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內容介紹
本書是一部綜閤性的物理學辭典，涵蓋力學和理論力學、理論物理學、熱學、熱力學與統計物理學、聲學、電磁學、光學、原子與分子物理學、無綫電物理學、凝聚態物理學、等離子體物理學、原子核物理學、高能物理學、天體物理學、計 算物理學、非綫性物理學、化學物理、能源物理、經濟物理、生物物理學、醫學 物理等學科，以常用、基礎和重要的名詞術語為基本內容，提供簡短扼要的定義 或概念解釋，並有適度展開。正文後附有物理學大事件、常用物理量單位、常用物理學常數錶等附錄, 並設有便於檢索的外文索引、漢語拼音索引。

目錄
目錄
前言
凡例
一、力學和理論力學 1
1.1 基本概念 2
1.2 靜力學 4
1.3 運動學 5
1.4 動力學 6
1.5 狹義相對論 12
1.6 剛體力學 19
1.7 分析力學 23
1.8 流體力學 28
1.9 彈性力學 31
二、理論物理學 35
2.1 數學物理 35
2.2 電動力學 67
2.3 相對論與場論 83
2.4 量子力學 120
2.5 量子信息與量子計算 180
2.6 宇宙學 189
2.7 弦理論與超弦理論 200
三、熱學、熱力學和統計物理學 231
3.1 熱學 231
3.2 熱力學 270
3.3 統計物理學 288
四、聲學 334
4.1 聲學基礎理論 334
4.2 聲學材料 343
4.3 音頻聲學 351
4.4 生物聲學 386
4.5 水聲學 389
五、電磁學 400
5.1 靜電場 400
5.2 穩恒磁場 406
5.3 電磁感應 412
5.4 電路 414
5.5 電磁學的單位製 427
六、光學 429
6.1 經典光學 429
6.2 光度學和色度學 442
6.3 波動光學 445
6.4 信息光學 468
6.5 統計光學 477
6.6 應用光學 478
6.7 集成光學 503
6.8 非綫性光學 512
6.9 激光 520
6.10 納米光學和超快光學 534
6.11 量子光學 540
6.12 光譜學 547
6.13 紅外光學 551
七、原子與分子物理學 554
7.1 原子分子的電子結構理論 554
7.2 原子光譜和原子{光相互作用 582
7.3 分子光譜和分子{光相互作用 591
7.4 波譜學 595
7.5 原子與分子碰撞過程與相互作用 596
7.6 奇特原子分子、團簇物理 599
7.7 冷原子分子物理 600
7.8 原子分子物理其他學科 602
八、無綫電物理學 605
8.1 電磁波物理 605
8.2 量子無綫電物理 619
8.3 微波物理學 620
8.4 超高頻無綫電物理 638
8.5 統計無綫電物理 643
8.6 電子電路 644
九、凝聚態物理學 657
9.1 超導與低溫物理 657
9.2 磁學 722
9.3 半導體物理 726
9.4 凝聚態理論 762
十、等離子體物理學 769
10.1 基礎等離子體物理 771
10.2 高溫磁約束聚變等離子體物理 774
10.3 高溫慣性約束聚變等離子體物理 778
10.4 低溫等離子體物理 780
10.5 空間與天體等離子體物理 782
十一、原子核物理學 787
11.1 原子核基本性質 787
11.2 原子核結構 793
11.3 原子核衰變 798
11.4 原子核反應 808
11.5 原子核裂變和聚變 815
11.6 放射性束物理 819
11.7 相對論重離子碰撞 824
11.8 超重原子核 845
11.9 中子物理 848
十二、高能物理學 851
十三、天體物理學 875
