味”（上、下、粲、奇、顶、底），它们组合形成质子和中子等复合粒子，即强子。轻子则包括电子、μ子、τ子以及它们各自的中微子，它们不参与强相互作用。 基本相互作用： 粒子之间的相互作用由四种基本力支配：强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力。本书将重点关注前三种。强相互作用由胶子传递，负责将夸克束缚在一起形成强子。弱相互作用负责放射性衰变中的某些过程，例如β衰变，并由W和Z玻色子传递。电磁相互作用由光子传递，负责电荷之间的相互作用，如原子中的电子围绕原子核运动。 粒子探测与加速器： 要研究这些微小的粒子，我们需要强大的工具。我们将介绍粒子探测器的工作原理，它们如何“看见”和测量粒子的轨迹、能量和动量。粒子加速器，如环形对撞机，能够将粒子加速到接近光速，然后让它们发生碰撞，产生新的粒子，从而帮助我们揭示物质的更深层结构。 标准模型： 粒子物理学领域最重要的成果之一是标准模型。它是一套高度成功的理论框架，描述了除了引力之外的所有已知基本粒子及其相互作用。我们将详细介绍标准模型中的基本粒子家族、传递相互作用的玻色子以及它们如何协同工作。标准模型预测了希格斯玻色子的存在，该玻色子赋予了其他粒子质量，其在大型强子对撞机上的发现是粒子物理学史上的一个里程碑。 标准模型之外的探索： 尽管标准模型取得了巨大的成功，但它并非终极理论。它未能解释暗物质、暗能量、中微子质量以及引力为何如此微弱等问题。本书将展望标准模型之外的前沿研究，介绍如超对称理论、弦理论等试图统一更广泛物理现象的理论模型。我们将探讨这些前沿理论可能带来的新粒子和新相互作用，以及它们如何帮助我们更全面地理解宇宙。 贯穿全书的主题 对称性原理： 在核物理和粒子物理中，对称性扮演着至关重要的角色。从物理定律在时空中的不变性，到粒子内秉的“味”对称性和“色”对称性，对称性原理不仅帮助我们理解粒子之间的关系，更是指导我们构建理论模型的重要工具。 量子场论： 粒子不再被看作独立的点状物体，而是量子场的激发。本书将引入量子场论的基本概念，解释粒子如何涌现，以及它们之间的相互作用如何通过场的交换来描述。 宇宙学联系： 核物理和粒子物理的发现与宇宙的起源和演化息息相关。早期宇宙中的核合成，以及粒子物理中的基本相互作用，共同塑造了我们今天所观测到的宇宙。我们将探讨粒子物理如何帮助我们理解宇宙大爆炸、暗物质和暗能量等宇宙学难题。 实验与理论的互动： 科学的进步是实验与理论紧密结合的成果。本书将强调实验观测在验证和修正理论模型中的作用，以及理论预测如何指导新的实验设计。 本书旨在为读者提供一个清晰、连贯且深入的关于核物理和粒子物理的导论。无论您是物理学的初学者，还是希望深入了解科学最前沿的爱好者，本书都将为您打开一扇通往理解宇宙最基本构成单元的窗户。我们期望这段旅程能够激发您对科学的求知欲，并对我们所生活的这个奇妙而复杂的宇宙产生更深刻的敬畏。

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