丛书：物理学名家名作译丛（“十三五”国家重点图书出版规划项目）

出版日期：2017年8月 2019年3月第3次印刷

字数：673千

出版社：中国科学技术大学出版社

书号（ISBN）：978-7-312-03376-6

定价：99.00元

页码：520（16开）

编辑邮箱：edit@ustc.edu.cn    

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《物理学中的理论概念》试读.pdf

本书入选中国物理学会2017年度“值得推荐的物理学新书”！

本书荣获中国出版协会2017年度引进版优秀图书奖！

【内容简介】

本书以一种独创、新颖且全面综合的方法对物理学中的理论研究进行了探讨，并以真实的物理学是科学家不断探索和实践的结果的视角阐述主题。作者试图将本书作为大学本科高年级物理课程的补充读物，并假定读者对普通物理的知识已有所了解。利用对7个专题的系列研究，作者着重描述了理论物理学中某些最难的概念、科学家们充满智慧的艰难探索，以及研究和发现所带来的激动和欣喜。这些专题研究包括牛顿运动定律和万有引力定律起源、麦克斯韦方程组、线性/非线性力学与动力学、热力学与统计物理、量子概念起源、狭义相对论、广义相对论与宇宙学。本版在处理方式上与受到读者高度好评的第1版相同，但在第1版的基础上做了全面修订，并增加了许多新的论题。本书适合用作研究生和高年级本科生的教材。译者是在各专题领域工作多年的著名学者。

【作者简介】

马尔科姆·朗盖尔（Malcolm Longair）教授1941年出生于苏格兰，1967年在剑桥大学卡文迪许（Cavendish）实验室获博士学位。1968—1969年，他作为英国皇家学会的交换访问学者在莫斯科列别捷夫（Lebedev）研究所工作。其后他又六次作为交换学者访问前苏联空间研究所，并在美国多个研究所和天文台担任访问教授。从1980年到1990年，他同时担任苏格兰皇家学会天文学家、爱丁堡（Edinburgh）大学钦定天文学讲座教授和爱丁堡皇家天文台台长。他在1991—1997年期间任卡文迪许实验室副主任，专门负责物理教学工作，并在1997年以后成为卡文迪许实验室主任。朗盖尔教授获得过多项奖项，其中包括在1986年2月获得首届大不列颠学习与丰富生活传播奖。1990年12月，他在电视上作了题为“我们宇宙的起源”的系列讲座，该讲座是皇家科学研究所在圣诞节期间专为青少年开设的。他在2000年千禧年授勋中荣膺高级英帝国勋位爵士封号。朗盖尔教授的主要研究领域为高能天体物理与天体物理宇宙学。他撰写了多部学术著作，并发表了超过250篇研究论文。

【译者简介】

向守平，男，1945年出生，1981年中国科学技术大学天体物理专业研究生毕业并获硕士学位。1993年获瑞士巴塞尔大学博士学位。1995年晋升教授。科研领域为宇宙学和相对论天体物理，并长期从事大学物理与天体物理基础课教学工作。2011年获教育部第六届高等学校教学名师奖。

郑久仁，男，1937年生，物理学教授，长期在中国科学技术大学从事物理教学和统计物理理论研究，曾参与《物理学大题典》的编写工作。

朱栋培，男，1941年生，1965年毕业于中国科学技术大学近代物理系，留校从事理论物理的教学与研究。研究方向为量子物理与量子场论，最近的出版物有《量子力学基础》。

袁业飞，男，1972年生，1999年获中国科学技术大学理学博士学位，现任中国科学技术大学物理学院教授。主要研究黑洞视界附近气体和恒星的动力学及其辐射，通过与观测比较，得到黑洞质量和自旋等基本参数以及黑洞吸积流的特性，并在强场条件下对广义相对论进行检验。

