现代物理基础丛书·典藏版：输运理论（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄祖洽，丁鄂江 著

图书标签:

• 物理学
• 输运理论
• 现代物理
• 典藏版
• 第二版
• 理论物理
• 统计物理
• 凝聚态物理
• 学术著作
• 高等教育

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030207722

版次：2

商品编码：12143264

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：2008-01-01

用纸：胶版纸

页数：507

字数：639000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代物理基础丛书·典藏版：输运理论（第二版）》从非平衡统计力学的基础出发，考虑到不同粒子间可能存在反应的条件，建立了关于包含中子、光辐射、原子。分子、高能带电粒子以及等离子体等体系所服从的广义输运方程。《现代物理基础丛书·典藏版：输运理论（第二版）》内容广泛，讨论了有关求解玻尔兹曼（Boltzmann）方程、弗拉索夫（Vlasov）方程、布朗（Brown）运动中的朗之万（Langevin）方程和福克。普朗克（Fokker-Planck）方程以及晶格玻尔兹曼方程等的前沿专题，也介绍了作者在解决玻尔兹曼方程级数解法中久期项消去的历史性困难方面所作的工作。
　　《现代物理基础丛书·典藏版：输运理论（第二版）》是一本基于“运动论”层次的，从基础到前沿的，关于非平衡态统计力学中输运理论的学术专著，反映了作者多年科研与教学的体会，可供学习非平衡态统计力学的大学生和研究生参考，也可作为相关国防和民用工程设计理论工作者的参考书和工具书。

内页插图

目录

第一章　引论
§1．1　非平衡统计力学中三种不同层次的描述
§1．2　微观层次的描述
§1．3　运动论层次的描述
§1．4　流体动力学层次的描述
§1．5　输运方程的定解条件；正问题和反问题
§1．6　输运方程的几种具体形式
§1．7　反应系统的输运方程
§1．8 Onsager关系

第二章　线性输运方程在简化情况下的精确解
§2．1　概述
§2．2　粒子在无散射介质中的流射
§2．3　首次飞行积分核
§2．4　输运方程的积分方程形式
§2．5　逃脱概率和碰撞概率
§2．6　单速输运理论
§2．7　积分变换法
§2．8　关于积分变换法的几点说明
§2．9　Wiener－Hopf技巧
§2．10　Milne问题
§2．11　分离变量法
§2．12 Cauchy积分
§2．13　Cauchy型奇异积分方程
§2．14　全域边值问题
§2．15　半域边值问题

第三章　线性输运方程的数值解法
§3．1　引言
§3．2　离散纵标法
§3．3　求积公式
§3．4　一维球几何
§3．5　离散纵标方程中空间变量的有限元处理
§3．6　关于离散纵标法的一些说明
§3．7　球谐函数法
§3．8　Pn方程和离散纵标方程的等价性
§3．9　有限元法
§3．10　Monte Carlo方法的基本原理
§3．11 Monte Carlo方法对粒子输运问题的应用

第四章　Boltzmann方程
§4．1　从Liouville方程到Boltzmann方程
§4．2　Boltzmann方程的直观推导
§4．3　Maxwell分布
§4．4　熵平衡方程和Boltzmann的H定理
§4．5　碰撞不变量和流体力学方程组
§4．6　碰撞项的具体形式
§4．7　线性化的Boltzmann方程
§4．8 线性化碰撞算子的谱
§4．9 Boltzmann方程的Fourier变换形式
§4．10　Bobylev自型解
§4．11　Hilbert解法
§4．12　Enskog解法
§4．13　Enskog解法的应用
§4．14　气体与表面的相互作用
§4．15 具有小Knudsen数的Boltzmann方程
§4．16　木具有大Knudsen数的Boltzmann方程
§4．17 过渡区中的Boltzmann方程

第五章　Fokker-Planck方程
§5．1　随机过程中的Fokker-Planck方程
§5．2　Boltzmann碰撞项的简化
……
第六章　Brown运动和输运
第七章　Vlasov方程
第八章　晶格Boltzmann方程及其应用
参考文献
索引

