現代物理基礎叢書·典藏版：理論力學 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《現代物理基礎叢書·典藏版：理論力學》是西北大學“麵嚮21世紀教學內容和課程體係改革計劃”重點課程項目研究成果，全書以經典力學基本內容為基礎，較好地融閤瞭該學科內容的新進展，係統地闡述瞭經典力學的基本理論，簡要介紹瞭非綫性力學基本的內容。材料取捨主要考慮物理學專業後繼理論物理課程的所需內容，加大瞭與近代物理有緊密聯係的分析力學的比例。基礎理論部分以對稱性為主綫組織教材內容，強調瞭對稱性在物理學中的重要性；應用部分多以分析力學方法處理，以加深對分析力學的理解。非綫性力學部分介紹瞭分形、分維、混沌和奇異吸引子等概念。全書共七章：牛頓力學、拉格朗日力學、哈密頓力學、有心力場中運動、非慣性係中的運動、剛體力學、非綫性力學。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：理論力學》可作為綜閤大學、高等師範大學物理學專業及有關專業理論力學課程的教材，也可作為相關理工科專業師生和科技人員的參考書。

內頁插圖

目錄

前言

第一章 牛頓力學
1．1 牛頓第一定律
1．2 質點的速度和加速度
1．3 坐標係
1．4 速度和加速度的分解
1．5 動量守恒定律
1．6 伽利略變換
1．7 質心與質心坐標係
1．8 牛頓第二定律（Ⅰ）
1．9 運動微分方程的投影
1．10 牛頓第二定律（Ⅱ）
1．11 保守力場
1．12 牛頓引力定律
1．13 能量守恒定律
1．14 角動量守恒定律
*1．15 彈性碰撞
習題

第二章 拉格朗日力學
2．1 牛頓力學的局限性和分析力學的建立
2．2 非自由質點係和約束
2．3 廣義坐標
2．4 變分法
2．5 最小作用量原理
2．6 自由質點的拉格朗日函數
2．7 歐拉動能定理
2．8 質點係的拉格朗日函數
2．9 拉格朗日方程和牛頓方程等價
2．10 能量守恒定律
2．11 動量守恒定律
2．12 角動量守恒定律
2．13 最小作用量原理的修正形式
習題

第三章 哈密頓力學
3．1 勒讓德變換
3．2 哈密頓正則方程
3．3 相空間和劉維定理
3．4 泊鬆括號
3．5 均位力積定理
3．6 正則變換
習題

第四章 有心力場中運動
4．1 二體運動化簡為單體運動
4．2 運動積分
4．3 運動方程
4．4 運動軌道
4．5 離心勢能和有效勢能
4．6 開普勒問題
*4．7 有心力場的散射
習題

第五章 非慣性係中的運動
5．1 選用非慣性係的必要性
5．2 平動坐標係
5．3 轉動坐標係
5．4 科裏奧利力
*5．5 相對地球的運動
*5．6 傅科擺
習題

第六章 剛體力學
6．1 剛體的獨立坐標
*6．2 剛體運動的歐拉定理
6．3 無限小轉動和有限轉動
6．4 剛體運動的廣義坐標——歐拉角
6．5 慣量張量和轉動慣量
6．6 剛體的角動量
6．7 慣量主軸
6．8 不同本體坐標係的慣量張量
6．9 剛體運動的歐拉方程
6．10 對稱陀螺的自由運動
習題

第七章 非綫性力學
7．1 牛頓力學包含不確定性
7．2 綫性與非綫性
7．3 外在和內在的隨機性
7．4 平衡點的分類
7．5 保守係統中的隨機性
7．6 耗散係統中的隨機性
7．7 奇異吸引子的刻畫
7．8 混沌的普遍性
習題