十四、計算物理學 887
十五、非綫性物理學 917
15.1 狀態空間 917
15.2 分岔與混沌 918
15.3 分形 921
15.4 非綫性數學物理方程 922
十六、化學物理 924
16.1 結構化學 924
16.2 量子化學 929
16.3 量子動力學 934
16.4 分子模擬 935
16.5 固體錶麵化學物理與物理化學 938
16.6 催化化學與物理 941
16.7 光化學 944
16.8 高分子物理 948
16.9 功能材料 951
16.10 近代物理方法在化學中的應用 954
十七、能源物理 959
十八、經濟物理 980
十九、生物物理學 992
19.1 分子生物物理學 992
19.2 納米生物學 994
19.3 膜生物物理學 996
19.4 蛋白質聚閤 997
19.5 蛋白質摺疊 998
19.6 生物信息學 999
19.7 生物力學 1001
19.8 DNA 分子的結構與功能 1002
19.9 放射生物學 1003
19.10 細胞生物物理 1006
19.11 係統生物學 1008
19.12 生物分子機器 1014
19.13 RNA 分子結構和功能 1015
19.14 生物物理技術 1018
19.15 神經係統生物物理學 1019
二十、醫學物理 1022
20.1 電子醫學 1022
20.2 磁醫學 1034
20.3 光醫學 1039
20.4 超聲醫學 1043
20.5 運動醫學和熱醫學 1045
20.6 微波醫學 1048
20.7 核醫學 1049
20.8 納米醫學 1050
20.9 非綫性醫學 1053
附I 物理學大事記 1056
附II 常用物理量單位 1065
附III 常用物理學常數錶 1067
外文索引 1070
漢語拼音索引 1158

在綫試讀
一 力學和理論力學
　　物理學[physics]研究物質與運動的基本規律的科學。其研究內容包括物質的結構、物質間的各種基本相互作用和物質的一些基本運動形態等。在微觀領域內，存在有不同層次的粒子||基本粒子、原子核、原子與分子等，相應地有物理學的分支學科，如粒子物理、原子核物理以及原子與分子物理。在宏觀領域內，存在有不同的聚集態，諸如固態、液態、氣態和等離子態，相應地有凝聚態(包括固態與液態)物理和等離子體物理等分支學科。眾多物相可以匯聚成尺度更大的體係，諸如行星、恒星、星係、星係團等，乃至於囊括一切的宇宙，均可以作為物理學研究的對象。這些就構成與地球科學、天文學的交叉學科：地球物理、天體物理與宇宙學。物質的基本相互作用目前已知共有4種，即長程的萬有引力與電磁作用力和短程(局限於10.15m之內)的弱作用力與強作用力。長程的相互作用是人們感官得以直接感知的，而短程相互作用僅齣現在原子核內部和一些基本粒子之間。相互作用是通過場媒介來傳遞的，引力場、電磁場與規範場即為其實例。因而對場的研究在現代物理學中也占有重要地位。物理學所關注的運動形態，有宏觀的，如機械運動、電磁現象與熱現象，相應的學科為力學與聲學、電磁學與光學、熱力學統計物理；也有微觀的，如各個層次粒子的運動、激發與反應，構成瞭粒子物理、原子與分子物理、原子核物理所研究的對象。物質的運動總是在一定的空間和時間裏呈現的，這樣空間、時間及其參考係也成為物理學研究的對象。
　　實驗研究是物理學的基礎。精密的定量測量是實驗物理學的基本要求和追求的目標，構成瞭物理學不可或缺的一個組成部分。通常,隻有在取得大量的經驗規律之後，方可能建立起自洽完整的理論體係。而這些理論又會對某些特定問題提齣具體的預言，有待於進一步的物理實驗來對之甄彆，即予以證實或證僞。這樣，經過實驗物理學傢與理論物理學傢的大量工作和反復推敲、去僞存真，使得物理學的理論具有瞭一定範圍的適用性和一定程度的可靠性。
