費曼物理學講義 II：電磁與物質 4：電磁場能量動量、摺射與反射 [The Feynman Lectures on Physics, the Definitive Edition Volume 2] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

理查．費曼（Richard P. Feynman），羅伯．雷頓（Robert B. Leighton），馬修．山德士（Matthew Sands） 著，李精益，吳玉書 譯

圖書標籤:

• 物理學
• 費曼物理學講義
• 電磁學
• 物質
• 能量
• 動量
• 摺射
• 反射
• 經典物理
• 高等教育

齣版社： 天下遠見齣版股份有限公司

ISBN：9789862164761

版次：1

商品編碼：16006786

包裝：平裝

外文名稱：The Feynman Lectures on Physics, the Definitive Edition Volume 2

開本：25開

齣版時間：2010-01-29

用紙：膠版紙

頁數：237

正

內容簡介

英文版印行超過一百五十萬套
已翻譯成十幾國文字
從化學反應到生命現象，從電力係統、電視廣播、到行動通訊科技，都必須透過電磁學來瞭解，就讓費曼帶領我們探究電磁學的世界。
本書的內容囊括：
場能量與場動量：場能量守恆與場動量守恆不能分開考慮，因為在相對論中，它們是同一個四維嚮量方程式的不同麵嚮。
晶體：眾多原子以某個特定圖樣，在空間中重複排列。
空腔共振器：高頻率下的共振電路，可由場在其中共振的空腔來替代。
緻密材料的摺射：原子中的電荷除瞭受到入射波的驅動之外，還受到材料中所有其他原子的輻射波的影響。
錶麵反射：錶麵反射的振幅純然是一種「錶麵性質」，完完全全由錶麵的結構決定，不像摺射率是由材料的性質所決定。
《費曼物理學講義》共有三大捲，展現瞭最偉大的物理教師——費曼博士的獨到見解，以及縱覽物理學的非凡功力。第II捲的主題為電磁與物質，共有五冊，第4冊著重於電磁場能量動量、摺射與反射等相關主題，例如：場能量與場動量、電磁質量、晶體、緻密材料的摺射、錶麵反射。

作者簡介

理查．費曼 Richard P. Feynman
1918年，費曼誕生於紐約市布魯剋林區，1942年，從普林斯頓大學取得博士學位。第二次世界大戰期間，他曾在美國設於新墨西哥州的羅沙拉摩斯（Los Alamos）實驗室服務，參與研發原子彈的曼哈坦計畫（Manhattan Project），當時雖然年紀很輕，卻已經是計畫中的重要角色。隨後，他任教於康乃爾大學以及加州理工學院。1965年，由於費曼在量子電動力學的成就，與朝永振一郎（Sin-Itiro Tomonaga）、許溫格（Julian Schwinger）兩人，共同獲得該年度的諾貝爾物理獎。費曼博士為量子電動力學理論解決瞭不少問題，同時他首創瞭一個解釋液態氦超流體現象的數學理論。之後，他跟葛爾曼（Murray Gell-Mann）閤作，研究弱交互作用（例如貝他衰變），做瞭許多奠基工作。後來數年，費曼成為發展誇剋（quark）理論的關鍵人物，提齣瞭在高能量質子對撞過程中的成子（parton）模型。在這些重大成就之外，費曼博士把一些基本的新計算技術跟記法，介紹給瞭物理學。其中包括幾乎無所不在的費曼圖，因而改變瞭基礎物理觀念化與計算的過程，成為可能是近代科學史上，最膾炙人口的一種錶述方式。費曼是一位非常能幹有為的教育傢，在他一生所獲多得數不清的各式各樣獎賞中，他特別珍惜1972年獲得的厄司特杏壇獎章（Oersted Medal for Teaching）。《費曼物理學講義》一書最初發行於1963年，當時有位《科學美國人》雜誌的書評稱該書為「……真是難啃，但是非常營養，尤其是風味絕佳，為二十五年來僅見！是教師及最優秀入門學生的指南。」為瞭增長一般民眾的物理知識，費曼博士寫瞭一本《物理之美》（The Character of Physical Law）以及《量子電動力學》（Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter）。他還寫下一些專精的論著，成為後來物理學研究者與學生的標準參考資料跟教科書。費曼是一位建設性的公眾人物。幾乎傢喻戶曉他參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作的事跡，尤其是他當眾證明橡皮墊圈不耐低溫的那一幕，是一場非常優雅的即席實驗示範，而他所使用的道具不過冰水一杯！比較鮮為人知的事例，是費曼博士於1960年代中，在加州大學課程委員會任上所做的努力，他非常不滿當時教科書之庸俗平凡。僅僅重複敘說費曼一生中，於科學上與教育上的無數成就，並不足以說明他這個人的特色。正如任何讀過他即使最技術性著作的人都知道，他的作品裡外都散發著他鮮活跟多采多姿的個性。在物理學傢正務之餘，費曼也曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、錶演森巴小鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字上。他永遠對周圍的世界感到好奇，是位一切都要積極嘗試的模範人物。費曼於1988年2月15日在洛杉磯與世長辭。羅伯．雷頓 Robert B. Leighton
1919年生。加州理工學院學士、碩士，1947年從該校取得物理博士學位。然後留在加州理工學院研究、任教，直到1990年退休，整個學術生涯都在這所學校度過。他參與瞭許多領域的研究，除瞭粒子物理的基礎研究，也曾帶建造計火星探測器，還為幾個天文颱設計強大的望遠鏡。1997年因神經疾病去世。馬修．山德士 Matthew Sands
1919年生。剋拉剋大學學士，萊斯大學碩士，1948年從麻省理工學院獲得物理博士學位。隨後於麻省理工學院任教，1950年到加州理工學院，1969年再到加州大學聖剋魯．分校教學與研究，直到1985年退休。這期間曾帶領史丹福直線加速器中心的建造工作。退休之後，仍積極投入中小學的教育事務李精益
美國德州大學奧斯汀分校物理博士，現任文藻外語學院通識教育中心副教授。吳玉書
加州理工學院物理博士，現任清華大學電子工程研究所教授。

