等離子體物理學導論 9787030475152 科學齣版社有限責任公司 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030475152

商品编码：28439071231

包装：圆脊精装

出版时间：2017-12-01

基本信息

書名：等離子體物理學導論

定價：98.00元

作者：(美)弗朗西斯 F.陳著；林光海譯

齣版社：科學齣版社有限責任公司

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030475152

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：圓脊精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書作者是實驗等離子體物理學方麵的齣色科學傢，在等離子體診斷和穩定性、氣體放電、粒子束與等離子體相互作用、環形約束、漂移波、Q裝置、反常輸運和紅外激光器等方麵皆有重要貢獻�北臼槭親髡噅詡永�福尼亞大學洛杉磯分校多年為大學生講授等離子體物理課程而在講義基礎上寫成的，內容涉及等離子體流體方程、擴散和電阻率、分布函數和動力學方程、等離子體中各類不穩定性和朗道阻尼等.

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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好的，這裏為您提供一份圖書簡介，該書名為《熱力學與統計物理學：從微觀到宏觀的探索》，ISBN號為9787030475153（假設的書號），由高等教育齣版社齣版，與您提供的《等離子體物理學導論》無關。 --- 熱力學與統計物理學：從微觀到宏觀的探索 導言：探尋自然界的基本規律 熱力學與統計物理學是物理學中最核心、最基礎的分支之一，它構築瞭連接微觀粒子行為與宏觀物質性質之間的橋梁。從蒸汽機的發明到對宇宙演化的理解，再到凝聚態物質的復雜行為，熱力學的基本原理無處不在。本書旨在係統、深入地闡述熱力學和統計物理學的基本概念、核心理論及其在現代科學研究中的廣泛應用。我們力求在保持嚴謹的數學推導和物理圖像清晰化的同時，引導讀者領略這一領域跨越不同尺度的深刻魅力。 本書不僅是為物理學專業本科高年級學生和研究生量身打造的教材，也適閤材料科學、化學工程、乃至生物物理等相關領域的科研人員和工程技術人員參考閱讀。我們不僅關注“是什麼”（What），更深入探討“為什麼”（Why）和“如何”（How）。 --- 第一部分：經典熱力學的基石 經典熱力學建立在少數幾個普適的經驗定律之上，它們描述瞭宏觀係統能量、溫度、熵和功之間的關係。本部分將帶領讀者從最基礎的概念齣發，逐步建立起一個自洽的熱力學理論體係。 第一章：熱力學基本概念與狀態函數 本章首先界定瞭係統、環境、過程等基本術語，並詳細介紹瞭熱力學第零定律——溫度的本質。我們對內能、熱量和功進行瞭明確的區分和量化定義，強調瞭熱力學過程（如可逆、不可逆、絕熱、等溫等）的特點。重點討論瞭狀態函數（如體積、壓力、溫度）的性質，以及它們如何通過方程組來描述係統的宏觀狀態。 第二章：熱力學第一定律與能量守恒 熱力學第一定律是能量守恒定律在宏觀熱力學係統中的具體體現。本章通過對各種功（體積功、錶麵功等）的詳細分析，結閤內能的變化，係統推導瞭$Delta U = Q + W$的基本形式。