本书深入讲述了热力学的起源、发展和演变,通过对热力学理论发展的历史回顾,帮助读者了解热力学从古典到现代演化过程中的重要里程碑和相关概念的演化历程,以及热力学在自然界和实际应用中的重要作用,内容涉及温度、能量、熵、化学势等热力学中的重要概念,以及热力学第三定律、辐射热力学、不可逆过程热力学、涨落、相对论热力学、新陈代谢等方面。
本书根据国际流行的“简练、实用,尽量把设计交给计算机做”的理念,介绍双胶合、双分离、消色差、柯克、天塞、双高斯、远摄、反远摄、远心、投影、变焦、广角、显微、红外等各类光学成像系统的设计方法和流程,讨论物理模型、部件选型、评价函数设置,并给出大量的设计实例和ZEMAX设计程序。只要认真研读本书,参考书中的实例,遵循规范的流程,系统总是沿着最速下降路径平稳快速收敛、自动更换玻璃,得到符合设计指标、结构紧凑、成本合理的设计结果。 第二版增加了长工作距平场复消色差显微物镜、大孔径卡塞格林物镜、宽带连续变比扩束镜和高清晰度变焦物镜的设计,提供了公差设定和图纸绘制的规范。在应用光学部分,推导了衍射极限系统离焦点扩散函数的解析解??合流超几何函数,提供了贝塞尔函数型椭圆出瞳公式,分析了广义焦距
本书是一部综合性的物理学辞典,涵盖力学和理论力学、理论物理学、热学、热力学与统计物理学、声学、电磁学、光学、原子与分子物理学、无线电物理学、凝聚态物理学、等离子体物理学、原子核物理学、高能物理学、天体物理学、计 算物理学、非线性物理学、化学物理、能源物理、经济物理、生物物理学、医学 物理等学科,以常用、基础和重要的名词术语为基本内容,提供简短扼要的定义 或概念解释,并有适度展开。正文后附有物理学大事件、常用物理量单位、常用物理学常数表等附录, 并设有便于检索的外文索引、汉语拼音索引。
由大量单元组成的复杂系统会产生丰富多彩的自组织与集体行为,近几年成为多交叉领域长盛不衰的研究热点。复杂系统的一个重要特征是涌现,即在整体层面会呈现出各种各样个体所不具备的行为。本书以复杂系统中普遍存在的同步与非平衡输运等涌现行为为切入点,以非线性动力学、统计物理学、序参量动力学理论等为理论工具,重点剖析了相振子、混沌振子及其复杂网络的同步、时空随机共振、时空斑图与非线性波、集体定向输运及低维体系热传导与热器件等现象,并探讨了这些看似不同的现象之间的内在机制、共性和联系。 本书分上下册,上册包括第1~4章,下册包括第5~7章。
本书着重介绍粒子物理的基础知识,同时尽可能多地介绍相关领域前沿的情况和最新成果。书中从对称性出发,相继详细介绍强子的夸克模型、电磁作用和弱作用、弱电统一理论、强作用的规范理论QCD。其中在弱作用部分对中性K介子、中性B介子和中性D介子系统的正反粒子混合及CP不守恒做了系统介绍,在弱电统一模型部分还给出了Rξ规范的费曼规则,在强作用部分详细讨论了QCD的重整化,对粲偶素、例外态、胶球和混杂态、格点规范等也做了简要讨论。书中还介绍了中微子振荡及轻子系统的CP破坏。此外,对超出标准模以外的各种新模型,如大统一理论和超对称模型等,作了简要介绍。最后介绍了与粒子物理有关的宇宙学的基本知识。
本书从光量子这一基本概念入手,全面介绍了当前生命科学中的各种光生物现象(如光合作用、结构色、视觉等)和重要光学技术(如荧光共振能量转移、多光子成像、光遗传学等),尤其重点介绍了色觉、单光子视觉、视信号转导等不同层次、不同方面视觉过程的光物理特征。书中主体部分注重定性论述,辅以简单定量计算,使一般读者都容易领会基本物理图像;书中进阶部分则对光量子的物理理论给予了必要介绍,供具备较好数学基础、希望对光的本性有更深刻了解的读者参考。
本书全面系统地介绍了量子计算领域的基本理论、核心概念、关键方 法和重要结论,并兼顾近期的前沿进展。本书内容主要包括:经典和量子 计算的复杂性理论、计算复杂度与物理理论间的关系;基本量子算法;不 同量子计算模型及其与量子线路模型的等价;基于离子阱系统、超导系统 及光学系统的量子计算的物理实现;量子纠错码与容错量子计算。本书既 突出了每个章节的逻辑完整性,也强调了不同章节间内容上的联系,保证 了量子计算学科的完整性和自洽性。本书中的重要结论都给出了详尽的证 明,使读者不仅能学到量子计算的相关知识,也能学到解决这类问题所需 的典型技能,有能力解决未来科研中遇到的新问题。