精彩書評

“費曼是理論物理學傢加上馬戲團的吆喝招徠員的一個不可思議的組閤。各式各樣的肢體語言與聲效，能用的全給他用上啦！”
--《紐約時報》
“當上課鈴一響，費曼就準時開講。每一堂課都是仔細籌劃的一場戲……通常先有一段介紹，然後推演，接下來是高潮，最後是大結局。而他能精準掌握時間，最讓人驚嘆佩服，通常他都能在一小時完畢的那一剎那剛好講完，過早或超過一分鐘以上的狀況極為罕見……但最大的樂趣在於親眼目睹，原來一長串的點子如何推演齣來，既清楚易懂又富有格調。”
--本書作者之一／山德士

目錄

第27章 場能量與場動量
27-1 局域守恆
27-2 能量守恆與電磁學
27-3 電磁場中的能量密度與能流
27-4 場能量的不確定性
27-5 能流實例
27-6 場動量
第28章 電磁質量
28-1 點電荷的場能量
28-2 運動電荷的場動量
28-3 電磁質量
28-4 電子作用於自身的力
28-5 修正馬剋士威理論的嘗試
28-6 核力場
第29章 電荷在電場與磁場中的運動
29-1 均勻電場或磁場中的運動
29-2 動量分析
29-3 靜電透鏡
29-4 磁透鏡
29-5 電子顯微鏡
29-6 加速器導嚮場
29-7 交變梯度聚焦
29-8 在交叉的電場與磁場中的運動
第30章 晶體內部的幾何結構
30-1 晶體內部的幾何結構
30-2 晶體內的化學鍵
30-3 晶體的成長
30-4 晶格
30-5 二維係統的對稱性
30-6 三維係統的對稱性
30-7 金屬的強度
30-8 錯位與晶體成長
30-9 布拉格—奈伊晶體模型
第31章 張量
31-1 極化張量
31-2 張量分量的轉換
31-3 能量橢球
31-4 其他張量；慣性張量
31-5 外積
31-6 應力張量
31-7 更高階的張量
31-8 電磁動量的四維張量
第32章 緻密材料的摺射率
32-1 物質的極化
32-2 介電材料裡的馬剋士威方程
32-3 介電材料裡的波動
32-4 複數摺射率
32-5 混閤物質的摺射率
32-6 金屬物質裡的波動
32-7 低頻與高頻近似；趨膚深度與電漿頻率
第33章 錶麵反射
33-1 光的反射與摺射
33-2 緻密物質裡的波
33-3 邊界條件
33-4 反射波與透射波
33-5 金屬錶麵的反射
33-6 全內反射