【目录】

前言

第1章 引言

1.1对读者的说明

1.2本书的由来

1.3对读者的告诫

1.4物理和理论物理的本质

1.5环境的影响

1.6本书的计划

1.7致歉和鼓励的话

1.8参考文献

专题1  牛顿运动定律和万有引力定律起源

第2章 从托勒密到开普勒——哥白尼的革命

2.1古代史

2.2哥白尼的革命

2.3第谷·布拉赫——天堡之主

2.4开普勒与天体和谐

2.5参考文献

第3章 伽利略与物理科学的本质

3.1引言

3.2作为实验物理学家的伽利略

3.3伽利略望远镜的发现

3.4问题的要点

3.5对伽利略的审判

3.6伽利略相对论

3.7反思

3.8参考文献

第4章 牛顿与引力定律

4.1引言

4.2林肯郡（1642~1661）

4.3剑桥（1661~1665）

4.4林肯郡（1665~1667）

4.5剑桥（1667~1696）

4.6炼金术士牛顿

4.7对古代经典的解读

4.8伦敦（1696~1727）

4.9参考文献

第4章附录 关于圆锥截面和有心轨道的注释

专题2  麦克斯韦方程组

第5章 麦克斯韦方程组的起源

5.1电磁学的发端

5.2法拉第及其力线——没有数学的数学

5.3麦克斯韦怎样导出电磁场方程组

5.4赫兹与电磁波的发现

5.5反思

5.6参考文献

第5章附录有用的矢量场

第6章 改写电磁学史

6.1引言

6.2麦克斯韦矢量方程组

6.3电磁学的高斯定理

6.4与时间无关的场是保守力场

6.5电磁学的边界条件

6.6安培环路定理

6.7法拉第电磁感应定律

6.8本构方程

6.9导出库仑定律

6.10导出毕奥萨伐尔定律

6.11解释介质中的麦克斯韦方程组

6.12电磁场的能量密度

6.13结束语

6.14参考文献

专题3  线性/非线性力学与动力学

第7章 力学与动力学方法

7.1牛顿运动定律

7.2“最小作用”原理

7.3欧拉拉格朗日方程

7.4小振动与简正模式

7.5守恒定律与对称性

7.6哈密顿量与泊松括号

7.7提示

7.8参考文献

第7章附录流体运动

第8章 量纲分析、混沌与自组织临界性

8.1引言

8.2量纲分析

8.3混沌简介

8.4标度律与自组织临界性

8.5超越计算

8.6参考文献

专题4  热力学与统计物理

第9章 热力学基础

9.1热量和温度

9.2热的分子动理论与热质论

9.3热力学第一定律

9.4热力学第二定律的起源

9.5热力学第二定律

9.6熵

9.7熵增原理

9.8合并了热力学第一、第二定律的微分式

9.9参考文献

第9章附录麦克斯韦关系和雅克比行列式

第10章 气体动理论与统计力学的起源

10.1气体动理论

10.2气体动理论（第一版本）

10.3气体动理论（第二版本）

10.4麦克斯韦速度分布

10.5气体的黏滞度

10.6热力学第二定律的统计性质

10.7熵与概率

10.8熵与态密度

10.9吉布斯熵与信息

10.10结束语

10.11参考文献

专题5  量子概念起源

第11章 1895年前的黑体辐射

11.1 1890年物理的状态

11.2辐射发射和吸收的基尔霍夫定律

11.3斯特藩玻尔兹曼定律

11.4维恩位移律及黑体辐射谱

11.5参考文献

第12章 1895~1990：普朗克与黑体辐射谱

12.1普朗克的早期生涯

12.2热平衡中的振子与它们的辐射

12.3谐振子的平衡辐射谱

12.4通向黑体辐射谱

12.5普朗克辐射定律的最初形式

12.6瑞利与黑体辐射谱

12.7黑体辐射定律与实验的比较

12.8参考文献

第12章附录瑞利1900年带原始脚注的文章

第13章 黑体辐射的普朗克理论

13.1引言

13.2统计力学的玻尔兹曼方法

13.3普朗克的分析

13.4普朗克和自然单位

13.5普朗克和h的物理意义

13.6为什么普朗克找到了正确的答案

13.7参考文献

第14章 爱因斯坦和光的量子化

14.1爱因斯坦的奇迹年

14.2关于光的产生和转化的一个启发性观点

14.3固体的量子理论

14.4德拜的比热容理论

14.5再论气体比热容

14.6结束语

14.7参考文献

第15章 量子假说的胜利

15.11909年的情况

15.2盒中粒子的涨落

15.3随机叠加的波的涨落

15.4黑体辐射中的涨落

15.5第一届索尔维会议

15.6玻尔的氢原子理论

15.7爱因斯坦（1916）“关于辐射的量子理论”

15.8故事结语

15.9参考文献

第15章附录存在噪声时对信号的探测

专题6  狭义相对论

第16章 狭义相对论——不变量的研究

16.1引言

16.2几何和洛伦兹变换

16.3三维矢量和四维矢量

16.4相对论动力学——动量和力的四维矢量

16.5描述运动的相对论方程

16.6频率四维矢量

16.7洛伦兹收缩和磁场起源

16.8反思

16.9参考文献

专题7  广义相对论与宇宙学

第17章 广义相对论初步

17.1引言

17.2相对论引力的本质特征

17.3各向同性的弯曲空间

17.4通往广义相对论之路

17.5施瓦西度规

17.6围绕点质量的粒子轨迹

17.7行星轨道近日点进动

17.8施瓦西时空中的光线

17.9黑洞附近的粒子和光线

17.10施瓦西黑洞周围的圆轨道

17.11参考文献

第17章附录各向同性弯曲空间

第18章 宇宙学技术

18.1引言

18.2约瑟夫·夫琅禾费

18.3摄影术的发明

18.4新一代望远镜

18.5天文学基金

18.6电子革命

18.7第二次世界大战的影响

18.8紫外线、X射线、γ射线天文学

18.9反思

18.10参考文献

第19章 宇宙学

19.1宇宙学和物理学

19.2基本宇宙学数据

19.3罗伯逊沃克度规

19.4宇宙观测

19.5历史插曲——稳态理论

19.6标准世界模型

19.7宇宙的热历史

19.8早期宇宙的核合成

19.9最好的宇宙学模型

19.10参考文献

第19章附录空宇宙的罗伯逊沃克度规

后记

索引

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