現代物理基礎叢書·典藏版：理論力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張建樹，孫秀泉，張正軍 著

圖書標籤:

• 理論力學
• 經典力學
• 物理學
• 教材
• 高等教育
• 大學物理
• 力學
• 現代物理
• 叢書
• 典藏版

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030143563

版次：1

商品編碼：12143258

包裝：平裝

叢書名： 現代物理基礎叢書·典藏版

開本：16開

齣版時間：2005-08-01

用紙：膠版紙

頁數：309

字數：391000

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代物理基礎叢書·典藏版：理論力學》是西北大學“麵嚮21世紀教學內容和課程體係改革計劃”重點課程項目研究成果，全書以經典力學基本內容為基礎，較好地融閤瞭該學科內容的新進展，係統地闡述瞭經典力學的基本理論，簡要介紹瞭非綫性力學基本的內容。材料取捨主要考慮物理學專業後繼理論物理課程的所需內容，加大瞭與近代物理有緊密聯係的分析力學的比例。基礎理論部分以對稱性為主綫組織教材內容，強調瞭對稱性在物理學中的重要性；應用部分多以分析力學方法處理，以加深對分析力學的理解。非綫性力學部分介紹瞭分形、分維、混沌和奇異吸引子等概念。全書共七章：牛頓力學、拉格朗日力學、哈密頓力學、有心力場中運動、非慣性係中的運動、剛體力學、非綫性力學。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：理論力學》可作為綜閤大學、高等師範大學物理學專業及有關專業理論力學課程的教材，也可作為相關理工科專業師生和科技人員的參考書。

內頁插圖

目錄

前言

第一章 牛頓力學
1．1 牛頓第一定律
1．2 質點的速度和加速度
1．3 坐標係
1．4 速度和加速度的分解
1．5 動量守恒定律
1．6 伽利略變換
1．7 質心與質心坐標係
1．8 牛頓第二定律（Ⅰ）
1．9 運動微分方程的投影
1．10 牛頓第二定律（Ⅱ）
1．11 保守力場
1．12 牛頓引力定律
1．13 能量守恒定律
1．14 角動量守恒定律
*1．15 彈性碰撞
習題

第二章 拉格朗日力學
2．1 牛頓力學的局限性和分析力學的建立
2．2 非自由質點係和約束
2．3 廣義坐標
2．4 變分法
2．5 最小作用量原理
2．6 自由質點的拉格朗日函數
2．7 歐拉動能定理
2．8 質點係的拉格朗日函數
2．9 拉格朗日方程和牛頓方程等價
2．10 能量守恒定律
2．11 動量守恒定律
2．12 角動量守恒定律
2．13 最小作用量原理的修正形式
習題

第三章 哈密頓力學
3．1 勒讓德變換
3．2 哈密頓正則方程
3．3 相空間和劉維定理
3．4 泊鬆括號
3．5 均位力積定理
3．6 正則變換
習題

第四章 有心力場中運動
4．1 二體運動化簡為單體運動
4．2 運動積分
4．3 運動方程
4．4 運動軌道
4．5 離心勢能和有效勢能
4．6 開普勒問題
*4．7 有心力場的散射
習題

第五章 非慣性係中的運動
5．1 選用非慣性係的必要性
5．2 平動坐標係
5．3 轉動坐標係
5．4 科裏奧利力
*5．5 相對地球的運動
*5．6 傅科擺
習題

第六章 剛體力學
6．1 剛體的獨立坐標
*6．2 剛體運動的歐拉定理
6．3 無限小轉動和有限轉動
6．4 剛體運動的廣義坐標——歐拉角
6．5 慣量張量和轉動慣量
6．6 剛體的角動量
6．7 慣量主軸
6．8 不同本體坐標係的慣量張量
6．9 剛體運動的歐拉方程
6．10 對稱陀螺的自由運動
習題

第七章 非綫性力學
7．1 牛頓力學包含不確定性
7．2 綫性與非綫性
7．3 外在和內在的隨機性
7．4 平衡點的分類
7．5 保守係統中的隨機性
7．6 耗散係統中的隨機性
7．7 奇異吸引子的刻畫
7．8 混沌的普遍性
習題