本书是为物理学家写的一本微分几何,是在1990年版的基础上,进行修订补充,将原版14章扩充到了23章。全书分为主部分:第一部分介绍流形微分几何,是理论物理研究生教学的基本内容,介绍了流形、流形上张量场、仿射联络与曲率以及流形上度规、辛、复、自旋等重要几何结构。第二部分介绍纤维丛几何,介绍了示性类与A-S指标定理,深入分析量子规范理论的大范围拓扑性质、各级拓扑障碍、瞬子、单极、分数荷与超对称等现代物理前沿问题。第三部分介绍非交换几何及其在量子物理中的应用、量子群与q规范理论。
本书作者一生从事有关等离子体物理学的实验和研究。本书试图从气候变化和能源着手,清晰、公正地把事实真相呈献给读者,主要讨论了受控聚变的物理原理与技术。本书会告诉读者,聚变研究已经进展到哪里、还要走多远,最终我们将怎样到达目的地。作者力图深入浅出地解读受控聚变的深奥物理内容,实现聚变的种种困难和巧妙的解决方案,使每个读者能够领会聚变物理学家所做的一切努力,这是一项艰巨的科学技术任务。
低温等离子体科学技术已经成为许多重大科学工程和高科技产业的基础和手段。《低温等离子体:原理与应用》在总结国内外相关知识的基础上,结合作者的科研实践撰写而成。《低温等离子体:原理与应用》分四个部分系统地介绍低温等离子体的基本原理和应用技术:**部分等离子体物理基础,包括等离子体基础知识、等离子体输运过程、等离子体基元过程、等离子体描述和模拟、低温等离子体诊断等5章;第二部分气体放电理论,包括汤森放电理论、流注放电理论、高频放电理论等3章;第三部分典型的低温等离子体产生形式,包括直流辉光放电和汤森放电、空心阴极放电、电弧放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电、微波放电等7章;第四部分低温等离子体应用技术,包括低温等离子体表面工程技术、低温等离子体材料合成技术、低温等离子体光源技术、低
《20世纪场论的概念发展(原书第二版)》探讨了基本场论的概念基础和历史根基,揭示了基础物理学中的根本问题、逻辑和动力学。为了回应过去20年中这一领域的新进展,新版本对量子场论和规范理论章节进行了彻底修订和重新阐述。本体论综合与科学实在论一章的内容也被重新考虑,并提出了一种超越结构主义和历史主义的新进路。
本书用物理原理解释了铁电体在电场作用下发生的各种行为。全书分为两部分,第一部分介绍了铁电体的基本特性:铁电性、铁电体的结构与对称性、热力学特征函数和变量的雅可比偏导数、实验测试原理和铁电畴起源,以及铁电体的相变原理。第二部分用统计方法详细阐明了各种铁电体的电极化原理,给出了电滞回线、介电常数、电致伸缩、储能效应和热释电效应的数学公式,并通过对公式的数值模拟与实验结果的对比,解释了各种实验现象随温度变化的原理和电场诱导极化效应。最后,详细解释了弛豫铁电体发生介电弥散的原理,给出了数学公式。基于物理原理澄清了各种概念
相场法(phase field method)近年来在裂缝扩展问题的研究中崭露头角,为工程和科学领域带来了一项重大技术进步。与传统模拟方法相比,该方法引入了一个相场参数来表征模型中空间点的物理状态,可利用该参数作为指示函数搭建耦合系统。同时该方法采用基于能量最小化原理判断裂缝扩展,因此在处理复杂地质结构、模拟裂缝分叉、转向等问题时不需要添加额外的判别准则,计算过程简单,结果准确率高,计算量相对较小。本书针对多物理场相场裂缝扩展模型的基本概念、模型建立、时间/空间离散、求解及自适应方法进行了讨论。旨在帮助地质学家、工程师和数值计算人员理解并掌握这一强大的数值模拟工具,以解决裂缝扩展问题和相关多物理场耦合问题。
本书全面系统地论述铁电体物理学的基本规律和**进展。全书以自发极化为核心,系统地总结了作者多年来的研究成果,深入讨论了铁电体的尺寸和表面效应理论;同时吸收了国内外有关铁电体的主要成果和学术思想。全书共9章,前4章主要阐述自发极化机制,包括铁电体的晶体结构、宏观理论、微观理论;后5章讨论极化状态在外场作用下的变化,即铁电体的各种功能效应,包括电畴结构、极化反转、介电响应、压电效应和电致伸缩效应、热电效应、光学效应(电光、非线性、光折变)。此外,结合每种功能效应,介绍若干典型铁电材料及其应用。书末附有3个附录和详细的内容索引。
