大學物理教程（上冊） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王莉，硃浩，孫燕雲 著

圖書標籤:

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• 大學
• 物理教程
• 基礎物理
• 經典力學
• 電磁學
• 力學

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302421573

版次：1

商品編碼：11848585

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

內容簡介

本教材綜閤、藉鑒瞭國內外大學物理教材的優勢和特色，教材結構和教學內容更切閤目前我國大學物理教育的實際情況。教材分為上、下兩冊，上冊主要內容為經典力學、機械振動與機械波、分子動理論和熱力學基礎； 下冊主要內容為電磁學、波動光學、狹義相對論和量子物理基礎。教學內容覆蓋瞭教育部基礎物理課程教學指導分委員會製定的《理工科類大學物理課程教學基本要求》的核心內容，教學內容層次分明，可以滿足不同層次、不同學時的教學需求。 本書可作為高等學校理工科非物理類專業大學物理課程的教材，也可供其他讀者閱讀參考。

前言/序言

《現代材料科學導論》：探尋物質世界的奧秘與未來 圖書簡介 《現代材料科學導論》並非一本聚焦於經典力學或電磁學基礎的教材，而是將讀者引嚮二十一世紀科學與工程前沿——材料科學的廣闊天地。本書旨在為理工科本科生及相關領域的研究人員提供一個全麵、深入且富有洞察力的視角，理解物質的結構、性能、製備工藝及其在尖端技術中的應用。本書摒棄瞭傳統物理教材中對宏觀現象的純粹數學描述，轉而深入探討原子、晶格、微觀結構與宏觀性能之間錯綜復雜的內在聯係。 第一部分：材料科學的基石與思維框架 本書伊始，首先確立瞭材料科學作為一門交叉學科的獨特地位。它並非僅僅是化學、物理或工程學的簡單疊加，而是一種全新的、以“結構-性能-加工-應用”循環為核心的思維模式。 第一章：材料世界的全景圖 本章勾勒齣材料科學的宏大藍圖。我們首先迴顧瞭人類文明史對材料的依賴——從石器時代到信息時代的飛躍，無一不伴隨著新材料的發現與應用。隨後，我們將材料劃分為四大基本類彆：金屬材料、陶瓷材料、高分子材料以及復閤材料，並簡要闡述瞭每一類材料的典型應用場景和基本局限性。重點闡述瞭材料的“四個基本屬性”：結構、性能、加工和服役環境，強調瞭性能的優異性必須建立在對內部結構精確調控的基礎之上。 第二章：原子結構與化學鍵的密碼 深入理解材料性能的起點在於原子層麵。本章詳細解析瞭原子軌道的雜化理論，特彆是s、p、d軌道的組閤如何決定瞭物質的幾何構型。隨後，我們對主要的化學鍵類型進行瞭深入的比較分析：離子鍵、共價鍵、金屬鍵以及範德華力。不同鍵閤特性的差異如何直接導齣演繹齣材料的熔點、硬度、導電性和光學性質，例如，金屬鍵的離域電子如何賦予金屬優異的導電性，而共價晶體（如金剛石）的強鍵閤如何帶來極高的硬度。 第三章：晶體結構與衍射技術 晶體結構是理解固體材料宏觀性質的關鍵。本章詳細介紹瞭晶體學的基本概念，包括晶格、基矢、晶胞、密堆積結構（如麵心立方FCC、體心立方BCC和六方最密堆積HCP）以及非晶態結構（玻璃態）。重點講解瞭如何通過布拉維點陣和空間群來描述所有可能的晶體對稱性。隨後，本章深入介紹瞭X射綫衍射（XRD）在確定材料晶體結構、晶粒尺寸和殘餘應力測量中的核心應用，這是材料錶徵的“金標準”。 第二部分：四大材料類的深度剖析 在奠定理論基礎後，本書轉嚮對四大核心材料領域的具體研究。 第四章：金屬材料：強度與韌性的平衡 金屬材料因其優異的強度、韌性和導電性而被廣泛應用。本章的核心是位錯理論。我們詳細討論瞭綫缺陷（位錯）的類型（刃型、螺鏇型、混閤型）及其運動機製——滑移和攀移，解釋瞭金屬塑性變形的微觀根源。隨後，章節深入探討瞭閤金化對性能的強化作用，包括固溶強化、沉澱強化、晶界強化（Hall-Petch關係）。重點介紹瞭鐵碳閤金相圖的解讀，特彆是奧氏體、鐵素體、滲碳體等相的形成及其對鋼材性能的影響，以及熱處理工藝（如淬火、迴火、正火）對微觀組織和最終機械性能的決定性作用。 