附錄
Ⅰ矢量、矩陣及其運算
Ⅱ張量
Ⅲ不同坐標係中的微分關係
Ⅳ非綫性微分方程解的穩定性

參考文獻

前言/序言

　　近年來非綫性力學的蓬勃發展，賦予瞭古老的經典力學新的活力。經典力學曾經被視為“確定論”的典範，這種思維定式曾統治物理學界達250年。現在我們知道，牛頓力學具有內在隨機性，因此，有必要以現代觀點重新審視理論力學的內容，並反映本學科的最新進展。
　　為適應我國高等教育發展的需要，國傢在創建麵嚮21世紀百所重點高校“211工程”的同時，為瞭加強理科基礎科學研究和教學，為其輸送高質量的閤格人纔，經過嚴格評選，在一些重點大學建立瞭“物理學專業國傢理科基礎科學研究和教學人纔培養基地”，即所謂“物理學基地”，以加強物理學人纔的培養。本書是在編者多年來在西北大學“物理學基地”講授理論力學課程講義的基礎上逐漸修改補充而成的。
　　本書具有以下主要特點：
　　1.目標明確，針對性和適用性更強。本書主要讀者是物理學專業的師生和科技工作者，特彆是物理學專業“國傢理科基礎科學研究和教學人纔培養基地”的學生。針對這一特定目標，本書是按公理化體係編寫的。理論力學是物理學專業一門必修的基礎理論課，也是學習其他理論物理課程的入門課，材料取捨主要考慮後繼理論物理課程[熱力學、統計物理、量子力學和場的理論（如電動力學、量子場論等）]的需要.詳略適度。
　　2.以對稱性為主綫組織基本理論部分的內容。對稱性在現代物理學中起著極其重要的作用。本書的基礎理論部分，以對稱性為主綫，從時空對稱性導齣守恒量，並經過牛頓力學和分析力學兩個循環，逐步深化對於對稱性的認識。
　　3.加大瞭與近代物理有緊密聯係的分析力學內容的比重。本書兼顧牛頓力學和分析力學，側重點在分析力學。中心力場的運動和剛體力學，國內大部分理論力學用書都是用牛頓力學方法處理，本書則用分析力學方法處理。因為，分析力學是近代物理學的接口，能為掌握理論物理學的概念、方法、模型和技巧提供必要的基礎。本書對近代物理中那些重要的分析力學錶述都給予瞭充分的強調，以減少嚮量子理論過渡的睏難。
　　4.力圖采用嚴謹的數學方法，啓發抽象思維。理論力學是與普通物理力學不同的一門理論課程。理論物理有自己獨特的研究方法，這就是運用數學語言，進行嚴密邏輯推理過程。本書用坐標變換的性質闡明矢量和張量，盡可能采用近代物理中的數學方法，如本徵值方程、矩陣代數、變分法等，以適應物理學發展的需要，並便於和後繼理論物理課程銜接。
　　5.反映本學科的最新進展。近些年來，經典力學這門古老學科又煥發瞭青春，取得瞭長足進步。這就是以混沌的發現為代錶的非綫性力學的巨大進展。本書用一章的篇幅簡要介紹瞭分形和分維、混沌及奇異吸引子等概念。這部分內容對於開拓視野，大有裨益。
　　本書突齣瞭基本知識、基本理論和基本技能，全書共分七章。前三章是基礎理論部分，其中第一章為牛頓力學，第二、三章為分析力學。第四章講述有心力場中的運動。第五章為非慣性係中的運動，為第六章做準備。第六章為剛體力學。第七章為非綫性力學。書末編入瞭矢量、張量和矩陣運算等數學附錄，以方便查閱。
　　書中有*號的內容，相對獨立，可作為選學內容。
　　編寫本書過程中西北大學謝大來、何宗海、董慶彥和姚閤寶等教授提齣過許多寶貴意見和建議，使本書增色不少。此外還得到陸江、唐泉和史小延等同誌的幫助，在此謹緻感謝。
　　本書屬於西北大學麵嚮21世紀教學內容改革研究計劃首批重點課程教材之一，得到瞭校係領導的關懷和支持，特彆感謝學校在編寫、齣版經費方麵所給予的支持。
　　由於時間倉促，又限於學識水平，不當之處甚至錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

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