前言/序言

　　本书第一版发行（1987年）以来的近20年，正是我国改革开放后，经济高速增长，高科技产业大踏步前进，国力日益增长的时期，在工作需要的推动下，有关高科技的从业人员和高校有关专业的师生，有不少想购买本书做参考的，曾来电话或来函向我求助或咨询.可惜我手边已无书可赠，而当初印数不多，坊间早已无书可售，有急需的同志，只好从图书馆把书借出，复印有关部分来看.但这样阅读毕竟不很方便.后来由科学出版社胡凯同志联系，得到中国科学院科学出版基金的资助，决定进行再版发行，以应读者的需要。
　　趁此第二版发行的机会，我对第一版内容和文字做了60多处勘误和改正，另外，本书第一版发行以来的20年，是计算机科学突飞猛进的20年，也是数值方法在输运理论中获得丰硕成果的20年，其中晶格Boltzmann方程的理论就是新发展起来的，将数值方法用于输运理论的，一种具有独特优点的形式，为了使读者对这一新的方法有所了解，由原书作者之一丁鄂江教授，加写了第八章，专门介绍品格Boltzmann方程的初步理论和应用，相信它将有助于读者进一步学习和掌握这一新的方法。
　　第二版进行了重排.在重排过程中又引进了不少误排和错漏之处.虽经一再修改，但差错之处仍然在所难免.希望读者发现后不吝指正！

《输运理论（第二版）》：深入探索微观世界的能量与粒子流动 本书旨在全面而深入地阐述输运理论的核心概念、基本原理及其在广泛物理学分支中的应用。输运现象，即能量、动量、电荷、粒子等在介质中的传递过程，是理解物质宏观性质与微观结构之间联系的关键。本版在原有基础上进行了更新与拓展，以期为读者提供一个清晰、严谨且富有洞察力的学习框架。 核心概念与理论框架 全书伊始，我们将从宏观角度出发，介绍输运现象的普遍性与重要性，例如热传导、粘滞流动、扩散等。随后，深入剖析支撑这些宏观现象的微观机制。这包括对统计力学基础的复习与应用，重点在于理解粒子在随机行走、碰撞以及相互作用下的集体行为。我们将详细介绍玻尔兹曼方程（Boltzmann equation）的推导与求解，这是描述非平衡态系统中粒子分布函数的关键工具。 继而，本书将系统性地讲解各种经典的输运模型，如自由电子模型在电导率中的体现，气体分子在粘滞性和扩散中的作用。我们将深入探讨动理学理论（kinetic theory）的精髓，理解分子速度分布函数的演化，以及如何从中导出宏观输运系数，如热导率、粘滞系数、扩散系数等。 关键输运现象的详尽阐述 本书将重点关注以下几大类核心输运现象： 电输运（Electrical Transport）：我们将详细讨论导体、半导体和绝缘体中的电荷输运。这包括欧姆定律的微观起源，霍尔效应（Hall effect）的机制及其在材料表征中的应用。对于半导体，将深入分析载流子（电子和空穴）的产生、复合以及在电场和磁场中的运动，为理解器件物理奠定基础。本书还将触及量子输运现象，如朗道能级（Landau levels）在强磁场下的出现，以及约瑟夫森效应（Josephson effect）在超导材料中的体现。 热输运（Thermal Transport）：热传导是能量在介质中传递的重要方式。我们将从微观角度分析热量是如何通过声子（phonons）、电子或分子振动来传播的。本书将详细介绍傅里叶定律（Fourier's law）的微观推导，并探讨不同材料（如晶体、非晶体）在热导率上的差异。