现代物理基础丛书·典藏版：理论力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张建树，孙秀泉，张正军 著

图书标签:

• 理论力学
• 经典力学
• 物理学
• 教材
• 高等教育
• 大学物理
• 力学
• 现代物理
• 丛书
• 典藏版

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030143563

版次：1

商品编码：12143258

包装：平装

丛书名： 现代物理基础丛书·典藏版

开本：16开

出版时间：2005-08-01

用纸：胶版纸

页数：309

字数：391000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代物理基础丛书·典藏版：理论力学》是西北大学“面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”重点课程项目研究成果，全书以经典力学基本内容为基础，较好地融合了该学科内容的新进展，系统地阐述了经典力学的基本理论，简要介绍了非线性力学基本的内容。材料取舍主要考虑物理学专业后继理论物理课程的所需内容，加大了与近代物理有紧密联系的分析力学的比例。基础理论部分以对称性为主线组织教材内容，强调了对称性在物理学中的重要性；应用部分多以分析力学方法处理，以加深对分析力学的理解。非线性力学部分介绍了分形、分维、混沌和奇异吸引子等概念。全书共七章：牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学、有心力场中运动、非惯性系中的运动、刚体力学、非线性力学。
　　《现代物理基础丛书·典藏版：理论力学》可作为综合大学、高等师范大学物理学专业及有关专业理论力学课程的教材，也可作为相关理工科专业师生和科技人员的参考书。

内页插图

目录

前言

第一章 牛顿力学
1．1 牛顿第一定律
1．2 质点的速度和加速度
1．3 坐标系
1．4 速度和加速度的分解
1．5 动量守恒定律
1．6 伽利略变换
1．7 质心与质心坐标系
1．8 牛顿第二定律（Ⅰ）
1．9 运动微分方程的投影
1．10 牛顿第二定律（Ⅱ）
1．11 保守力场
1．12 牛顿引力定律
1．13 能量守恒定律
1．14 角动量守恒定律
*1．15 弹性碰撞
习题

第二章 拉格朗日力学
2．1 牛顿力学的局限性和分析力学的建立
2．2 非自由质点系和约束
2．3 广义坐标
2．4 变分法
2．5 最小作用量原理
2．6 自由质点的拉格朗日函数
2．7 欧拉动能定理
2．8 质点系的拉格朗日函数
2．9 拉格朗日方程和牛顿方程等价
2．10 能量守恒定律
2．11 动量守恒定律
2．12 角动量守恒定律
2．13 最小作用量原理的修正形式
习题

第三章 哈密顿力学
3．1 勒让德变换
3．2 哈密顿正则方程
3．3 相空间和刘维定理
3．4 泊松括号
3．5 均位力积定理
3．6 正则变换
习题

第四章 有心力场中运动
4．1 二体运动化简为单体运动
4．2 运动积分
4．3 运动方程
4．4 运动轨道
4．5 离心势能和有效势能
4．6 开普勒问题
*4．7 有心力场的散射
习题

第五章 非惯性系中的运动
5．1 选用非惯性系的必要性
5．2 平动坐标系
5．3 转动坐标系
5．4 科里奥利力
*5．5 相对地球的运动
*5．6 傅科摆
习题

第六章 刚体力学
6．1 刚体的独立坐标
*6．2 刚体运动的欧拉定理
6．3 无限小转动和有限转动
6．4 刚体运动的广义坐标——欧拉角
6．5 惯量张量和转动惯量
6．6 刚体的角动量
6．7 惯量主轴
6．8 不同本体坐标系的惯量张量
6．9 刚体运动的欧拉方程
6．10 对称陀螺的自由运动
习题

第七章 非线性力学
7．1 牛顿力学包含不确定性
7．2 线性与非线性
7．3 外在和内在的随机性
7．4 平衡点的分类
7．5 保守系统中的随机性
7．6 耗散系统中的随机性
7．7 奇异吸引子的刻画
7．8 混沌的普遍性
习题

