现代声学理论基础/现代物理基础丛书 马大猷 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马大猷 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030119643

商品编码：26689080855

包装：平装

出版时间：2004-03-01

图书基本信息
图书名称	现代声学理论基础/现代物理基础丛书	作者	马大猷
定价	48.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030119643	出版日期	2004-03-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本		商品重量	0.4Kg

内容简介

本书系统总结了声学的基本现象、基础理论和处理问题的重要方法，并对声学的发展方向作了展望和预测。全书共有15章，每章后均配有习题供读者练习。读者通过学习本书能够对声学的基本现象、基础理论和重要方法有全面的理解，并能够开拓视野进而提高自己的工作能力。 本书可作为高等院校声学相关专业的研究生和高年级本科生教材，亦可供从事相关专业的科研人员参考阅读。

作者简介

目录

自序 声学常数 符号 章 绪论 1.1 声学的发展 1.2 声波 1.3 拉格朗日系统 1.4 冲击波概论 参考书目 习题 第二章 线性声学 2.1 平面波 2.2 正弦波及复数表示法 2.3 声阻抗率 特性阻抗 2.4 声强 声能 2.5 声级 分贝 2.6 管中声波 2.7 球面波与柱面波 参考书目 习题 第三章 声的主客观评价 3.1 人的听觉 响度级 3.2 响度与响度级 3.3 音调 音高 3.4 计权声压级 声级计 3.5 频率分析 3.6 声图 3.7 傅里叶转换 参考书目 习题 第四章 平面波的传播 4.1 反射 折射 透射 4.2 声阻抗率和吸声系数的测量 4.3 掠入射 蠕行波 4.4 干涉 测不准原则 4.5 声波散射 4.6 声波衍射 路旁障板 4.7 声波传播与运动 多普勒效应 4.8 流体中的声吸收 参考书目 习题 第五章 声辐射 5.1 单极子 5.2 偶极子 5.3 四极子 5.4 基尔霍夫－亥姆霍兹面积分定理 5.5 线列阵 5.6 矩形阵 5.7 活塞声源 参考书目 习题 第六章 动态类比 6.1 阻抗和导纳类比 6.2 力学线路 6.3 声学线路 参考书目 习题 第七章 换能器原理 7.1 电动原理 7.2 静电原理 7.3 驻极体 7.4 压电效应 7.5 加速度计 7.6 互易校准 参考书目 习题 第八章 声线和导波 8.1 声线方程 8.2 费马原理 8.3 分层介质 8.4 两界面间的导波 8.5 波导管 参考书目 习题 第九章 驻波 9.1 室内声学 9.2 阻尼简正波 9.3 简正波的激发 9.4 室内声场衰变混响 9.5 统计能量理论 参考书目 习题 第十章 吸声材料 10.1 均匀材料的吸声特征 10.2 穿孔吸声体 10.3 多孔性材料 10.4 毕奥多孔性介质理论 参考书目 习题 第十一章 有源噪声和振动控制 11.1 有源控制的基础 11.2 管道中声波传播的控制 11.3 自由声场中有源噪声辐射控制 11.4 室内有源噪声控制 11.5 智能系统 参考书目 习题 第十二章 调制气流声源 12.1 语声 12.2 旋笛 12.3 电动气流扬声器 参考书目 习题 第十三章 气流声学 13.1 气流中的基本声源 13.2 瑞利散射——“声学模型” 13.3 风吹声 13.4 边楞音 13.5 湍流喷气噪声 13.6 附面层噪声 13.7 爆炸声波 13.8 轰声 参考书目 习题 第十四章 非线性声学 14.1 非线性平面波 14.2 非线性球面波和柱面波 14.3 非线性驻波 14.4 非线性波的饱和现象 14.5 大振幅声波的效应和应用 参考书目 习题 第十五章 热声学 15.1 热声效应 15.2 瑞利解释热声发声原理 15.3 现代热声系统的工作原理 15.4 热声系统的严格理论 参考书目 习题 附录A 振动简论 A1 弦 A2 棒 A3 膜 A4 板 A5 固体中的声波 附录B 热力学简论 B1 气体内能 B2 气体方程 B3 熵 B4 传热方程 附录C 高斯定律及格林定理 附录D 复函数 D1 基本关系 D2 虚数宗量 D3 复数宗量 D4 级数 D5 微商 附录E 贝塞尔函数(柱面坐标) E1 贝塞尔微分方程 E2 n类解的关系 E3 贝塞尔函数 E4 诺伊曼函数 E5 双曲贝塞尔函数 E6 递归公式 E7 复数宗量的贝塞尔函数 附录F 球面贝塞尔函数 F1 球面贝塞尔方程 F2 球面贝塞尔函数 F3 jm、nm同具的特性 F4 球面波 附录G 声学材料及吸声系数 G1 建筑材料和听众区的吸声系数 G2 多孔性吸声材料，驻波管吸声系数 附录H 三角函数及双曲函数 附录I 贝塞尔函数（圆柱坐标） 附录J 双曲贝塞尔函数 附录K 宗量为复数的贝塞尔函数 附录L 球面贝塞尔函数 附录M 活塞阻抗函数 后记 声学的发展前景 索引