对于半导体和纳米材料，热输运的量子效应和散射机制将得到深入探讨。 动量输运（Momentum Transport）：粘滞性是流体抵抗运动的宏观表现，其微观根源在于分子动量在层流中的传递。本书将基于动理学理论，阐述粘滞系数的推导，并分析不同流体（如气体、液体）的粘滞性差异。对于复杂的流体，如多相流和胶体，我们将介绍相关的输运模型。 粒子输运（Particle Transport）：扩散现象是粒子浓度不均导致粒子自发迁移的过程。我们将详细介绍菲克定律（Fick's laws）的微观解释，以及扩散系数与微观粒子运动的关系。这包括布朗运动（Brownian motion）的理论，以及扩散在化学反应、生物过程和材料科学中的重要作用。 现代视角与前沿应用 在系统介绍经典理论的基础上，本版将着重更新与拓展近年来输运理论在现代物理学中的新进展和应用。 量子输运（Quantum Transport）：随着纳米技术的飞速发展，量子效应对输运过程的影响日益显著。本书将介绍量子点（quantum dots）、量子线（quantum wires）等低维结构中的电子输运特性。我们将深入探讨朗道能级、量子霍尔效应、电子相干性（electron coherence）以及量子隧穿（quantum tunneling）等现象，并介绍如何利用量子输运现象来设计新型电子器件。 非平衡态统计物理（Non-equilibrium Statistical Physics）：输运现象本质上是非平衡态过程。本书将介绍各种非平衡态统计物理的工具和方法，例如马尔科夫链（Markov chains）、主方程（master equation）、线性响应理论（linear response theory）以及朗之万方程（Langevin equation）。这些工具对于理解复杂系统中的非平衡态输运至关重要。 机器学习与输运理论（Machine Learning and Transport Theory）：近年来，机器学习在加速输运模拟、预测输运性质以及发现新材料方面展现出巨大的潜力。本书将介绍如何运用机器学习方法来解决输运理论中的计算挑战，例如加速玻尔兹曼方程的求解，或者从大量实验数据中提取输运参数。 特定领域的输运现象：本书还将根据读者的兴趣和学科背景，触及一些特定领域的输运现象，例如： 等离子体输运（Plasma Transport）：磁场对带电粒子运动的影响，以及在聚变能源研究中的重要性。 生物输运（Biological Transport）：离子在细胞膜上的传输、分子在生物体内的扩散等。 凝聚态物理中的输运：铁磁材料中的自旋输运（spin transport）、拓扑材料中的边缘态输运等。 教学与研究的理想读物 《输运理论（第二版）》配备了大量的例题与习题，旨在帮助读者巩固所学知识，并激发进一步的研究兴趣。本书的语言力求清晰、准确，同时避免不必要的数学复杂性，使得本科生高年级、研究生以及从事相关领域研究的科研人员都能从中受益。无论是希望全面掌握输运理论基础的研究生，还是需要深入了解特定输运现象的研究者，亦或是对微观世界如何产生宏观行为充满好奇的读者，本书都将是您不可或缺的参考。它将为您揭示能量与粒子在微观世界中的奇妙旅程，并为您打开通往众多现代物理前沿领域的大门。

