The Physics of Atoms and Quanta pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Haken, H.

出品人:

页数:503

译者:

出版时间:

价格:$ 112.94

装帧:

isbn号码:9783540672746

丛书系列:

图书标签:

物理学
原子物理
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高等教育

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具体描述

The Physics of Atoms and Quanta is a thorough introduction to experiments and theory in this field. Every classical and modern aspect is covered and discussed in detail. As this text ends with the fundamentals of classical bonding, it leads into the second and more advanced book by the same authors entitled "Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry." This 6th edition includes new developments, such as new experiments on quantum entanglement, the Einstein-Podolsky-Rosen paradoxon, Bell's inequality, Schr??dinger's cat, and decoherence; the quantum computer, quantum information, Bose-Einstein-Condensation, and the atom laser are also discussed. Here, the student will find 170 problems and their solutions, which make this book a real study text.

《天体物理前沿探索：从引力波到暗物质》内容简介：本书旨在为读者呈现天体物理学领域最激动人心、最具挑战性的前沿研究方向。我们深入探讨了宇宙演化中的核心谜团，从宇宙大爆炸的余晖到遥远星系的形成，再到支配我们宇宙的神秘物质与能量。全书结构清晰，内容兼具深度与广度，力求为物理学、天文学及相关专业的研究人员和高年级学生提供一份详实而富有洞察力的参考资料。第一部分：时空结构与极端引力本部分聚焦于广义相对论在宇宙尺度上的直接体现，尤其是对极端引力场的观测与理论建模。第一章：引力波天文学的黎明引力波的直接探测，特别是LIGO和Virgo合作组织所取得的里程碑式成就，彻底改变了我们观测宇宙的方式。本章详细阐述了从双黑洞并合（BBH）、中子星并合（NSNS）到黑洞与中子星并合（BHNS）事件所辐射出的引力波信号的理论模型。我们回顾了波形模板的计算方法，包括数值相对论的进展，以及如何从复杂的时空背景中精确反演出源天体的参数，如质量、自旋和相对论性喷流的关联。特别是，我们深入分析了GW170817事件，探讨了其对多信使天文学的深远意义，包括对重元素（如金、铂）的形成机制的约束，以及对哈勃常数测量的独立贡献。本章还展望了下一代探测器（如LISA、爱因斯坦望远镜）将如何拓展引力波观测的频率窗口，从而探测宇宙早期过程和超大质量黑洞的合并历史。第二章：黑洞物理与事件视界成像爱因斯坦望远镜（EHT）对M87和人马座A的直接成像，提供了对强引力场区域的首次直观认识。本章详细讨论了阴影的形成机制，以及如何利用观测到的环形结构来检验广义相对论的精确性。我们探讨了磁场在吸积盘动力学中的作用，特别是其如何影响物质的吸积率和喷流的产生与准直。此外，本章还涉及了对“裸奇点”存在的理论探索，尽管目前尚未有观测证据，但其对量子引力理论的启示不容忽视。我们也将讨论 Kerr 度规的性质，以及不同旋转速度下黑洞视界周围的时空几何差异。第二部分：宇宙学的标准模型与新挑战本部分着眼于宏观宇宙的演化，从早期宇宙的物理状态到当前宇宙的加速膨胀问题。第三章：早期宇宙物理与暴胀模型我们回顾了宇宙学标准模型（$Lambda$CDM）的成功之处，并着重分析了其在描述暴胀时期所遇到的挑战。本章详述了主要的暴胀模型，包括单场、多场及混合场模型，并解释了它们如何自然地产生初始的密度扰动，并最终在再加热过程中形成基本粒子。关键的观测证据，如宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振各向异性，被用来严格限制这些模型的参数空间。特别是，对 $B$ 模偏振的搜寻被视为直接探测引力波在暴胀早期留下的印记的关键。本章还讨论了暴胀后的过渡阶段——原初引力波的谱的形状，以及如何通过测量其非高斯性来区分不同的暴胀势能。第四章：暗物质的性质与分布暗物质作为构成宇宙物质密度约85%的神秘成分，是现代天体物理学的核心难题。本章系统梳理了从星系旋转曲线、引力透镜效应和星系团动力学中推导出的暗物质存在的间接证据。理论上，我们详细比较了主流的冷暗物质（CDM）模型，特别是弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的候选者，如超对称粒子（SUSY）的预期信号。同时，我们也考察了替代性的模型，如轴子（Axions）、惰性中微子，以及对修正牛顿动力学（MOND）的讨论。在实验层面，本章概述了直接探测实验（如地下氙探测器）的原理和灵敏度限制，以及间接探测（如伽马射线和正负电子对超额信号）的最新结果。第五章：暗能量与宇宙加速膨胀的机制宇宙加速膨胀的发现是20世纪末最重大的科学突破之一。本章深入剖析了描述暗能量的主流模型——宇宙学常数（真空能），并讨论了其与量子场论中真空能量计算之间存在的巨大差异（“宇宙学常数问题”）。我们详细分析了观测数据如何约束暗能量的状态方程 $w$：包括来自超新星观测（SN Ia）、大尺度结构（LSS）演化、以及CMB的最新联合分析。此外，本章还探讨了更具动态性的暗能量模型，例如 quintessence 标量场模型，以及对广义相对论本身的修改，如 $f(R)$ 引力理论，这些理论试图在不引入新物质的情况下解释加速膨胀现象。第三部分：恒星与星系演化的极端案例本部分关注宇宙中能量最高、结构最复杂的实体，以及它们如何影响宇宙的化学演化。第六章：活动星系核（AGN）与反馈机制活动星系核是宇宙中最强大的能源之一，其能量来源于中心超大质量黑洞的吸积过程。本章详细描述了不同类型的AGN（如类星体、塞弗特星系），并解释了它们统一模型背后的几何结构。核心关注点在于“反馈”过程：AGN喷流和辐射如何将能量和动量注入到宿主星系的气体中，从而有效地调节恒星形成率，并解释了星系与其中央黑洞质量之间的M-$sigma$ 关系。我们使用先进的数值模拟来展示辐射压力和磁流体力学驱动的喷流在不同尺度上的影响。第七章：超新星的物理与宇宙学标准烛光 Ia 型超新星作为重要的“标准烛光”，其光度一致性是测量宇宙距离尺度的基石。本章细致入微地分析了Ia 型超新星的物理起源，重点讨论了白矮星的热核点燃机制，以及双星系统中的吸积模型（如碳氧白矮星和氦皮白矮星）。我们还涵盖了 II 型和Ib/Ic 型超新星的引擎，如核坍缩和磁化超新星，并探讨了这些爆发事件如何成为宇宙中重元素（氧、硅、铁等）的主要贡献者。第八章：极端天体物理源：快速射电暴（FRBs）的起源快速射电暴是近年来最神秘的现象之一。本章收集和分析了所有已知的观测特征，包括其极短的持续时间、高度的色散量以及非热谱。我们对比了各种领先的理论模型，包括磁星（Magnetars）的磁场重建、中子星的撕裂过程、以及极端致密天体（如黑洞或中子星）在极端环境下的碰撞。本章强调了多波段观测（射电、X射线、光学）对于定位和解释FRB起源的不可或缺性，并展望了未来几年内对FRB本质的最终揭示。本书通过整合最新的理论预测、高精度观测数据和前沿数值模拟成果，为读者提供了一幅当前天体物理学研究的全景图，旨在激发下一代科学家的好奇心，并引导他们应对宇宙中最深刻的挑战。