　　經典力學是物理學中*早成熟的分支學科。17世紀初德國天文學傢開普勒(J.Kepler,1571|1630)根據天文學的觀測數據得齣瞭行星運動三定律這個重要的經驗規律。幾乎同時，意大利物理學傢伽利略(G.Galileo,1564|1642)通過落體、拋物體和擺的實驗，總結齣動力學的初步理論。隨後英國物理學傢牛頓(I.Newton,1642|1727)進行瞭深入的研究，總結齣三條運動定律和萬有引力定律，為建立經典力學的理論奠定瞭基礎。以後的發展體現於許多方麵，首先在應用上大見成效；其次是研究的對象不斷擴大，推廣到不同性質的媒質，分彆建立瞭剛體力學、彈性力學、流體力學和聲學(處理機械波的傳播)等分支學科；再次是理論體係更加完備和具有廣泛適用性。
　　電磁學在18、19世紀取得重大進展，通過法國物理學傢庫侖(C.A.Coulomb,1736|1806)、法國物理學傢和數學傢安培(A.M.Ampere,1775|1836)、英國物理學傢法拉第(M.Faraday,1791|1867)等的實驗研究，建立瞭有關靜電、靜磁與電磁現象的若乾基本規律。集其大成者是19世紀下半葉的英國物理學傢麥剋斯韋(J.C.Maxwell,1831|1879)，他總結齣瞭能夠全麵描述電磁現象的基本理論，即麥剋斯韋方程組。這一理論預言瞭電磁波，隨後即為德國物理學傢赫茲(H.Hertz,1857|1894)的實驗所證實。原來獨立發展的光學，至此歸結為可見頻段的電磁波的研究，從而納入瞭電磁學的範圍。探索和研究寬廣的電磁波譜，從無綫電波到微波與厘米波，從紅外光、可見光到紫外光，從X射綫到射綫,一直持續到20世紀。
　　對熱現象的研究導緻19世紀中葉熱力學的建立。其第*定律就是能量守恒定律，適用於任何宏觀與微觀過程，其有效性遍及物理學和整個自然科學；其第二定律就是熵恒增定律，確定瞭不可逆過程中的時間之矢。對熱現象在微觀層次上進行探究，導緻瞭分子動理學和經典統計物理學的問世，麥剋斯韋、奧地利物理學傢玻爾茲曼(L.Boltzmann,1844|1906)與美國物理學傢吉布斯(J.W.Gibbs,1839|1903)對它做齣瞭重要貢獻。這是在物理學中首次明確地引入瞭微觀粒子(分子與原子)的概念。
　　應該強調指齣，經典物理學已經孕育齣一係列工程技術：建立在經典力學基礎上的有機械工程、土木建築工程和航空航天技術；建立在經典電磁學基礎上的有電機工程、無綫電工程和電子工程；建立在熱力學基礎上的有動力工程和工程熱物理等。經典物理學也促進瞭其他自然科學的發展，如經典力學之於天體力學，熱力學與統計力學之於物理化學等。
　　在20世紀初，物理學齣現瞭兩大突破，即相對論與量子論。由於美國物理學傢邁剋耳孫(A.A.Michelson,1852|1931)與莫雷(E.W.Morley,1838|1923)的精確測量不能發現地球的運動對光速的影響,1905年德國物理學傢愛因斯坦(A.Einstein,1879|1955)提齣瞭狹義相對論，指齣在所有慣性參考係中物理規律具有相同的形式，肯定瞭經典電磁學的規律對於一切慣性參考係都有效。相對論提齣瞭新的時空觀,建立瞭處理高速運動問題的理論體係，奠定瞭高能物理、粒子物理等學科的理論基礎。1916年他基於慣性質量與引力質量等效的假設，建立瞭廣義相對論。這是引力的幾何理論，將引力和時空麯率相聯係，從而提供瞭處理強引力場力學問題的有效方法。相對論彌補瞭經典物理學的一些漏洞，也為處理大尺度的天體和宇宙問題提供瞭閤適的理論框架。在19、20世紀之交，由於黑體輻射與光電效應的實驗結果與經典物理學有明顯矛盾，德國物理學傢普朗剋(M.Planck,1858|1947)與愛因斯坦提齣瞭初步的量子論。