第五章：陶瓷材料：高溫與耐磨的挑戰 陶瓷材料以其優異的耐高溫性、化學穩定性和絕緣性著稱，但其固有的脆性是主要的挑戰。本章剖析瞭陶瓷的離子/共價鍵閤特點，解釋瞭其高楊氏模量和低斷裂韌性的原因。重點討論瞭點缺陷（空位、間隙原子）在離子晶體導電性和擴散機製中的關鍵作用。在結構方麵，我們對比瞭氧化物（如氧化鋁、氧化鋯）、碳化物和氮化物陶瓷的結構特徵。本章還探討瞭先進陶瓷的增韌技術，如第二相強化和相變增韌（以部分穩定化氧化鋯PSZ為例）。 第六章：高分子材料：柔性與可設計性的藝術 高分子材料（聚閤物）是當代材料科學中發展最快的領域之一。本章首先解釋瞭單體、聚閤反應（加聚、縮聚）以及聚閤物的分子量分布對材料性能的控製。我們深入探討瞭聚閤物的微觀結構，包括綫型、支化、交聯、熱塑性與熱固性聚閤物的區彆。關鍵部分在於研究聚閤物的粘彈性行為——如何通過動態機械分析（DMA）等手段，將宏觀的蠕變、鬆弛現象與分子鏈段的運動聯係起來。此外，還涵蓋瞭導電聚閤物和生物可降解聚閤物的前沿研究。 第七章：復閤材料：超越組分的協同效應 復閤材料是通過兩種或多種不同材料的組閤，實現單一材料無法達到的綜閤性能。本章係統地分類瞭復閤材料：顆粒增強、縴維增強（如碳縴維、玻璃縴維）和結構復閤材料。重點分析瞭界麵（Interphase）的重要性，界麵剪切強度如何決定瞭縴維增強復閤材料的載荷傳遞效率。我們詳細介紹瞭層閤闆的力學理論基礎，以及用於航空航天和汽車工業的先進復閤材料的製造工藝。 第三部分：性能調控與前沿應用 本書的後半部分聚焦於如何通過先進的加工技術和新的物理原理來設計具有特定功能的材料。 第八章：材料的加工與成形：從熔煉到燒結 本章探討瞭材料從原材料到可用部件的轉化過程。對於金屬，我們分析瞭鑄造、塑性加工（軋製、鍛造）對晶粒尺寸和形變組織的影響。對於陶瓷和粉末冶金，燒結過程中的緻密化機理、液相燒結與固相燒結的區彆至關重要。對於聚閤物，則涉及注塑、擠齣和反應注射成型等技術。重點強調瞭過程控製（Process Control）在確保材料性能穩定性和一緻性中的核心地位。 第九章：材料的電學與磁學性能 本章跳齣傳統材料的範疇，進入功能材料領域。詳細闡述瞭固體的能帶理論——導帶、價帶、禁帶寬度如何區分導體、半導體和絕緣體。在半導體部分，我們解析瞭本徵與雜質半導體的載流子輸運機製，以及PN結的形成。在磁學方麵，本章區分瞭抗磁性、順磁性和鐵磁性，並深入分析瞭磁疇理論、磁滯迴綫（硬磁與軟磁材料的區分），以及磁記錄技術對高矯頑力材料的需求。 第十章：功能材料與納米尺度工程 本章作為展望，聚焦於當前材料科學的最熱門領域。我們探討瞭光學材料（如光縴、激光晶體）的設計原理。隨後，重點介紹瞭如何利用量子尺寸效應，在納米尺度上調控材料性能，包括量子點、納米綫和石墨烯等二維材料。這部分內容強調瞭尺寸效應如何顛覆宏觀材料的傳統規律，為開發下一代電子器件、高效催化劑和生物醫學材料開闢瞭全新的途徑。 總結與展望 《現代材料科學導論》旨在培養讀者一種“材料思維”——即認識到任何工程問題的解決都離不開對材料微觀結構和性能關係的深刻理解。本書內容貫穿原子尺度到宏觀應用，為有誌於從事新材料研發、器件設計與製造領域的學生奠定瞭堅實的理論和實踐基礎。閱讀本書後，讀者將能以更深刻的視角審視工程實踐中的挑戰，並有能力參與到下一代高性能材料的創新設計中去。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論覆蓋範圍顯得有些失衡和過時。雖然它涵蓋瞭經典力學的基本內容，但在處理一些現代物理的前兆性概念，或者在引入實驗驗證和最新研究進展方麵，顯得力不從心。內容似乎停留在幾十年前的教學範式中，對於當代物理學教育越來越重視的跨學科視角和計算物理方法幾乎完全忽略瞭。例如，在講授熱力學時，對統計力學的介紹過於簡略，未能充分展示微觀世界如何湧現齣宏觀熱力學定律的深刻聯係。這樣的教材，雖然能滿足最基礎的考試要求，但無法為有誌於深入研究的學生打下堅實、具有前瞻性的基礎，感覺像是在一本被封存的舊檔案裏翻找知識點，缺乏與當下科學前沿的對話。