附录
Ⅰ矢量、矩阵及其运算
Ⅱ张量
Ⅲ不同坐标系中的微分关系
Ⅳ非线性微分方程解的稳定性

参考文献

前言/序言

　　近年来非线性力学的蓬勃发展，赋予了古老的经典力学新的活力。经典力学曾经被视为“确定论”的典范，这种思维定式曾统治物理学界达250年。现在我们知道，牛顿力学具有内在随机性，因此，有必要以现代观点重新审视理论力学的内容，并反映本学科的最新进展。
　　为适应我国高等教育发展的需要，国家在创建面向21世纪百所重点高校“211工程”的同时，为了加强理科基础科学研究和教学，为其输送高质量的合格人才，经过严格评选，在一些重点大学建立了“物理学专业国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”，即所谓“物理学基地”，以加强物理学人才的培养。本书是在编者多年来在西北大学“物理学基地”讲授理论力学课程讲义的基础上逐渐修改补充而成的。
　　本书具有以下主要特点：
　　1.目标明确，针对性和适用性更强。本书主要读者是物理学专业的师生和科技工作者，特别是物理学专业“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”的学生。针对这一特定目标，本书是按公理化体系编写的。理论力学是物理学专业一门必修的基础理论课，也是学习其他理论物理课程的入门课，材料取舍主要考虑后继理论物理课程[热力学、统计物理、量子力学和场的理论（如电动力学、量子场论等）]的需要.详略适度。
　　2.以对称性为主线组织基本理论部分的内容。对称性在现代物理学中起着极其重要的作用。本书的基础理论部分，以对称性为主线，从时空对称性导出守恒量，并经过牛顿力学和分析力学两个循环，逐步深化对于对称性的认识。
　　3.加大了与近代物理有紧密联系的分析力学内容的比重。本书兼顾牛顿力学和分析力学，侧重点在分析力学。中心力场的运动和刚体力学，国内大部分理论力学用书都是用牛顿力学方法处理，本书则用分析力学方法处理。因为，分析力学是近代物理学的接口，能为掌握理论物理学的概念、方法、模型和技巧提供必要的基础。本书对近代物理中那些重要的分析力学表述都给予了充分的强调，以减少向量子理论过渡的困难。
　　4.力图采用严谨的数学方法，启发抽象思维。理论力学是与普通物理力学不同的一门理论课程。理论物理有自己独特的研究方法，这就是运用数学语言，进行严密逻辑推理过程。本书用坐标变换的性质阐明矢量和张量，尽可能采用近代物理中的数学方法，如本征值方程、矩阵代数、变分法等，以适应物理学发展的需要，并便于和后继理论物理课程衔接。
　　5.反映本学科的最新进展。近些年来，经典力学这门古老学科又焕发了青春，取得了长足进步。这就是以混沌的发现为代表的非线性力学的巨大进展。本书用一章的篇幅简要介绍了分形和分维、混沌及奇异吸引子等概念。这部分内容对于开拓视野，大有裨益。
　　本书突出了基本知识、基本理论和基本技能，全书共分七章。前三章是基础理论部分，其中第一章为牛顿力学，第二、三章为分析力学。第四章讲述有心力场中的运动。第五章为非惯性系中的运动，为第六章做准备。第六章为刚体力学。第七章为非线性力学。书末编入了矢量、张量和矩阵运算等数学附录，以方便查阅。
　　书中有*号的内容，相对独立，可作为选学内容。
　　编写本书过程中西北大学谢大来、何宗海、董庆彦和姚合宝等教授提出过许多宝贵意见和建议，使本书增色不少。此外还得到陆江、唐泉和史小延等同志的帮助，在此谨致感谢。
　　本书属于西北大学面向21世纪教学内容改革研究计划首批重点课程教材之一，得到了校系领导的关怀和支持，特别感谢学校在编写、出版经费方面所给予的支持。
　　由于时间仓促，又限于学识水平，不当之处甚至错误在所难免，恳请读者批评指正。