1913年丹麥原子物理學傢玻爾(N.Bohr,1885|1962)提齣瞭量子論的原子模型來解釋氫光譜綫係的經驗規律。隨後法國物理學傢德布羅意(L.deBroglie,1892|1987)提齣粒子與波動二象性的概念。1925年德國物理學傢海森伯(W.K.Heisenberg,1901|1976)與奧地利物理學傢薛定諤(E.Schr.odinger,1887|1961)等建立瞭量子力學，給齣瞭統一描述微觀粒子行為的基本理論。量子力學問世之後，科學傢用它解決原子結構與分子結構等問題,顯示瞭它具有非凡的解決問題的能力。另一方麵，量子力學也提供瞭理解化學元素周期錶的物理基礎，進而發展瞭量子化學和化學物理，進一步確立瞭物理學和化學兩大學科之間的聯係。1928年英國物理學傢狄拉剋(P.A.M.Dirac,1902|1984)提齣瞭(狹義)相對論的量子力學理論，到20世紀中葉量子電動力學開花結果，成功地從微觀上來處理電磁相互作用問題。
　　從20世紀之初到20世紀40年代，從放射性的研究逐步開拓成以原子核結構與其反應為主要內容的原子核物理學。核裂變與核聚變的發現和應用創建瞭全新的原子能技術。加速器的能量一再提高，促進瞭以研究基本粒子為對象的高能物理學的發展。大量基本粒子(包括各種類型的輕子、誇剋與中間玻色子)被發現，對它們進行測量、分類並理順其關係,從而得齣瞭粒子物理的標準模型(包括強子的誇剋模型、量子色動力學與弱電磁互作用的統一理論)。迄今為止，此模型未遇反例，成為20世紀後半葉物理學的重大成果之一。當前麵臨的挑戰在於如何超*標準模型的框架，擴大統一場論和對稱性的範圍,以期將量子力學和廣義相對論相融閤起來。
　　20世紀也是天體物理學得以迅速發展的一個時期。現代天文學的視野開闊，觀測手段先進，因而可以將星體、星係和宇宙視為無比龐大的實驗用來甄彆物理學的基礎理論。一些觀測的結果已可對宇宙演化模型提供若乾製約。目前獲得學界認可的是宇宙學標準模型，是從大爆炸的高能態開始的。這樣一來，就將高能粒子物理學和早期宇宙聯係在一起，標誌瞭微觀與宏觀的兩個極端迂迴地閤二為一瞭。
　　原子與分子物理在20世紀五六十年代齣現瞭新的轉機。受激發射在微波和光波頻段先後得到瞭實現，從而導緻激光器的發明，開創瞭有重大應用前景的激光技術，同時也使光學和原子與分子物理學煥發齣新的生命力。
　　在20世紀30年代將量子力學與統計物理應用於固體中的電子和原子，創建瞭固體物理學。電子在周期晶格中傳播導緻瞭固體的能帶理論，格波在周期晶格中傳播導緻瞭晶格動力學，通過實驗和理論的研究得以確立。1947年晶體管的發明是固體物理學對技術的重大貢獻，引發瞭電子學技術的重大革命，成為當今信息技術的基礎。電子間的相互作用引起瞭鐵磁性和超導電性，其探討既具實際意義又有理論價值，使理論進入瞭多體問題物理學的領域。另一方麵研究對象也越齣常規的晶體，準晶、玻璃、液晶、膠體、聚閤物、生物聚閤物等,都進入瞭視野。相應地固體物理學也轉換為凝聚態物理學。凝聚態物理學與材料科學密切相關，也成為發展新型電子學(微電子學、納米電子學、磁電子學、超導電子學等)和光子學的基礎。經典物理學在20世紀亦萌發齣一些“新枝”，如相變與臨界現象以及非綫性動力學(遠離平衡態的失穩、斑圖形成、分形、混沌與湍流等)，將為進一步理解復雜性這一疑難問題鋪路架橋，也將促進物理學與化學、生物學、地學等相鄰學科的相互交叉和滲透。可以說，物理學已成為自然科學、技術科學和工程科學的基礎。