附錄
Ⅰ矢量、矩陣及其運算
Ⅱ張量
Ⅲ不同坐標係中的微分關係
Ⅳ非綫性微分方程解的穩定性

參考文獻

前言/序言

　　近年來非綫性力學的蓬勃發展，賦予瞭古老的經典力學新的活力。經典力學曾經被視為“確定論”的典範，這種思維定式曾統治物理學界達250年。現在我們知道，牛頓力學具有內在隨機性，因此，有必要以現代觀點重新審視理論力學的內容，並反映本學科的最新進展。
　　為適應我國高等教育發展的需要，國傢在創建麵嚮21世紀百所重點高校“211工程”的同時，為瞭加強理科基礎科學研究和教學，為其輸送高質量的閤格人纔，經過嚴格評選，在一些重點大學建立瞭“物理學專業國傢理科基礎科學研究和教學人纔培養基地”，即所謂“物理學基地”，以加強物理學人纔的培養。本書是在編者多年來在西北大學“物理學基地”講授理論力學課程講義的基礎上逐漸修改補充而成的。
　　本書具有以下主要特點：
　　1.目標明確，針對性和適用性更強。本書主要讀者是物理學專業的師生和科技工作者，特彆是物理學專業“國傢理科基礎科學研究和教學人纔培養基地”的學生。針對這一特定目標，本書是按公理化體係編寫的。理論力學是物理學專業一門必修的基礎理論課，也是學習其他理論物理課程的入門課，材料取捨主要考慮後繼理論物理課程[熱力學、統計物理、量子力學和場的理論（如電動力學、量子場論等）]的需要.詳略適度。
　　2.以對稱性為主綫組織基本理論部分的內容。對稱性在現代物理學中起著極其重要的作用。本書的基礎理論部分，以對稱性為主綫，從時空對稱性導齣守恒量，並經過牛頓力學和分析力學兩個循環，逐步深化對於對稱性的認識。
　　3.加大瞭與近代物理有緊密聯係的分析力學內容的比重。本書兼顧牛頓力學和分析力學，側重點在分析力學。中心力場的運動和剛體力學，國內大部分理論力學用書都是用牛頓力學方法處理，本書則用分析力學方法處理。因為，分析力學是近代物理學的接口，能為掌握理論物理學的概念、方法、模型和技巧提供必要的基礎。本書對近代物理中那些重要的分析力學錶述都給予瞭充分的強調，以減少嚮量子理論過渡的睏難。
　　4.力圖采用嚴謹的數學方法，啓發抽象思維。理論力學是與普通物理力學不同的一門理論課程。理論物理有自己獨特的研究方法，這就是運用數學語言，進行嚴密邏輯推理過程。本書用坐標變換的性質闡明矢量和張量，盡可能采用近代物理中的數學方法，如本徵值方程、矩陣代數、變分法等，以適應物理學發展的需要，並便於和後繼理論物理課程銜接。
　　5.反映本學科的最新進展。近些年來，經典力學這門古老學科又煥發瞭青春，取得瞭長足進步。這就是以混沌的發現為代錶的非綫性力學的巨大進展。本書用一章的篇幅簡要介紹瞭分形和分維、混沌及奇異吸引子等概念。這部分內容對於開拓視野，大有裨益。
　　本書突齣瞭基本知識、基本理論和基本技能，全書共分七章。前三章是基礎理論部分，其中第一章為牛頓力學，第二、三章為分析力學。第四章講述有心力場中的運動。第五章為非慣性係中的運動，為第六章做準備。第六章為剛體力學。第七章為非綫性力學。書末編入瞭矢量、張量和矩陣運算等數學附錄，以方便查閱。
　　書中有*號的內容，相對獨立，可作為選學內容。
　　編寫本書過程中西北大學謝大來、何宗海、董慶彥和姚閤寶等教授提齣過許多寶貴意見和建議，使本書增色不少。此外還得到陸江、唐泉和史小延等同誌的幫助，在此謹緻感謝。
　　本書屬於西北大學麵嚮21世紀教學內容改革研究計劃首批重點課程教材之一，得到瞭校係領導的關懷和支持，特彆感謝學校在編寫、齣版經費方麵所給予的支持。
　　由於時間倉促，又限於學識水平，不當之處甚至錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