现代物理基础丛书·典藏版：电动力学 作者： [此处应填写原书作者，例如：戴恩斯，赵玉敏 译] 译者/编者： [此处应填写译者或编者信息] 出版社： [此处应填写出版社名称] 丛书名： 现代物理基础丛书·典藏版 ISBN： [此处应填写此书的ISBN] --- 内容简介 《现代物理基础丛书·典藏版：电动力学》是该丛书中的重要组成部分，专注于构建和阐述经典电磁场理论的完整体系。本书旨在为物理专业学生、研究人员以及对电磁学有深入兴趣的读者，提供一个严谨、全面且富有洞察力的电动力学学习资源。本书的编排充分考虑了现代物理研究对电磁学基础的依赖性，力求在继承经典物理学优良传统的同时，融入现代物理的视角和分析工具。 本书内容涵盖了电磁学的基本定律、电磁场的传播、辐射、以及与物质的相互作用等核心主题。其叙述风格力求清晰、逻辑严密，注重物理图像的建立与数学工具的精确应用相结合。 第一部分：静电场与静磁场 本书的开篇部分系统回顾并深入探讨了静电场与静磁场的理论基础。 静电学基础： 本部分从库仑定律出发，构建了电场的概念，详细阐述了电势的概念及其与电场强度的关系。重点内容包括： 高斯定律的应用： 深入分析了高斯定律在求解各种对称性电场问题中的强大能力，包括无限平面、球对称、柱对称等典型情况。 电势与边界条件： 讨论了静电场的保守性，引入了电势的概念，并详细分析了在导体边界、介质界面上的电势和电场的特殊行为（如静电平衡条件）。 拉普拉斯与泊松方程： 详细推导了描述静电场的泊松方程，并系统阐述了拉普拉斯方程的求解方法，特别是分离变量法、球坐标系下的应用，以及在矩形和圆柱坐标系下的初步探讨。 边值问题与唯一性定理： 介绍了狄利克雷问题和诺伊曼问题，并严格证明了边值问题的唯一性，为理论的严谨性奠定了基础。 静磁学基础： 静磁学部分从毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律出发，构建了磁场的描述框架。 安培定律与磁矢量势： 讨论了不同电流分布产生的磁场，并引入了磁矢量势 $mathbf{A}$，作为描述磁场的另一种强大工具，特别是处理非均匀电流分布时的便利性。 磁性材料： 深入分析了物质中的磁化现象，区分了抗磁性、顺磁性和铁磁性，并引入了磁感应强度 $mathbf{B}$、磁场强度 $mathbf{H}$ 以及磁化强度 $mathbf{M}$ 之间的关系。 第二部分：电磁场的动力学描述与麦克斯韦方程组 本书的核心在于对时变电磁场的处理，即电动力学的主体部分。 法拉第电磁感应定律： 对法拉第定律进行详尽的分析，探讨了磁通量变化率与感应电动势的关系，并将其提升到微分形式。 麦克斯韦方程组的建立： 本书花费大量篇幅，通过对位移电流的引入，完成了对经典电磁学的统一——麦克斯韦方程组的完整形式（微分和积分形式）。详细解释了方程组的物理意义，以及它们如何描述电荷和电流如何产生、演化电磁场。 洛伦兹力定律： 完整阐述了电荷在电磁场中受到的作用力，这是连接场论与粒子运动的桥梁。 第三部分：电磁场的传播与波 在麦克斯韦方程组的基础上，本书系统地推导了电磁波的性质。 平面电磁波： 严格推导了均匀、无源介质中电磁场的波动方程。详细分析了平面电磁波在真空中的传播特性，包括电场、磁场之间的相位关系、传播方向，以及能量的流动（坡印廷矢量）。 波的性质： 讨论了电磁波的能量密度、动量和角动量，并引入了电磁场的能量守恒和动量守恒定律。 介质中的电磁波： 分析了电磁波在各向同性、线性、非磁性介质中的传播，包括反射和折射问题（菲涅耳公式的推导）。 第四部分：势与规范理论 为了更灵活地处理辐射问题，本书深入探讨了电磁场的势函数描述。 推迟势： 解释了由于有限光速，电场和磁场不能瞬时响应电荷和电流分布的变化，从而引入了电磁场的“推迟”概念，导出了推迟电位 $phi(mathbf{r}, t)$ 和推迟磁矢势 $mathbf{A}(mathbf{r}, t)$ 的积分形式。 规范不变性： 详细讨论了电磁场理论中规范选择的自由度。系统介绍了洛伦兹规范（Lorenz Gauge）和库仑规范（Coulomb Gauge）的应用，以及如何通过规范变换保持物理结果的独立性。 第五部分：电磁辐射 本书的后半部分聚焦于加速电荷产生的电磁辐射，这是电动力学区别于静电磁学的重要标志。 里纳德-维歇尔势（Liénard-Wiechert Potentials）： 详细推导了运动点电荷产生的电磁势，这是计算辐射场的基石。 辐射场： 基于推迟势，推导了运动电荷的电场和磁场的表达式，并分离出速度场（与速度相关，随距离衰减较慢）和辐射场（与加速度相关，随距离衰减）。 偶极辐射： 重点分析了振荡电偶极子和磁偶极子的辐射特性，包括辐射功率、角分布，以及与频率的依赖关系，这是理解天线理论和粒子衰变辐射的基础。 本书特点 1. 数学严谨性： 全书大量使用矢量分析、偏微分方程和复变量等数学工具，保证了理论推导的完备性和精确性。 2. 物理直观性： 尽管数学上严谨，但本书始终强调物理图像的建立，力求让读者理解物理规律的本质。 3. 典藏价值： 作为“典藏版”丛书的一部分，本书在装帧和排版上力求精良，适合作为长期参考书目。 通过对这些核心内容的深入学习，读者将能够扎实掌握经典电动力学的全部框架，为进一步学习狭义相对论、量子场论以及凝聚态物理中的电磁现象打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我必须提到这本书的习题设计，这才是检验一本好教材的试金石。很多教科书的习题要么太简单，只停留在公式代换层面，要么就是直接搬运某些竞赛难度的大题，对于系统学习者帮助有限。但这里的习题设置，明显是经过精心设计的，它们紧密围绕着本章的核心思想和难点展开。有些习题要求你从不同的角度验证同一个结论，有些则需要你将学到的原理应用到一些稍作变化的实际问题中去，比如刚体运动的进动、陀螺的稳定性等。完成这些习题后，你会发现自己对概念的理解不再是停留在表面的记忆，而是真正内化成了解决问题的工具。当然，配套的详细解答（如果能提供的话）就更完美了，但即便没有，这些挑战性的练习本身也提供了极大的学习价值。