编辑推荐

文摘

序言

波动与场的精深探索：当代物理学前沿概念解析 本书聚焦于现代物理学的核心支柱——波动现象与场论的深刻内涵、演化历程及其在多个物理学分支中的应用。它旨在为具备一定基础物理知识的读者构建一个清晰、严谨且富有洞察力的知识体系，深入剖析那些驱动着我们理解微观粒子、宏观宇宙以及能量传递机制的基本原理。 --- 第一部分：经典场论的基石与扩展 本书首先从经典电磁场理论的完备性出发，追溯麦克斯韦方程组的建立及其在描述电、磁、光现象中的无可替代的地位。我们不仅详细阐述了场的矢量特性、势的概念（标量势与矢量势），以及洛伦兹规范和库仑规范下的具体表达形式，更深入探讨了规范不变性在理论构建中的核心作用。 随后，章节转向连续介质中的场论。这部分内容突破了真空场的限制，详细分析了各向同性与各向异性介质中的电磁波传播规律。介电常数、磁导率、损耗因子等宏观参数如何源于微观的分子极化和磁化过程，被系统地分解和阐释。特别地，对于界面问题，本书运用边界条件分析，精细描绘了波在不同介质分界面处的反射、折射、吸收与透射现象，辅以斯托克斯公式和坡印廷矢量，量化了能量的流动。 在此基础上，我们引入了广义相对论的几何化场描述。这不是对爱因斯坦理论的全面重述，而是侧重于从场论的视角理解引力——即时空本身的弯曲如何被视为一种场。我们讨论了黎曼几何的基本概念，如度规张量、克里斯托费尔符号和里奇张量，并阐释了爱因斯坦场方程如何表达物质能量（应力-能量张量）与时空几何之间的耦合关系。这种从电磁场的线性方程到引力场的非线性方程的跨越，清晰地展示了场概念在物理学中不断深化和泛化的历程。 --- 第二部分：量子力学中的波函数与概率幅 本书的核心内容之一是量子力学的波动力学诠释。我们从薛定谔方程的建立入手，详细讨论了其在不同势场下的解析解。 时变与定态薛定谔方程的推导过程被细致还原，强调了哈密顿量作为能量算符在时间演化中的决定性作用。对于定态问题，本书特别关注了势阱、势垒和周期性势场（如布洛赫波理论的引言）的分析。对于势垒穿透问题，本书不满足于定性描述，而是通过精确计算透射系数和反射系数，揭示了量子隧穿效应的定量机制及其在半导体器件中的实际意义。 角动量量子化是另一重点。轨道角动量算符的对易关系、本征值问题及其在中心势场（如氢原子问题）中的应用，被系统地构建起来。本书使用球谐函数作为本征函数基，详细解析了氢原子能级结构、电子轨道形状的概率云图，以及精细结构与塞克-韦特海姆修正的初步探讨。 更进一步，本书引入了量子场论的预备知识。我们探讨了费米子和玻色子的统计特性，以及它们与波函数对称性（泡利不相容原理）的内在联系。通过第二量子化（概念性介绍），我们理解了粒子数的概念如何从单粒子波函数的概念中抽象出来，为理解粒子产生和湮灭现象奠定了理论基础。 --- 第三部分：统计物理中的涨落与非平衡态 统计物理学被视为连接微观动力学与宏观热力学的桥梁，本书着重于涨落理论与信息论的交叉点。 我们深入分析了概率分布函数在描述大量粒子集合中的必要性。麦克斯韦-玻尔兹曼分布、费米-狄拉克分布和玻色-爱因斯坦分布的推导过程，清晰地展示了不同统计规律的物理根源。特别地，对玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）现象的描述，将理论预测与低温实验结果紧密结合，突出了量子统计在宏观尺度上的集体行为。 噪声与涨落理论是本部分的重要组成部分。我们探讨了系统处于热平衡态时，其宏观可观测量的微观起因——热涨落。利用涨落-耗散定理，本书阐明了系统对外界微扰（耗散）的响应与系统内部固有的随机过程（涨落）之间深刻的互易关系。这包括对布朗运动的动力学描述，以及利用傅里叶分析处理噪声谱的理论工具。 最后，本书探讨了非平衡态的动力学描述。我们引入了非平衡态格林函数（或更基础的输运方程如玻尔兹曼方程的简化形式），用以描述粒子流、热流等输运现象。对线性响应理论的介绍，使得读者能够理解如何通过外加的微小扰动来探测系统的内在弛豫时间与扩散系数。 --- 第四部分：复杂系统的耦合波场 本书的收尾部分，将前述的场论与量子力学工具应用于耦合系统的研究。 我们首先审视了光与物质的相互作用。这包括经典光场驱动下的宏观介质振荡，以及量子层面的光子与原子能级的跃迁概率（自发辐射与受激辐射）。对激光原理的理论基础——粒子数反转与阈值条件的分析，展示了经典场与量子粒子群体的有效耦合。 其次，我们讨论了声波与物质场的联系（尽管并非本书的绝对核心，但作为波动理论的普适性应用）。通过对弹性波方程的分析，并将声场视为一种压力场或位移场，我们阐述了超声在介质中的传播特性，以及声学-光学效应（如布里渊散射）中能量如何在两种波动之间转移。 总结而言，本书提供了一个多层次、跨越经典与量子的波动与场论的整合视角，强调物理规律的普适性结构，而非孤立现象的简单罗列。它为有志于深入研究凝聚态物理、量子信息或高能物理的读者，打下了坚实且富有批判性的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