本书着重介绍量子光学领域中的基本理论、概念和方法,并对相关的前沿课题进行了适当讨论。本书的主要内容包括:辐射场及其量子化,量子相干态、压缩态,光场的相干性及其干涉,光场与原子的相互作用,热库系统及主方程理论,朗之万方程,光与物质相互作用,非马尔可夫系统,光学谐振腔系统,光力耦合系统等。除此之外,我们还在适当的地方插入相关领域和课题的介绍,如光子波函数,纠缠光源的干涉,Rabi模型的精确解,超辐射相变,非马尔可夫系统的度量及验证,简并光腔中的拓扑物态模拟等。
本书系统介绍了流体介质中声波的激发、传播、接收和调控的基本原理和分析方法。主要内容包括:理想流体中声波的基本性质;声波的辐射、散射和衍射;管道和腔体中的声场;非理想介质中的声波;层状和运动介质中的声传播以及有限振幅声波的传播及其物理效应。 本书分上下两卷,上卷第1~4章,下卷第5~10章。
《铁磁学》(第二版)下册共七章(第7~13章),系统论述了静态和动态的技术磁化理论。从分析影响强磁性的五种物理现象和磁畴的各种形态出发,根据总能量极小原理,对强磁性的各类现象作出公式化的处理。书中详细讨论了磁导率和矫顽力的各种理论、低温下的巨大矫顽力、动态过程的能量损耗和旋磁效应的机制以及磁性的时间效应等。对一块畴壁移动和一个单畴内磁矩转向的电磁性质、磁宏观量子效应、纳米磁性、巨磁电阻效应、交换(作用)长度、无规各向异性、自旋电子学、巨磁性、磁记录等近期的进展也作了评述和说明。 书中结合常用的磁性材料,在相关章节论述了理论与实际的联系及在研制和生产中的指导作用,以期触发创新思维,提出新的方案。最后一章为磁路设计,以便合理利用磁性材料,发挥各产品的最大优势。
量子物质前沿领域的兴起是人类对物质世界的认知深入到微观尺度的必然结果。该领域既是基础性的引领科学,又为高新技术和前沿科技产业的发展提供了物质基础和原理支撑。目前,我国在量子物质的主要分支上已形成较大的覆盖面,有些方向甚至走到了国际最前沿。《中国量子物质与应用2035发展战略》深入阐述了量子物质与应用领域的科学意义及战略价值,系统分析了领域的研究现状与发展趋势,结合关键科学问题和我国经济社会发展需求,凝练出了我国应优先发展的方向,并提出了相应的政策建议。
聚合物的力学行为特征不同于金属材料,与作用时间、温度等因素关系很大。本书的目的:一是对人们一直关心的聚合物特征力学行为给出足够的宏观描述;二是试图在分子级别上对聚合物表现出来的特殊性能进行解释。本书第1章对聚合物化学组成和物理结构进行综述,阐明了聚合物的不同结构分类,为后续章节在宏观或现象学描述的微观解释上起到支撑作用。第2章概述了聚合物的力学性能特点,阐述了聚合物不同类型的力学行为及特点,提出了基本应力应变概念,对后续章节起着提纲挈领的作用。本书主体各章节主要分为以下几个部分讨论:①橡胶态聚合物的力学行为(第3、4章);②线性黏弹性行为及其测试,对频率、时间的依赖性(第5~7章);③各向异性力学行为(第8章);④聚合物基复合材料(第9章);⑤松弛转变(第10章);⑥非线性黏弹性行为(第
本书介绍了物理学科研工作所需的数学知识和相应的数学基础,包括10章内容,分别是变分法、希尔伯特空间、二阶线性常微分方程、贝塞尔函数、狄拉克δ函数、格林函数、范数、积分方程、数论在物理逆问题中的应用和任意维空间的基本方程。本书内容与本科阶段己经学过的数理方法衔接,并尽可能地反映最新的科研成果。本书对概念的说明与公式的推导力求详尽全面,内容叙述清楚,便于读者学习。各章末尾大量的习题有助于读者巩固和扩展正文中学到的知识内容。
本书是光电子学和光电器件理论系统化和计算图像化的最新专著。本书从光学和电磁场基础理论讲起,逐一讨论了激光束在光波导和线状光纤中的传播模式和特性,以及激光器、光接收器,各种光放大器以及波分多路和光链接。最后,本书论述了光孤子、太阳能光电池和最近几年才出现的超材料。本书不仅有系统的光子学的理论和计算公式,而且通过Matlab进行各种仿真计算,获得了激光束在波导和光纤中传播以及光放大器工作时的效果图。全书收录了60多个在Matlab中使用的编程,可供读者学习使用。
《人工表面等离激元色散调控及应用》在对人工表面等离激元的基本概念、电磁特性及研究现状进行扼要介绍的基础上,详细阐述了人工表面等离激元色散调控的基本原理及典型应用,具体包括人工表面等离激元的色散特性、激发手段、弱色散区调控、强色散区调控、强-弱色散区综合调控等,重点介绍了人工表面等离激元色散调控在多域电磁调制、电磁增透、电磁吸波、频率选择结构、小型化微波器件等方面的应用。