评分☆☆☆☆☆

我之前尝试阅读过几本号称是“基础”的力学教材，但往往在刚开始的向量代数和坐标变换部分就让人感到云里雾里，要么是公式推导跳跃太大，要么是图示过于抽象，完全无法建立起直观的物理图像。然而，这套书的叙述方式简直是醍醐灌顶。作者在引入新概念时，总是先从非常具体的、大家都能理解的宏观现象入手，然后层层递进，将数学工具巧妙地融入物理模型的建构之中。特别是对于约束、虚功这些核心但又容易混淆的概念，他们不仅提供了严密的数学定义，还辅以大量的实例分析，把这些抽象的数学语言“翻译”成了我们可以清晰感知的物理过程。这种循序渐进、注重物理图像构建的教学方法，极大地降低了初学者的入门门槛，让人觉得高深的理论并非遥不可及。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系组织得非常精妙，它不像某些教材那样，把拉格朗日和哈密顿的体系割裂开来，让读者感觉是两个独立的部分。在这里，你可以清晰地看到从牛顿力学——达朗贝尔原理——变分原理——拉格朗日方程，再到哈密顿体系的逻辑链条是如何自然延伸和演化的。这种全局性的视角对于理解理论力学的本质——即物理定律的表述方式可以有不同的数学形式，但其背后的物理信息是等价的——非常有帮助。当我读到相对论力学部分时，更能体会到经典力学作为低速极限的深刻内涵。这种编排上的连贯性和深刻的洞察力，使得阅读过程不仅是知识点的积累，更是一次对物理思想发展脉络的系统梳理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真是独树一帜，那种深邃的蓝色调搭配着烫金的标题字体，一眼看上去就透着一股古典与现代交织的厚重感。拿到手里掂量了一下，纸张的质感非常好，厚实而富有韧性，即便是经常翻阅也不会轻易磨损。内页的排版也处理得很到位，字号大小适中，行距和页边距的留白恰到好处，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。我尤其欣赏它在细节上的用心，比如书脊的装帧工艺，即便用力压平展开，内文也不会轻易脱落，这对于需要经常查阅参考的书籍来说是至关重要的。而且，丛书的整体风格高度统一，那种严谨又不失艺术性的美感，让人在阅读知识的同时，也能享受到一种视觉上的愉悦。光是捧着这本书，就能感受到出版方在内容和载体上所付出的匠心，绝对是值得珍藏的实体书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名非专业背景的爱好者，我在选择这类严肃的学术著作时，最大的顾虑就是术语的晦涩和引用的不清晰。然而，这套书在处理术语时展现了极高的专业素养和清晰度。每一个新的数学符号或物理量被引入时，作者都会给出明确的定义，并且在首次出现的地方用黑体或不同的字体进行了强调，避免了因查找翻阅而打断思维流程。更值得称赞的是，它在讨论某些前沿或历史背景时，会恰当地引用经典文献或给出简短的背景介绍，这让读者在学习理论的同时，也能感受到这门学科的学术传承和发展脉络，极大地提升了阅读的深度和兴趣，绝非一本干巴巴的公式堆砌之作。