我們深入探討瞭理想氣體、真實氣體以及相變的能量特徵，並介紹瞭熱容的概念及其應用。本章也初步引入瞭焓（H）的概念，為後續相平衡的討論奠定瞭基礎。 第三章：熱力學第二定律與熵的概念 熵，這一描述係統無序程度的物理量，是熱力學中最具革命性的概念。本章從卡諾循環和熱效率的分析齣發，闡述瞭剋勞修斯和開爾文對第二定律的錶述。詳細推導瞭熵的定義式——剋勞修斯不等式，並討論瞭孤立係統自發過程的趨勢（熵增原理）。本章對熵在信息論中的啓示也有所涉及，揭示瞭熵的廣義性。 第四章：熱力學第三定律與穩定性的判據 熱力學第三定律（能斯特定理）確立瞭絕對零度下熵值的基準。本章基於第三定律，討論瞭係統的熱力學穩定性問題。重點引入瞭吉布斯自由能（G）和亥姆霍茲自由能（A）這兩個強大的判據函數。通過分析偏導數和臨界條件，我們闡明瞭在恒溫恒壓或恒溫恒容條件下，係統趨嚮於能量最低和熵最大的平衡態的內在機製。 第五章：相平衡與化學勢 宏觀物質的相變是熱力學應用的典型場景。本章引入化學勢（$mu$）的概念，將其視為粒子數變化時係統吉布斯自由能的敏感度。詳細分析瞭單組分係統的吉布斯相律，並利用剋拉珀龍方程描述瞭氣液、固液相變中的壓力-溫度關係。對於多組分係統，我們引入瞭混閤物的概念，探討瞭理想溶液和稀溶液的依數性規律，以及阿列紐斯酸堿理論的熱力學基礎。 --- 第二部分：統計物理學的微觀基礎 經典熱力學雖然強大，但它無法解釋宏觀性質背後的微觀機製。統計物理學正是通過研究大量粒子的概率分布和平均行為，來推導齣宏觀的熱力學定律。 第六章：統計方法與概率論基礎 本章為後續的統計推導打下必要的數學基礎。迴顧瞭組閤數學的基本原理，重點介紹瞭概率分布函數，如二項分布、泊鬆分布和高斯（正態）分布。在物理背景下，引入瞭“大量近似”的概念，論證瞭為什麼宏觀係統總是傾嚮於最概然的微觀狀態。 第七章：經典統計力學：麥剋斯韋-玻爾茲曼分布 本章將焦點對準瞭由大量不相互作用的經典粒子（如理想氣體）組成的係統。詳細闡述瞭相空間、微觀狀態（Microstate）和宏觀狀態（Macrostate）的概念。核心內容是推導麥剋斯韋速度分布定律，並計算瞭平均速率、方均根速率等重要的統計量。隨後，利用配分函數（Partition Function）的概念，係統地從微觀量導齣宏觀熱力學量，如內能、壓力和熵，從而實現瞭熱力學與統計物理學的第一次橋接。 第八章：量子統計力學導論：對不可分性的處理 當經典近似失效時（例如在低溫或高密度下），必須引入量子力學。本章首先討論瞭費米子和玻色子的區彆，以及量子統計對“粒子不可分辨性”的修正——玻爾茲曼因子在量子領域不再適用。 第九章：費米-狄拉剋統計與玻色-愛因斯坦統計 這是統計物理學中最精妙的部分。本章詳細推導瞭費米-狄拉剋（FD）分布和玻色-愛因斯坦（BE）分布，並分析瞭它們各自的適用範圍。 費米子係統（FD）： 重點分析瞭費米能級、費米能的溫度依賴性，以及在絕對零度下的零點能。通過費米子模型，解釋瞭金屬導電性和電子比熱的微小貢獻。 玻色子係統（BE）： 討論瞭玻色子係統中粒子占據態的特點，並著重分析瞭玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）現象。對激光冷卻原子團中觀察到的宏觀量子現象進行瞭深入討論，展示瞭BE統計在現代實驗物理中的前沿應用。 --- 第三部分：進階主題與應用 本部分將理論知識擴展到更復雜的物理係統和現代研究前沿。 第十章：漲落、關聯函數與朗之萬動力學 本章超越瞭對平均值的計算，開始探討係統在平衡態附近的瞬時偏離——即漲落。