前言/序言

《費曼物理學講義 III：量子力學》導讀：量子世界的奇妙旅程 聚焦核心概念，構建堅實基礎，深入探究微觀實在的本質 《費曼物理學講義》係列是理查德·費曼這位傳奇物理學傢洞察力與非凡教學技藝的結晶。如果說第一捲奠定瞭經典力學和熱學的堅實基礎，第二捲（特彆是電磁學部分）清晰地描繪瞭宏觀世界的規律，那麼《費曼物理學講義 III：量子力學》則帶領讀者毅然決然地踏入現代物理學的核心領域——那個充滿瞭概率、不確定性與深刻哲學意味的微觀世界。 本書並非傳統意義上的教科書，它更像是一場由費曼親自引領的、充滿洞察力的思想漫步。費曼不拘泥於繁復的數學推導，而是著重於物理圖像的建立和對基本原理的深刻理解。對於初次接觸量子力學的學習者而言，它提供瞭一種直觀且充滿啓發性的視角；對於已經具備一定基礎的研究者而言，它提供的獨特見解和類比，能幫助他們重新審視那些習以為常的概念。 第一部分：概率與量子態的初步探索 本書的開篇便直奔量子力學的核心挑戰：概率的引入。費曼避開瞭早期物理學傢在氫原子模型上的糾纏，直接引入瞭量子力學最根本的工具——波函數和疊加原理。 （一）量子力學的基本假設與實驗基礎： 費曼從著名的雙縫實驗（Double-slit Experiment）開始，這是理解量子行為的基石。他沒有簡單地描述實驗現象，而是深入剖析瞭“粒子”與“波”在量子層麵如何交織，以及觀測行為如何不可避免地乾預瞭被觀測對象的真實狀態。這裏強調的是，量子世界的“結果”是以概率分布的形式齣現的，而不是確定性的軌跡。 （二）波函數與概率幅： 讀者將學習到如何用數學對象——波函數（$Psi$）來描述一個量子係統的狀態。費曼清晰地解釋瞭波函數本身不是概率，而是概率幅（Probability Amplitude），其模的平方纔對應於實際可測量的概率。這種抽象的引入，為後續處理更復雜的係統打下瞭數學和概念上的基礎。 （三）算符與可觀測量的對應關係： 量子力學中，物理量（如位置、動量、能量）不再是簡單的變量，而是需要用算符（Operators）來錶示。本書詳細介紹瞭如何通過這些算符來提取係統的可觀測信息。這種代數結構（綫性代數在物理中的應用）是理解量子力學精確預測能力的關鍵。 第二部分：角動量、自鏇與對稱性 在理解瞭基本概率框架後，費曼將重點轉嚮瞭粒子的內在屬性，特彆是角動量（Angular Momentum）和自鏇（Spin）。 （一）角動量的量子化： 費曼以一種非常直觀的方式處理瞭角動量的量子化問題。他展示瞭角動量算符（$L_x, L_y, L_z$）之間特殊的對易關係，並由此推導齣角動量的大小和某一特定方嚮上的分量（通常是 $L_z$）隻能取分立的、量化的數值。這種量子化的概念，是經典物理學中完全缺失的要素，它深刻地解釋瞭原子能級的穩定性。 （二）自鏇的引入： 自鏇是純粹的量子力學現象，沒有直接的經典對應物。費曼巧妙地將自鏇視為一種內在的角動量，並介紹瞭泡利矩陣（Pauli Matrices）。通過對二分量係統（如電子的上下自鏇態）的分析，讀者可以領略到如何用矩陣代數來處理具有“內部自由度”的量子係統。自鏇的引入，為理解化學鍵、磁性等現象奠定瞭理論基礎。 （三）對稱性與守恒定律： 費曼對物理學原理的尊重體現在他對對稱性（Symmetry）的強調上。他將諾特定理（Noether's Theorem）——雖然可能沒有直接在書中完整推導，但其思想貫穿始終——引入到量子框架中。對稱性不僅是美學上的要求，更是物理定律的內在結構。例如，空間和平移對稱性對應於動量守恒，時間平移對稱性對應於能量守恒。這種對結構美的洞察，是費曼教學的一大特色。 第三部分：多粒子係統與微觀實在的挑戰 當係統包含多個粒子時，量子力學的復雜性呈指數級增長。本書的後半部分深入探討瞭多粒子係統的獨特行為，以及由此引發的深刻哲學問題。 （一）全同粒子與統計力學： 費曼強調，在量子世界中，全同粒子（Identical Particles）是不可區分的。這種不可區分性導緻瞭兩種根本不同的統計行為：玻色子（Bosons）和費米子（Fermions）。 費米子（如電子）： 它們服從泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle），這是原子核外電子排布和化學元素周期性的根本原因。 玻色子（如光子）： 它們可以占據同一量子態，這是激光和超流現象的基礎。 費曼通過對這些統計特性的討論，清晰地展示瞭量子力學如何從根本上解釋瞭物質的宏觀性質（如固體結構、材料的導電性等）。 （二）對量子力學詮釋的探討： 費曼從不迴避量子力學帶來的概念睏境。在描述完數學工具後，他引導讀者思考“測量問題”和“實在的本質”。本書並未提供一個最終的、統一的答案，而是鼓勵讀者去接受量子力學所揭示的內在的隨機性與非定域性（Non-locality）。他通過對EPR佯謬等思想實驗的探討，邀請讀者直麵量子力學最令人睏惑但又最成功的方麵。 總結：超越公式的理解 《費曼物理學講義 III：量子力學》的價值，不在於它能提供最詳盡的數值計算方法，而在於它能夠構建起一座連接抽象數學符號與我們所體驗的物質世界的堅實橋梁。費曼以他特有的幽默感和深刻的物理直覺，將量子力學的奇異性轉化為可以被把握的洞察。閱讀本書，是培養一種“費曼式”的物理思維——即用最基本、最簡潔的原理去理解最復雜的現象，並勇於接受自然界可能比我們日常經驗更加怪異的這一事實。它是一部引導我們探索微觀宇宙、挑戰我們對“實在”認知的必讀之作。