评分☆☆☆☆☆

读一本好书，就像交了一个好朋友。我希望这本书能够陪伴我度过一段充实的学习时光。我喜欢那种能够让我沉浸其中，忘却时间流逝的阅读体验。我期待这本书能够深入浅出，既有严谨的学术性，又不失可读性。我希望它能够激发我的求知欲，让我对这个领域产生更浓厚的兴趣。我喜欢那种读完一本书，感觉自己“成长了”的体验，不仅仅是知识的增加，更是思维方式的拓展和视野的开阔。我期待这本书能够带给我这样的收获。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够真正“启迪”我的书。我希望这本书能够让我不仅仅是“知道”，更是“理解”和“会用”。我希望它能够打开我新的思路，让我能够从不同的角度去思考问题。我期待这本书能够让我对这个领域产生一种“顿悟”的感觉，能够将之前零散的知识点串联起来，形成一个完整的知识网络。如果这本书能够做到这一点，那我一定会把它推荐给所有对这个领域感兴趣的人。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者名字我之前在其他一些相关的学术论文里也经常看到，算是这个领域里的大家了。所以，当我看到有他的著作出版，而且还是“第二版”，我的第一反应就是，这肯定是对第一版内容的补充和完善，是经过时间和实践检验的精华。我总觉得，一本好书，尤其是科学领域的著作，是需要不断打磨和修订的，毕竟科学本身就是在不断进步的。第二版意味着作者对内容进行了更新，可能加入了最新的研究成果，或者对一些复杂的概念进行了更清晰的阐述。这对于读者来说，无疑是一个巨大的福音。我期待的是，这本书能够提供一个系统、深入的学习框架，能够带领我一步步理解复杂物理概念的精髓，而不是停留在浅尝辄止的层面。一个有经验的作者，能够精准地把握住知识的脉络，找到最合适的讲述方式，这一点是我对这本书最大的期待。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的科学著作，应该像一扇窗户，透过它，我能看到更广阔的世界，理解更深刻的道理。我希望这本书能够给我带来这种“豁然开朗”的感觉。我期待它不仅仅是知识的传递，更是智慧的启迪。我希望它能够让我对“现代物理”这个宏大的概念，有一个更清晰、更系统、更深入的认识，能够让我感受到其中蕴含的科学魅力和哲学思考。我希望，通过这本书，我能够真正触摸到现代物理的“根基”所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献和索引设计也让我感到非常满意。一个完善的参考文献列表，能够指引读者去探索更广泛的学术领域，而一个详细的索引，则方便我在查阅资料时能够快速定位到相关内容。这对于进行深入研究或者需要频繁回顾知识点的人来说，是非常重要的。我喜欢这种“麻雀虽小，五脏俱全”的设计，它体现了作者和出版社对读者需求的细致考量，也让我觉得这本书的价值不仅仅在于内容本身，更在于它提供的完整知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计也值得一提。我之前读过不少物理类的教材，有些排版过于密集，符号和公式挤在一起，让人看得眼花缭乱。但这本书的排版相对疏朗，公式和图表都得到了很好的呈现，关键的定义和定理也都有醒目的标识，这使得阅读体验大大提升。我特别喜欢它在公式推导过程中，对每一步的解释都非常详细，没有跳跃式的过程，这对于我这种需要细致理解的人来说，简直是福音。而且，书中还穿插了一些历史背景的介绍，让我了解到这些理论的提出过程和背后的故事，这不仅增加了阅读的趣味性，也让我对这些概念有了更深刻的理解，不再是孤立的符号和公式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺简洁大方的，深蓝色的底色配上银色的字体，有一种沉静而厚重的学术感。我当初选择这本书，很大一部分原因也是被这“典藏版”三个字吸引了，总觉得这种版本会更具收藏价值，内容也更精炼，不会是那种流水账式的堆砌。拿到手里，纸张的质感也相当不错，不是那种粗糙的道林纸，而是略带光滑，印刷清晰，字迹也饱满，翻阅起来手感很好。我是一个对书籍的实体感受比较在意的人，而这本书在这方面确实做得可圈可点，让人在阅读之前就心生好感。它摆在书架上，确实能提升整个书架的档次，有一种“镇馆之宝”的感觉。我喜欢这种不浮夸但很有质感的包装，就像一位内涵深厚的学者，不需要华丽的辞藻来包装自己，而是用实实在在的学识来吸引人。这本书的外观，恰恰就传达了这种信息。

评分☆☆☆☆☆

我之所以会对这本书充满期待，是因为我希望它能成为我解决实际问题的“利器”。很多理论学习的最终目的，是为了更好地指导实践。我希望这本书不仅能够深入浅出地讲解理论，还能提供一些具体的案例分析，或者相关的实验验证，让我能够看到这些理论是如何在现实世界中发挥作用的。这样，我的学习就不会停留在空中楼阁，而是能够与现实世界建立起紧密的联系，从而提高我解决实际问题的能力。我非常希望这本书能够做到理论与实践的有机结合，让我学有所用。

评分☆☆☆☆☆

我选择这本书，其实是抱着一种“重拾旧好”的心态。本科时我对这个方向有所接触，但当时可能因为基础不够扎实，很多东西只是一知半解，留下了不少遗憾。这次工作需要，又重新拾起了这方面的知识，希望能通过一本权威的书籍，把之前的模糊之处理清楚，建立起一个坚实的理论基础。我希望这本书能提供一个循序渐进的学习路径，从最基本的前置知识开始，一步步引导读者进入更深层次的讨论。我不太喜欢那种上来就抛出一堆概念，让人摸不着头脑的书。我需要的是一种能够“润物细无声”的引导，让我能够随着作者的思路，自然而然地理解每一个概念的由来和意义。这本书如果能做到这一点，那它就是我正在寻找的“及时雨”。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习物理，尤其是理论物理，最重要的是建立起清晰的逻辑思维和抽象能力。这本书的章节设置，我感觉是经过深思熟虑的，从基础概念的引入，到理论框架的构建，再到具体的应用和前沿进展，层层递进，逻辑严密。我特别看重它是否能够帮助我建立起这种“物理直觉”，而不仅仅是死记硬背公式。我希望通过阅读这本书，我能够培养出一种看待问题、分析问题的“物理视角”，能够用物理学的语言和思维方式去理解和解释各种现象。如果这本书能够在这方面起到引导作用，那我一定会将它奉为圭臬。

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