我花了大量时间沉浸在第一章中，作者对于基本概念的阐述，简直是教科书级别的示范。他并没有急于抛出复杂的傅里叶分析或者偏微分方程，而是先从最直观的宏观现象入手，比如声音的产生、人耳的感知机制，以及声波在不同介质中的行为差异。这种循序渐进的逻辑构建，让我在回顾和巩固旧有知识的同时，也为后续更深层次的理论学习打下了坚实的基础。特别是对“声阻抗”和“声匹配”这些核心概念的解释，作者采用了多角度的类比和案例分析，使得原本抽象的阻抗匹配问题，仿佛变成了日常生活中遇到的阻力与能量传递问题，很容易产生共鸣。阅读过程中，我常常会停下来，回味作者对于某些细节的精妙描述，那种由浅入深，层层递进的叙述方式，体现了作者深厚的教学功底和对学科脉络的了然于胸。这完全不是那种堆砌公式的冷冰冰的教材，它更像一位经验丰富的导师，在耐心地为你梳理知识的来龙去脉。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理数学工具的应用上，展现出了一种务实的态度。很多声学书籍在引入数学工具时，往往会陷入纯粹的数学推导泥潭，让读者迷失在复杂的积分和矩阵运算中，忘记了这些工具的物理意义。然而，这本书的作者非常懂得如何“点到为止”。每当引入一个新的数学方法，比如格林函数或者本征模态分析，他总会先清晰地阐述该方法能够解决声学领域中的哪一类具体问题，并且在推导过程中，不断地将数学符号与实际的物理场量对应起来。这种“物理驱动数学”的写作风格，极大地增强了阅读的连贯性和目的性。对于我们这些主要关注声学工程应用而非纯理论研究的人来说，这无疑是一个巨大的福音。它教会我们如何利用强大的数学工具去“描述”和“预测”声学现象，而不是仅仅停留在“掌握”这些工具的层面，非常注重工具与实际问题的结合效率。

评分☆☆☆☆☆

更深层次地讲，这本书不仅仅是在介绍“如何计算”声波，它更是在引导读者建立起一种“声学思维”模式。作者在讨论波导传播、辐射与散射等高级主题时，总是习惯性地将其与热力学、电磁学的相关原理进行类比和联系，这使得原本独立看待的声学问题，被置于更广阔的物理学框架之下进行审视。比如，在解释声波的衰减机制时，他会自然地引入耗散函数和熵增的概念，这种跨学科的视野，极大地拓宽了读者的知识边界。读完后，你会发现自己看待一个噪音问题或者一个超声波成像的场景时，不再只是机械地套用公式，而是能够从能量流动、场分布、以及系统对称性的角度去进行初步的、富有洞察力的分析。这是一种思维上的升华，让这本书的价值远远超出了单纯的专业手册范畴，更像是一部帮助读者建立起完整物理观的著作。

评分☆☆☆☆☆

书中对于边界条件的处理，可以说是全书的一个亮点，也体现了其理论体系的完备性。在声学分析中，环境的边界条件往往决定了最终的解形态，从自由场到混响室，每一种环境都对应着一套特定的数学约束。作者不仅详细列举了理想化的边界条件（如刚性、自由、阻尼边界），更令人惊喜的是，他穿插了大量对非理想、复杂边界（例如多孔材料吸收层、开口管道）的分析实例。这些实例的难度和真实性都非常高，但作者的推导步骤异常清晰，尤其是在处理非自洽方程组时，他所采用的数值近似和展开方法，都给出了详尽的背景说明，解释了为何选择这种方法以及这种方法的局限性。这让读者感觉这不是一本高高在上的理论书，而是真正在解决工程实践中经常遇到的“疑难杂症”，实用价值极高，远超一般入门或中级教材的范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，硬壳精装，拿在手里沉甸甸的，彰显了内容的厚重感。纸张的质地也非常考究，印刷清晰，排版疏密有致，即便是初次接触这个领域的读者，也能感受到出版方在细节上的用心。我尤其欣赏它在图文结合方面的处理，那些复杂的物理模型和数学推导，配上恰到好处的插图和示意图，极大地降低了理解的门槛。通常这类专业书籍，内容本身就够烧脑了，如果图表质量不过关，简直是雪上加霜。但这本书的配图不仅精确，而且很有助于建立空间想象力，使得那些抽象的概念，比如波的传播路径、声场的分布特性，能够更直观地被大脑所捕获。封面设计上虽然走的是经典的学术风格，但那种沉稳中透露出的严谨性，让人一翻开就能感受到一种深入探究的氛围。作为放在书架上的一个实体，它本身就是一件有价值的收藏品，体现了科学著作应有的品质。