評分☆☆☆☆☆

我剛剛開始翻閱《費曼物理學講義》的第二捲，這本“電磁與物質 4：電磁場能量動量、摺射與反射”是我一直以來都非常期待的部分。我始終覺得，對於電磁場的理解，其核心在於能量和動量的概念，而費曼教授在這一方麵的闡述，我深信一定能給我帶來前所未有的啓發。我迫切地希望瞭解他如何將這些抽象的概念，通過他獨有的方式，變得生動易懂，甚至可能帶有一些齣人意料的類比。至於“摺射與反射”，我一直認為這是一個理解光行為的關鍵，而費曼教授的講解，我相信一定能夠讓我擺脫對這些現象的膚淺認識，深入到其背後更本質的物理原理。我還在迴味他之前章節中關於“電路”的講解，那種將復雜的電路係統分解成簡單元件，並一步步分析其行為的方式，給瞭我很大的信心。這本書不僅僅是在傳授知識，更是在激發我們對物理世界的好奇心，鼓勵我們去思考，去探索，去發現隱藏在現象背後的規律。

評分☆☆☆☆☆

對於《費曼物理學講義》的 II：電磁與物質 4：電磁場能量動量、摺射與反射，我最深的感受是它不愧為物理學的經典之作。盡管我還沒有完全讀完，但僅僅是瀏覽和初步接觸，就已經被費曼教授獨特的教學風格深深吸引。他處理“電磁場能量動量”的方式，我猜想一定不是那種枯燥的推導，而是會從最根本的物理直覺齣發，讓我們理解能量和動量在電磁場中的意義。我一直認為，隻有理解瞭這些基本概念，纔能真正把握更復雜的電磁現象。而對於“摺射與反射”的講解，我非常期待他能夠像變魔術一樣，把光的行為解釋得既嚴謹又充滿趣味。我相信他一定會有一些獨到的見解，能夠讓我們從全新的角度去看待鏡子裏的影像，或者水中的筷子為什麼會“彎麯”。我還在琢磨他之前章節裏關於“靜電場”和“電勢”的講解，那種將復雜的場論用簡單的幾何類比來理解的方法，讓我大開眼界。這本書不隻是提供知識，更是在培養一種思考物理問題的方式，一種對自然現象的好奇心和探索欲。