評分☆☆☆☆☆

關於理論推導的連貫性，這本書處理得相當草率。很多關鍵的推導步驟被含糊地概括為“不難看齣”或“通過簡單的數學處理可得”，然後直接跳到瞭最終結果。對於那些需要花時間去“看齣來”和“處理”的學生來說，這種省略無異於製造瞭巨大的認知障礙。我常常需要停下來，拿齣筆記本，花費二三十分鍾去自己補全那些被作者認為“簡單”的中間步驟，這極大地打斷瞭閱讀的流暢性。如果這是一本麵嚮研究生的專業文獻，這種簡潔或許可以被接受，但作為一本麵嚮大學初學者的“教程”，這種對推導過程的不負責任的處理，使得讀者無法真正理解公式背後的邏輯是如何一步步建立起來的，嚴重影響瞭對物理思想的係統性把握。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的排版和設計簡直是一場災難，每一個章節的過渡都顯得生硬而突兀，完全沒有考慮到初學者的認知麯綫。那些復雜的數學公式像是被生生地堆砌在頁麵上，沒有任何必要的解釋或圖示來輔助理解。我花瞭大量時間試圖弄明白為什麼某個概念會突然跳到另一個不相關的理論上去，結果往往是徒勞。特彆是關於力學部分，作者似乎默認讀者已經掌握瞭高階微積分的全部知識，卻忽略瞭“教程”的本質——它是用來教導入門者的。插圖更是敷衍瞭事，黑白印刷的綫條圖模糊不清，很多關鍵的矢量方嚮或者受力分析圖，光靠眼睛看根本無法準確判斷。翻閱這本書的時候，我常常感到一種被學術界高牆拒之門外的挫敗感，它更像是一本給已經熟知領域的專傢準備的參考手冊，而非一本真正能引領新手的“教程”。如果作者的目標是讓讀者在第一章就放棄物理，那麼這本書無疑是極其成功的。

評分☆☆☆☆☆

全書的敘述風格極其乾燥、刻闆，缺乏任何能夠激發好奇心的火花。作者似乎將物理學視為一套必須被嚴格、機械地遵循的規則集閤，而不是對自然界運行規律的迷人探索。閱讀起來就像是在啃一塊沒有調味的乾麵包，每一個句子都遵循著嚴謹的語法結構，但內裏空洞無物。當涉及到一些概念的物理意義和現實世界中的應用時，講解往往停留在最錶層的定義，缺乏深入的剖析和生動的類比。比如，在討論振動與波時，我期待看到一些關於聲學、光學或者地震波的生動案例來加深理解，但這本書裏，一切都停留在抽象的數學模型中，使得原本充滿活力的物理現象變得冰冷而遙遠，學習過程成瞭一種煎熬。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的習題設置是其最大的敗筆，其難度跨度之大簡直令人發指。前幾頁的例題還算中規中矩，公式代入型的題目尚能應付，但一旦進入到某一特定章節的末尾，題目難度立刻呈指數級飆升。有些題目，連我帶著參考書後麵的答案去推導，都得繞好幾圈纔能勉強摸到邊。它們似乎更側重於考察那些極其偏僻的、在正文內容中幾乎被一帶而過的定理的應用，而不是檢驗對核心概念的掌握程度。這就像是參加一場考試，考官隻讓你做瞭幾道基礎加減乘除，然後突然扔給你一個需要用四維幾何纔能解釋的工程問題。這種設置極大地打擊瞭學習的積極性，讓人産生一種“我無論怎麼努力都無法掌握這門學科”的無力感，對培養對物理學的興趣毫無幫助。