后费曼物理学讲义：基础物理的启发之旅

作者: [英] 尼古拉斯·曼顿(Nicholas Manton , [英] 尼古拉斯·米(Nicholas Mee

出版社: 上海科学技术出版社

出版时间: 2021-01

版次: 1

ISBN: 9787547850916

定价: 148.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

分类: 自然科学

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本书是对大学物理教学的一次革新，是继《费曼物理学讲义》之后的又一次有益尝试。本书以整体统一的观点阐释整个物理世界，易于理解，且富有启发。全书从牛顿力学、麦克斯韦电磁理论、爱因斯坦相对论直到粒子物理、宇宙学以及超弦，还介绍了*的物理发现：引力透镜、黑洞、石墨烯、超重核、希格斯波色子和引力波的发现等。是一本极好的开启基础物理学之旅的教材。 Nicholas Manton（尼古拉斯·曼顿），剑桥大学应用数学和理论物理系教授，英国皇家学会会员，主要从事粒子和核物理方面的研究，发表论文100余篇，曾获得伦敦数学学会的怀特黑德奖。

Nicholas Mee（尼古拉斯·米），剑桥大学理论粒子物理学博士，Virtual Image软件公司主管，著有50多部多媒体书籍，以及科普书《希格斯力：宇宙对称性破碎》（Higgs Force: Cosmic Symmetry Shattered）和《引力：破解宇宙密码》（Gravity: Cracking the Cosmic Code）. 引言1

