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。
暴胀宇宙学在过去20年发展历程中已经解决了宇宙的标准热大爆炸模型中存在的许多严重问题.利用其原创的方法,本书解释了现代宇宙学的基础,并且阐明了理论结果的来源.本书分为两个部分:第一部分处理均匀及各向同性的宇宙模型,而第二部分讨论初始不均匀性如何解释我们观测到的宇宙结构.本书为一些传统上高度依赖于数值计算的论题,例如原初核合成、复合、宇宙微波背景辐射各向异性等,提供了解析处理方法.暴胀以及量子宇宙学扰动理论讲述得尤为详尽.通过讨论更具推测性质的想法,本书将读者引领到目前宇宙学研究的前沿.
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。
诺贝尔奖得主Steven Weinberg将他卓绝的物理洞察力和明晰的表达天赋结合起来,在这本成功的著作完全更新的第2版中提供了近代量子力学的简明介绍。第2版包括如刚性转体和量子密钥分配等主题的全新6节以及对全书现有章节的重要增补,非常适合作为一年的研究生课程教材或研究人员的参考书。从量子力学的历史评述和Schr dinger方程的经典解开始,Weinberg运用他卓越的教学经验阐明了Bloch波和能带结构、Wigner-Eckart定理、幻数、同位旋和普遍散射理论,然后将量子力学发展到近代Hilbert空间处理形式。每一章之后都有习题,讲课教师可以从网上获得题解。
本书详细讲述量纲理论,包含了第一作者梁灿彬60余年来的研究成果,以及第二作者曹周键近20年来的重要贡献。全书特别强调分清量与数,指出所有物理书上的公式几乎都是数的等式而非量的等式(由于从未有人定义过量的乘积,量的等式其实并无意义)。第三章详细讲解了我们对于量的乘积以及量的求幂的自创定义,使得量的等式从此获得明确意义。第7章在此基础上讨论了量的等式与数的等式形式相同的条件。第8章讲授定理,该章及后续各章含有该定理的大量应用例子。第10章还以自创方式严格论证了萌芽于牛顿时代并在至今的工程实用中常用的“相似论”。
献给量子工程师的书! 量子工程学 设计和制备量子相干结构 已经成为一个具有重要应用前景的新物理领域.本书给出了量子工程学中理论方法和实验结果的完整展示. 本书内容包括电路的量子理论、量子光学在固体电路中的相关理论方法、噪声的量子理论、退相干与测量、量子输运的朗道尔方程、弱超导电性物理,以及半导体异质结中二维电子气相关的物理等.理论与最新的实验数据相结合,从而帮助读者更加清楚地了解理论的应用场景.本书针对物理学研究生,将帮助读者开始自己的研究工作并将理论方法应用到正在开展的实验研究中. 扎戈斯金是英国拉夫堡大学的物理学教授,他的研究兴趣涵盖固态器件中的量子信息处理理论、介观超导电性、介观传输、量子统计物理及热力学等方面.
本书是一本介绍超声换能器的理论专著,内容涉及有关超声换能器的所有内容,其中许多章节是作者多年来从事科研和教学实践的总结。书中紧紧围绕超声换能器这一内容,对各种类型的超声换能器,从基础知识到理论分析、从设计计算到实际应用以及该领域的最新发展进行了详细的论述,条理分明,深入浅出。 全书共分12章,第1章是绪论,对超声换能器的基本概念进行了简要的介绍;第2章至第11章对10种不同类型的超声换能器进行了介绍;第12章对超声换能器的电学和声学匹配进行了分析;最后给出了相关的参考文献,以供读者查阅。
本书内容结合了近三十年国内外冷原子领域研究热点。前两章回顾了近代冷原子物理的发展历程,简要地总结了冷原子领域的常用基础知识。第三章至第七章,讲解了一、二维量子气体的基础理论知识体系与常用模型,并介绍了一些当下领域内的热门研究方向,如量子拓扑、多体局域化、量子涡旋等。第八章讨论了冷原子系统如何为量子信息、精密测量等前沿热点应用研究提供重要支持。作者结合自己的科研成果,通过对国内外代表性参考书、综述文章的总结以及与多位国际知名教授深入探讨,提炼出冷原子与低维量子气体前沿内容的核心知识点,并深入浅出地介绍给读者。
本书为国际上*部较全面、系统阐述量子色动力学 (QCD) 如何驾驭夸克和胶子, 从而构成核子 (强子)、核子-核子相互作用直至多核子体系 (原子核) 及核子和核体系的性质的学术专著, 是早年师从理论物理学家彭桓武、黄祖治的何汉新先生对其毕生重要研究成果的总结, 以量子色动力学为基础, 阐述核子的夸克、胶子结构及其随能量标度的演化 ; 阐明核子自旋、质量和张量荷的起源 ; 探究夸克、胶子色禁闭形成核子 (强子) 的动力学机制 ; 探索QCD规强子态 ; 论述重子-重子相互作用和核多体系统的动力学及核介质中的夸克效应。
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。
本书为光子晶体领域的经典教科书。第1章对全书进行了综述。第2章描述了混合介质系统的宏观电磁理论,证明描述磁场的方程是哈密顿方程。基于此事实,第3章对磁场行为做出了描述。第4~6章分别研究了一维、二维、三维光子晶体的电磁特性,阐述了光子带隙的物理起源,以及与之相关的电磁现象。第7~9章研究了一维周期介质波导、二维光子晶体板和光子晶体光纤。第10章阐述了时间耦合模式理论,以及与之相关的应用设计,还描述了光子晶体中的光学现象,如折射、衍射等。本书附录部分可以帮助读者了解相关基础知识。
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。
《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。
电磁超材料和超表面突破了传统媒质电磁参数的局限性,进一步推进了电磁波调控技术的发展。多功能及可重构超表面利用电磁波复用技术,如极化复用、空间复用、时分复用等,实现了对电磁调控功能的集成化设计,有效地提升了电磁器件的调控能力与信息容量,有望在信息通信、天线系统等诸多应用中发挥重要作用。《多功能和可重构超表面及其应用》从多功能及可重构超表面的设计原理出发,具体阐述了极化复用、方向复用和频率复用等多种技术的实现途径,以及可重构超表面设计中的关键技术,结合作者及其团队的近期研究成果,系统性地归纳总结了目前的发展状况及其应用探索,*后总结探讨了这类超表面的后续发展趋势,为电磁超表面的实际应用奠定了基础。
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。
本书是被誉为20世纪最伟大的数学家之一的德国数学家赫尔曼?外尔(Hermann Weyl, 1885?1955)的名著《空间-时间-物质》(Raum, Zeit, Materie), 是黎曼几何与广义相对论领域的经典著作. 1916年到1917年, 外尔在苏黎世联邦工学院讲授相对论课程时, 力图把哲学思想、数学方法以及物理学理论结合起来, 用自己的思想清晰而严格地阐述广义相对论. 1917年到1919年这几年间, 外尔在几何学与物理学上作出了巨大贡献, 其中最重要的成果之一就是他的专著《空间-时间-物质》, 内容包括:欧几里得空间, 它的数学表示及其在物理学中的作用; 度量连续统; 时空的相对性; 广义相对论共四章. 本书德文第一版于1918年出版, 英文第一版于1922年出版, 至今已有百余年.
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
《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。
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。