　　力學[mechanics]研究宏觀物體之間或物體各部分之間相對位置隨時間的變化，以及物體間相互作用，與由此引起的物體運動狀態變化所遵從的規律的分支學科。力學研究的對象是機械運動，從運動的形態來分，可以把力學分為靜力學(statics)、運動學(kinematics)和動力學(dynamics)等幾部分。從研究的對象來分，有質點力學、質點係力學、剛體力學、連續介質力學等。當前,單獨使用力學"一詞時，一般指牛頓力學(Newtonianmechanics)或經典力學(classicalmechanics)，它適用於物體速度遠小於光速的情況。當物體速度接近光速時，牛頓力學不再適用，而必須用相對論力學(relativisticmechanics)。另一方麵，在亞原子領域，則需用量子力學(quantummechanics)，或量子場理論(quantumfieldtheory)，簡稱量子場論。不過，量子力學等理論中已與力的概念無關瞭，僅是名稱而已。
　　1.1基本概念
　　質量[mass]度量物體慣性大小或物體間相互吸引能力的物體的物理屬性。質量源於對物質的認識。人們早就認識到物質是能夠被我們的感觀所直接感受的，可稱為物體的客觀存在。在長期的實踐中，需要度量物質的量，由此形成瞭質量的概念，即質量被理解為物體所含物質的量"。質量是一個通過測量來定義的基本的物理量，國際上公認的質量基準是保存在巴黎國際計量局中的鉑銥原器，規定它的質量為1韆剋。
　　與質量直接有關的基本定律有兩條：萬有引力定律和牛頓第二定律。與前者相關的質量稱為引力質量，而與後者相關的質量稱為慣性質量，它們分彆量度物質的兩種不同屬性。慣性質量與引力質量原則上應是完全不同的，但從牛頓開始
直至目前為止的所有測量兩者差彆的實驗都錶明，在非常高的精度範圍內(例如10.13)，它的數值是完全一樣的。見萬有引力定律、牛頓第二定律、引力質量和慣性質量。
　　時間[time]時間錶徵物質運動的持續性，具有單嚮性、可測量性等特性。空間反映物質運動的廣延性，空間中兩點間的距離稱為長度。時間和空間是兩個基本的物理量，它們的內涵、性質等是隨著人們認識的深入不斷變化和豐富的。對時間和空間賦予不同的性質和結構，相應地會有不同的理論體係形式。在物理中，通常假設時間是均勻的，空間是均勻和各嚮同性的，這將與能量守恒、動量守恒和角動量守恒等守恒定律相關。在牛頓力學中，時間和空間具有絕對性，空間平直，用歐幾裏得幾何描述。在相對論中，時間和空間是視為一體的，稱為時空，時空不再具有絕對的意義，是與參考係有關的。在狹義相對論中，時空是平直的，用閔可夫斯基幾何描述；在廣義相對論中，時空是彎麯的，需采用黎曼幾何。時間和長度的計量基準隨著科學技術的發展而不斷變化。目前時間的測量基準是：1969年國際計量大會選擇的銫原子133Cs兩個超精細能級躍遷所對應的輻射頻率o=9192631770Hz作為時間間隔基準,1s定義為1s=9192631770=o；1983年第17屆國際計量大會采用真空光速c=299792458m/s這一常量來定齣長度單位，規定：1m是光在真空中1=299792458s時間間隔內所經路程的長度。
　　空間[space]見時間。
　　參考係[referencesystem]錶述一定的物體在空間的位置是怎樣隨時間而變化的參照體係。一物體的位置或一事件發生的地點，隻有參照另一適當選擇的物體，纔能錶達齣來。牛頓雖然相信有絕對空間，但他認識到人們無法描繪齣物體在絕對空間中的運動路徑，隻能使用相對而非絕對的位置和運動"。作為一個物體位置和運動的參照的這個物體，就稱為參考係。參考係選定後，在這參考物體上建立一套坐標係，並將一個時鍾固定在該坐標係統裏。坐標係用來決定物體在空間的位置，時鍾用來指示相應的時間。
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