第1章基本概念4

1.1变分原理4

1.2欧几里得时空9

1.3偏微分12

1.4e，π和高斯型积分16

1.5拓展阅读材料23

第2章物体的运动24

2.1引言24

2.2牛顿运动定律25

2.3最小作用量原理27

2.4多体运动与牛顿第三定律

36

2.53维空间中的单体运动39

2.6中心力41

2.7逆平方律的吸引力45

2.8G与地球质量49

2.9组合体和质心运动50

2.10开普勒2体问题52

2.11拉格朗日点55

2.12能量守恒59

2.13摩擦力和耗散60

2.14拓展阅读材料61

第3章场63

3.1场63

3.2标量场方程64

3.3波67

3.4散度和旋度69

3.5电磁场和麦克斯韦方程70

3.6静电场75

3.7电磁波79

3.8静磁学84

3.9电磁场的最小作用量原理

85

3.10洛伦兹力86

3.11场的能量与动量91

3.12粒子与场的动力学93

3.13拓展阅读材料95

第4章狭义相对论96

4.1引言96

4.2洛伦兹变换98

4.3相对论性动力学102

4.4关于4矢量的更多讨论109

4.5麦克斯韦方程的相对论

特征110

4.6相对论性最小作用量原理

114

4.7拓展阅读材料116

第5章弯曲空间118

5.1球面几何118

5.2非欧双曲几何120

5.3高斯曲率121

5.4黎曼几何123

5.5张量128

5.6黎曼曲率张量133

5.7测地线方程137

5.8应用142

5.9拓展阅读材料146

第6章广义相对论147

6.1等效原理147

6.2牛顿引力场和潮汐力148

6.3闵可夫斯基空间151

6.4弯曲时空几何学152

6.5引力场方程156

6.6广义相对论的经典测试

161

6.7爱因斯坦方程的史瓦西解

165

6.8粒子在史瓦西时空中的

运动168

6.9史瓦西时空中的光线偏折

172

6.10史瓦西内部解174

6.11黑洞175

6.12引力波182

6.13爱因斯坦希尔伯特作用量

186

6.14拓展阅读材料189

第7章量子力学190

7.1引言190

7.2量子力学中的位置与动量

191

7.3薛定谔方程194

7.4波函数的诠释——可观测量

200

7.5期望值206

7.6测量之后208

7.7不确定关系208

7.8散射与隧道210

7.9量子力学中的变分原理213

7.10拓展阅读材料216

第8章3维量子力学217

8.1引言217

8.2位置和动量算子217

8.3角动量算子221

8.4具有球对称势的薛定谔方程

226

8.5自旋230

8.6作为量子范式的自旋12235

8.7多个全同粒子的量子力学

236

8.8玻色子、费米子和自旋241

8.9回归作用量242

8.10拓展阅读材料246

第9章原子、分子和固体247

9.1原子247

9.2分子252

9.3有机化学261

9.4固体266

9.5能带理论269

9.6铁磁性282

9.7拓展阅读材料283

第10章热力学285

10.1引言285

10.2熵和温度288

10.3热力学第一定律292

10.4子系统——吉布斯分布

296

10.5麦克斯韦速度分布298

10.6理想气体——状态方程

和熵300

10.7非理想气体302

10.8化学势303

10.9低温时的费米和玻色气体

305

10.10黑体辐射314

10.11激光317

10.12自旋系统中的磁化320

10.13相变简述323

10.14霍金辐射326

10.15拓展阅读材料328

第11章核物理330

11.1核物理学起源330

11.2强力331

11.3核壳层模型340

11.4α衰变350

11.5裂变354

11.6聚变356

11.7稳定岛362

11.8异核363

11.9π子，汤川理论和QCD366

11.10拓展阅读材料368

第12章粒子物理369

12.1标准模型369

12.2量子场论372

12.3狄拉克场376

12.4作用量和相互作用381

12.5强力385

12.6量子色动力学391

12.7弱力396

12.8弱电理论400

12.9中微子振荡409

12.10拓展阅读材料414

第13章恒星415

13.1太阳415

13.2赫罗图416

13.3恒星的诞生418

13.4星体结构424

13.5核合成429

13.6主星序外的巨星435

13.7晚期演化437

13.8中子星444

13.9超新星447

13.10密度温度图452

13.11拓展阅读材料454

第14章宇宙学455

14.1爱因斯坦的宇宙455

14.2距离红移关系455

14.3弗里德曼罗伯逊沃克

宇宙学457

14.4宇宙学红移463

14.5FRW宇宙学的牛顿型

解释465

14.6大爆炸466

14.7暗物质468

14.8宇宙微波背景辐射470

14.9宇宙学常数472

14.10星系形成473

14.11暴胀宇宙474

14.12拓展阅读材料479

第15章物理学前沿480

15.1量子力学的诠释480

15.2点粒子问题489

15.3标准模型的评论494

15.4拓扑和标准模型494

15.5超越标准模型496

15.6弦论499

15.7拓展阅读材料503

图片来源注解504

术语索引507

人名索引513
内容简介:
本书是对大学物理教学的一次革新，是继《费曼物理学讲义》之后的又一次有益尝试。本书以整体统一的观点阐释整个物理世界，易于理解，且富有启发。全书从牛顿力学、麦克斯韦电磁理论、爱因斯坦相对论直到粒子物理、宇宙学以及超弦，还介绍了*的物理发现：引力透镜、黑洞、石墨烯、超重核、希格斯波色子和引力波的发现等。是一本极好的开启基础物理学之旅的教材。
作者简介:
Nicholas Manton（尼古拉斯·曼顿），剑桥大学应用数学和理论物理系教授，英国皇家学会会员，主要从事粒子和核物理方面的研究，发表论文100余篇，曾获得伦敦数学学会的怀特黑德奖。

Nicholas Mee（尼古拉斯·米），剑桥大学理论粒子物理学博士，Virtual Image软件公司主管，著有50多部多媒体书籍，以及科普书《希格斯力：宇宙对称性破碎》（Higgs Force: Cosmic Symmetry Shattered）和《引力：破解宇宙密码》（Gravity: Cracking the Cosmic Code）.
目录:
引言1