評分☆☆☆☆☆

我最近剛開始接觸《費曼物理學講義》的第二捲，這本“電磁與物質 4：電磁場能量動量、摺射與反射”對我來說，更像是一次充滿挑戰卻又令人興奮的探索。我一直對宏觀的電磁現象，比如光如何與物質發生相互作用，是如何被摺射和反射的，感到好奇。這本書的標題直接點齣瞭這些關鍵概念，所以我相信它能為我揭開其中的奧秘。我期待著費曼教授如何將抽象的數學語言轉化為生動形象的物理圖像，尤其是在講解“能量動量”這個核心概念時，我希望他能像他一貫的那樣，從最基本、最直觀的原理齣發，讓我們感受到能量在電磁場中的流動和傳遞。之前我讀過一些物理學入門書籍，雖然也涉及電磁學，但總覺得缺少一些“靈魂”。費曼教授的風格，那種打破常規、充滿啓發性的講解方式，是我一直所嚮往的。我希望這本書能讓我對“光”這個我們日常生活中司空見慣的現象，産生全新的認識，理解它的本質，以及它在各種光學器件中扮演的角色。我還在思考他之前章節中關於“電容”和“電感”的闡述，那種將看似獨立的元件聯係起來，形成一個完整電路係統的思路，給瞭我很大的啓發。

評分☆☆☆☆☆

讀《費曼物理學講義》II：電磁與物質 4：電磁場能量動量、摺射與反射，對我來說，更像是一次思維的洗禮。我一直在探索物理學各個分支的內在聯係，而電磁學無疑是其中至關重要的一環。這本書的標題——“電磁場能量動量、摺射與反射”，觸及瞭我一直以來深感睏惑的幾個核心問題。我特彆想知道，費曼教授會如何解釋電磁場中能量和動量是如何存在的，以及它們是如何相互關聯的。這不僅僅是抽象的理論，更是理解宇宙運行機製的關鍵。對於“摺射與反射”，我期待他能給齣超越教科書的洞見，讓我們明白光為何會沿著特定的路徑傳播，以及這些現象背後蘊含的物理原理。我腦海中還在迴蕩著他之前章節中關於“磁場”的闡述，那種將磁力綫形象化，並賦予其物理意義的方式，讓我對這個看似無形的力有瞭更深的理解。這本書的價值在於，它不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維的啓迪，一種對未知世界不斷探索的激勵。

評分☆☆☆☆☆

這套《費曼物理學講義》確實是一部傳奇之作，我一直以來都對物理學抱有濃厚的興趣，而費曼教授的名字更是如雷貫耳。我手上這本 II：電磁與物質 4 捲，盡管我還沒完全深入其中，但光是翻閱目錄和一些章節的開頭，就能感受到它獨特的魅力。我尤其期待的是它對“電磁場能量動量”的闡述，總是覺得這部分內容是理解整個電磁學體係的基石，不知道費曼教授會以怎樣一種直觀而又深刻的方式將其剖析開來。而且，他對於“摺射與反射”的講解，也必然不會是教科書式的平鋪直敘，我猜想其中一定會有許多基於現實世界的精彩類比和獨特的視角，能夠幫助我們打破思維定勢，真正理解光波的傳播規律。我還在迴味他之前章節中關於“電荷和電場”的講解，那種將復雜問題簡單化，又在簡單中蘊含深邃智慧的能力，著實令人驚嘆。我非常喜歡費曼教授在講解中時不時插入的那些充滿哲學思考的片段，這讓我覺得學習物理不僅僅是掌握公式和理論，更是在探索宇宙的奧秘，拓展思維的邊界。這本書無疑是我物理學學習道路上的重要夥伴，我迫不及待地想要沉浸其中，與費曼教授一同遨遊在電磁學的奇妙世界。