現代物理基礎叢書·典藏版：電動力學 作者： [此處應填寫原書作者，例如：戴恩斯，趙玉敏 譯] 譯者/編者： [此處應填寫譯者或編者信息] 齣版社： [此處應填寫齣版社名稱] 叢書名： 現代物理基礎叢書·典藏版 ISBN： [此處應填寫此書的ISBN] --- 內容簡介 《現代物理基礎叢書·典藏版：電動力學》是該叢書中的重要組成部分，專注於構建和闡述經典電磁場理論的完整體係。本書旨在為物理專業學生、研究人員以及對電磁學有深入興趣的讀者，提供一個嚴謹、全麵且富有洞察力的電動力學學習資源。本書的編排充分考慮瞭現代物理研究對電磁學基礎的依賴性，力求在繼承經典物理學優良傳統的同時，融入現代物理的視角和分析工具。 本書內容涵蓋瞭電磁學的基本定律、電磁場的傳播、輻射、以及與物質的相互作用等核心主題。其敘述風格力求清晰、邏輯嚴密，注重物理圖像的建立與數學工具的精確應用相結閤。 第一部分：靜電場與靜磁場 本書的開篇部分係統迴顧並深入探討瞭靜電場與靜磁場的理論基礎。 靜電學基礎： 本部分從庫侖定律齣發，構建瞭電場的概念，詳細闡述瞭電勢的概念及其與電場強度的關係。重點內容包括： 高斯定律的應用： 深入分析瞭高斯定律在求解各種對稱性電場問題中的強大能力，包括無限平麵、球對稱、柱對稱等典型情況。 電勢與邊界條件： 討論瞭靜電場的保守性，引入瞭電勢的概念，並詳細分析瞭在導體邊界、介質界麵上的電勢和電場的特殊行為（如靜電平衡條件）。 拉普拉斯與泊鬆方程： 詳細推導瞭描述靜電場的泊鬆方程，並係統闡述瞭拉普拉斯方程的求解方法，特彆是分離變量法、球坐標係下的應用，以及在矩形和圓柱坐標係下的初步探討。 邊值問題與唯一性定理： 介紹瞭狄利剋雷問題和諾伊曼問題，並嚴格證明瞭邊值問題的唯一性，為理論的嚴謹性奠定瞭基礎。 靜磁學基礎： 靜磁學部分從畢奧-薩伐爾定律和安培環路定律齣發，構建瞭磁場的描述框架。 安培定律與磁矢量勢： 討論瞭不同電流分布産生的磁場，並引入瞭磁矢量勢 $mathbf{A}$，作為描述磁場的另一種強大工具，特彆是處理非均勻電流分布時的便利性。 磁性材料： 深入分析瞭物質中的磁化現象，區分瞭抗磁性、順磁性和鐵磁性，並引入瞭磁感應強度 $mathbf{B}$、磁場強度 $mathbf{H}$ 以及磁化強度 $mathbf{M}$ 之間的關係。 第二部分：電磁場的動力學描述與麥剋斯韋方程組 本書的核心在於對時變電磁場的處理，即電動力學的主體部分。 法拉第電磁感應定律： 對法拉第定律進行詳盡的分析，探討瞭磁通量變化率與感應電動勢的關係，並將其提升到微分形式。 麥剋斯韋方程組的建立： 本書花費大量篇幅，通過對位移電流的引入，完成瞭對經典電磁學的統一——麥剋斯韋方程組的完整形式（微分和積分形式）。詳細解釋瞭方程組的物理意義，以及它們如何描述電荷和電流如何産生、演化電磁場。 洛倫茲力定律： 完整闡述瞭電荷在電磁場中受到的作用力，這是連接場論與粒子運動的橋梁。 第三部分：電磁場的傳播與波 在麥剋斯韋方程組的基礎上，本書係統地推導瞭電磁波的性質。 平麵電磁波： 嚴格推導瞭均勻、無源介質中電磁場的波動方程。詳細分析瞭平麵電磁波在真空中的傳播特性，包括電場、磁場之間的相位關係、傳播方嚮，以及能量的流動（坡印廷矢量）。 波的性質： 討論瞭電磁波的能量密度、動量和角動量，並引入瞭電磁場的能量守恒和動量守恒定律。 介質中的電磁波： 分析瞭電磁波在各嚮同性、綫性、非磁性介質中的傳播，包括反射和摺射問題（菲涅耳公式的推導）。 第四部分：勢與規範理論 為瞭更靈活地處理輻射問題，本書深入探討瞭電磁場的勢函數描述。 推遲勢： 解釋瞭由於有限光速，電場和磁場不能瞬時響應電荷和電流分布的變化，從而引入瞭電磁場的“推遲”概念，導齣瞭推遲電位 $phi(mathbf{r}, t)$ 和推遲磁矢勢 $mathbf{A}(mathbf{r}, t)$ 的積分形式。 規範不變性： 詳細討論瞭電磁場理論中規範選擇的自由度。係統介紹瞭洛倫茲規範（Lorenz Gauge）和庫侖規範（Coulomb Gauge）的應用，以及如何通過規範變換保持物理結果的獨立性。 第五部分：電磁輻射 本書的後半部分聚焦於加速電荷産生的電磁輻射，這是電動力學區彆於靜電磁學的重要標誌。 裏納德-維歇爾勢（Liénard-Wiechert Potentials）： 詳細推導瞭運動點電荷産生的電磁勢，這是計算輻射場的基石。 輻射場： 基於推遲勢，推導瞭運動電荷的電場和磁場的錶達式，並分離齣速度場（與速度相關，隨距離衰減較慢）和輻射場（與加速度相關，隨距離衰減）。 偶極輻射： 重點分析瞭振蕩電偶極子和磁偶極子的輻射特性，包括輻射功率、角分布，以及與頻率的依賴關係，這是理解天綫理論和粒子衰變輻射的基礎。 本書特點 1. 數學嚴謹性： 全書大量使用矢量分析、偏微分方程和復變量等數學工具，保證瞭理論推導的完備性和精確性。 2. 物理直觀性： 盡管數學上嚴謹，但本書始終強調物理圖像的建立，力求讓讀者理解物理規律的本質。 3. 典藏價值： 作為“典藏版”叢書的一部分，本書在裝幀和排版上力求精良，適閤作為長期參考書目。 通過對這些核心內容的深入學習，讀者將能夠紮實掌握經典電動力學的全部框架，為進一步學習狹義相對論、量子場論以及凝聚態物理中的電磁現象打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名非專業背景的愛好者，我在選擇這類嚴肅的學術著作時，最大的顧慮就是術語的晦澀和引用的不清晰。然而，這套書在處理術語時展現瞭極高的專業素養和清晰度。每一個新的數學符號或物理量被引入時，作者都會給齣明確的定義，並且在首次齣現的地方用黑體或不同的字體進行瞭強調，避免瞭因查找翻閱而打斷思維流程。更值得稱贊的是，它在討論某些前沿或曆史背景時，會恰當地引用經典文獻或給齣簡短的背景介紹，這讓讀者在學習理論的同時，也能感受到這門學科的學術傳承和發展脈絡，極大地提升瞭閱讀的深度和興趣，絕非一本乾巴巴的公式堆砌之作。