第1章基本概念4

1.1变分原理4

1.2欧几里得时空9

1.3偏微分12

1.4e，π和高斯型积分16

1.5拓展阅读材料23

第2章物体的运动24

2.1引言24

2.2牛顿运动定律25

2.3最小作用量原理27

2.4多体运动与牛顿第三定律

36

2.53维空间中的单体运动39

2.6中心力41

2.7逆平方律的吸引力45

2.8G与地球质量49

2.9组合体和质心运动50

2.10开普勒2体问题52

2.11拉格朗日点55

2.12能量守恒59

2.13摩擦力和耗散60

2.14拓展阅读材料61

第3章场63

3.1场63

3.2标量场方程64

3.3波67

3.4散度和旋度69

3.5电磁场和麦克斯韦方程70

3.6静电场75

3.7电磁波79

3.8静磁学84

3.9电磁场的最小作用量原理

85

3.10洛伦兹力86

3.11场的能量与动量91

3.12粒子与场的动力学93

3.13拓展阅读材料95

第4章狭义相对论96

4.1引言96

4.2洛伦兹变换98

4.3相对论性动力学102

4.4关于4矢量的更多讨论109

4.5麦克斯韦方程的相对论

特征110

4.6相对论性最小作用量原理

114

4.7拓展阅读材料116

第5章弯曲空间118

5.1球面几何118

5.2非欧双曲几何120

5.3高斯曲率121

5.4黎曼几何123

5.5张量128

5.6黎曼曲率张量133

5.7测地线方程137

5.8应用142

5.9拓展阅读材料146

第6章广义相对论147

6.1等效原理147

6.2牛顿引力场和潮汐力148

6.3闵可夫斯基空间151

6.4弯曲时空几何学152

6.5引力场方程156

6.6广义相对论的经典测试

161

6.7爱因斯坦方程的史瓦西解

165

6.8粒子在史瓦西时空中的

运动168

6.9史瓦西时空中的光线偏折

172

6.10史瓦西内部解174

6.11黑洞175

6.12引力波182

6.13爱因斯坦希尔伯特作用量

186

6.14拓展阅读材料189

第7章量子力学190

7.1引言190

7.2量子力学中的位置与动量

191

7.3薛定谔方程194

7.4波函数的诠释——可观测量

200

7.5期望值206

7.6测量之后208

7.7不确定关系208

7.8散射与隧道210

7.9量子力学中的变分原理213

7.10拓展阅读材料216

第8章3维量子力学217

8.1引言217

8.2位置和动量算子217

8.3角动量算子221

8.4具有球对称势的薛定谔方程

226

8.5自旋230

8.6作为量子范式的自旋12235

8.7多个全同粒子的量子力学

236

8.8玻色子、费米子和自旋241

8.9回归作用量242

8.10拓展阅读材料246

第9章原子、分子和固体247

9.1原子247

9.2分子252

9.3有机化学261

9.4固体266

9.5能带理论269

9.6铁磁性282

9.7拓展阅读材料283

第10章热力学285

10.1引言285

10.2熵和温度288

10.3热力学第一定律292

10.4子系统——吉布斯分布

296

10.5麦克斯韦速度分布298

10.6理想气体——状态方程

和熵300

10.7非理想气体302

10.8化学势303

10.9低温时的费米和玻色气体

305

10.10黑体辐射314

10.11激光317

10.12自旋系统中的磁化320

10.13相变简述323

10.14霍金辐射326

10.15拓展阅读材料328

第11章核物理330

11.1核物理学起源330

11.2强力331

11.3核壳层模型340

11.4α衰变350

11.5裂变354

11.6聚变356

11.7稳定岛362

11.8异核363

11.9π子，汤川理论和QCD366

11.10拓展阅读材料368

第12章粒子物理369

12.1标准模型369

12.2量子场论372

12.3狄拉克场376

12.4作用量和相互作用381

12.5强力385

12.6量子色动力学391

12.7弱力396

12.8弱电理论400

12.9中微子振荡409

12.10拓展阅读材料414

第13章恒星415

13.1太阳415

13.2赫罗图416

13.3恒星的诞生418

13.4星体结构424

13.5核合成429

13.6主星序外的巨星435

13.7晚期演化437

13.8中子星444

13.9超新星447

13.10密度温度图452

13.11拓展阅读材料454

第14章宇宙学455

14.1爱因斯坦的宇宙455

14.2距离红移关系455

14.3弗里德曼罗伯逊沃克

宇宙学457

14.4宇宙学红移463

14.5FRW宇宙学的牛顿型

解释465

14.6大爆炸466

14.7暗物质468

14.8宇宙微波背景辐射470

14.9宇宙学常数472

14.10星系形成473

14.11暴胀宇宙474

14.12拓展阅读材料479

第15章物理学前沿480

15.1量子力学的诠释480

15.2点粒子问题489

15.3标准模型的评论494

15.4拓扑和标准模型494

15.5超越标准模型496

15.6弦论499

15.7拓展阅读材料503

图片来源注解504

术语索引507

人名索引513