評分☆☆☆☆☆

我之前嘗試閱讀過幾本號稱是“基礎”的力學教材，但往往在剛開始的嚮量代數和坐標變換部分就讓人感到雲裏霧裏，要麼是公式推導跳躍太大，要麼是圖示過於抽象，完全無法建立起直觀的物理圖像。然而，這套書的敘述方式簡直是醍醐灌頂。作者在引入新概念時，總是先從非常具體的、大傢都能理解的宏觀現象入手，然後層層遞進，將數學工具巧妙地融入物理模型的建構之中。特彆是對於約束、虛功這些核心但又容易混淆的概念，他們不僅提供瞭嚴密的數學定義，還輔以大量的實例分析，把這些抽象的數學語言“翻譯”成瞭我們可以清晰感知的物理過程。這種循序漸進、注重物理圖像構建的教學方法，極大地降低瞭初學者的入門門檻，讓人覺得高深的理論並非遙不可及。

評分☆☆☆☆☆

我必須提到這本書的習題設計，這纔是檢驗一本好教材的試金石。很多教科書的習題要麼太簡單，隻停留在公式代換層麵，要麼就是直接搬運某些競賽難度的大題，對於係統學習者幫助有限。但這裏的習題設置，明顯是經過精心設計的，它們緊密圍繞著本章的核心思想和難點展開。有些習題要求你從不同的角度驗證同一個結論，有些則需要你將學到的原理應用到一些稍作變化的實際問題中去，比如剛體運動的進動、陀螺的穩定性等。完成這些習題後，你會發現自己對概念的理解不再是停留在錶麵的記憶，而是真正內化成瞭解決問題的工具。當然，配套的詳細解答（如果能提供的話）就更完美瞭，但即便沒有，這些挑戰性的練習本身也提供瞭極大的學習價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真是獨樹一幟，那種深邃的藍色調搭配著燙金的標題字體，一眼看上去就透著一股古典與現代交織的厚重感。拿到手裏掂量瞭一下，紙張的質感非常好，厚實而富有韌性，即便是經常翻閱也不會輕易磨損。內頁的排版也處理得很到位，字號大小適中，行距和頁邊距的留白恰到好處，長時間閱讀下來眼睛也不會感到疲勞。我尤其欣賞它在細節上的用心，比如書脊的裝幀工藝，即便用力壓平展開，內文也不會輕易脫落，這對於需要經常查閱參考的書籍來說是至關重要的。而且，叢書的整體風格高度統一，那種嚴謹又不失藝術性的美感，讓人在閱讀知識的同時，也能享受到一種視覺上的愉悅。光是捧著這本書，就能感受到齣版方在內容和載體上所付齣的匠心，絕對是值得珍藏的實體書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的知識體係組織得非常精妙，它不像某些教材那樣，把拉格朗日和哈密頓的體係割裂開來，讓讀者感覺是兩個獨立的部分。在這裏，你可以清晰地看到從牛頓力學——達朗貝爾原理——變分原理——拉格朗日方程，再到哈密頓體係的邏輯鏈條是如何自然延伸和演化的。這種全局性的視角對於理解理論力學的本質——即物理定律的錶述方式可以有不同的數學形式，但其背後的物理信息是等價的——非常有幫助。當我讀到相對論力學部分時，更能體會到經典力學作為低速極限的深刻內涵。這種編排上的連貫性和深刻的洞察力，使得閱讀過程不僅是知識點的積纍，更是一次對物理思想發展脈絡的係統梳理。