通過方均根漲落（RMS Fluctuations）的計算，量化瞭係統偏離平均值的程度。隨後引入瞭朗之萬方程，將統計方法與時間演化結閤起來，用以描述布朗運動等帶有隨機力的動力學過程，為非平衡態統計物理打下基礎。 第十一章：經典場論與玻色子氣體 本章將統計物理應用於連續場論的簡化模型。對於光子氣體（黑體輻射），我們使用BE統計推導齣普朗剋輻射定律，並詳細分析瞭黑體輻射的溫度依賴性，如維恩位移定律和斯蒂芬-玻爾茲曼定律，展示瞭統計物理在電磁輻射中的威力。 第十二章：應用實例：磁性與臨界現象 本章將統計物理應用於描述物質的集體行為。通過對伊辛（Ising）模型的介紹，我們展示瞭如何用簡單的自鏇模型來解釋磁性從順磁到鐵磁的相變。最後，本章深入探討瞭臨界現象和重整化群方法的初步思想，解釋瞭普適性的標度律如何在完全不同的物理係統中齣現，揭示瞭物理規律在不同尺度上的深層統一性。 --- 結語：理論的延續與展望 熱力學與統計物理學是一門充滿活力和深遠影響的學科。本書的構建旨在提供一個堅實而全麵的知識框架，使讀者能夠自信地應對更復雜的問題，無論是理解恒星內部的等離子體行為，還是探索新型超導材料的微觀機製。掌握瞭這門語言，便能真正理解自然界從原子到宇宙尺度的運行邏輯。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直太抓人眼球瞭，那種深邃的藍色調配上躍動的橙色光斑，立刻讓人聯想到高能的、充滿活力的等離子體狀態。我是在一個物理論壇上偶然看到彆人推薦的，說這本書對於初學者非常友好，而且講解深入淺齣，不像有些教材動輒就是一大堆晦澀難懂的公式堆砌。我抱著試試看的心態買瞭迴來，翻開第一章，果然沒有讓我失望。作者似乎非常懂得如何引導讀者的思維，從最基本的等離子體定義、唯象描述開始，一步步構建起整個理論框架。那種感覺就像是有人耐心地牽著你的手，帶你穿越迷霧，去探索一個宏大而精妙的微觀世界。特彆是關於磁流體力學（MHD）的引入，處理得非常流暢自然，不是那種硬邦邦的知識灌輸，而是融入瞭大量的實例和直觀的圖像輔助理解。讀起來絲毫沒有枯燥感，反而有一種逐步揭開自然奧秘的興奮感，非常適閤作為大學本科階段的入門教材，為後續深入研究打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的深度是遠超我預期的“導論”級彆的。原本以為它隻會覆蓋基礎概念，但深入閱讀後發現，它對一些關鍵的微觀動力學描述也進行瞭相當詳盡的闡述。例如，在處理粒子運動的拉莫爾半徑和漂移速度時，作者不僅給齣瞭經典的處理方法，還引入瞭更高級的幾何光學近似，並解釋瞭為什麼在某些情況下這種近似是成立的。對於像範洛夫（Vlasov）方程這樣核心的動力學方程的推導過程，講解得非常詳盡，每一步的物理假設和數學操作都被清晰地標注齣來。這使得我即使在麵對一些略顯復雜的數學推導時，也不會感到迷失。它不是那種隻告訴你“結果是這樣”的書，而是會帶你“推導齣結果是這樣”的書。這種對嚴謹邏輯鏈條的維護，使得讀者建立起來的知識體係異常穩固，為未來閱讀更專業的文獻打下瞭堅實的“內功”。

评分☆☆☆☆☆

作為一本物理教材，它的習題設計水平堪稱教科書級彆的典範。我通常會用書後的習題來檢驗自己對章節內容的掌握程度，而這本書的習題設置梯度非常閤理且富有啓發性。開頭的幾道題往往是概念性的迴顧和簡單代數運算，幫助鞏固基礎。而越往後，題目的設計就越巧妙，往往需要讀者將本章的知識點與前幾章的內容進行綜閤運用，甚至需要讀者對理論進行小範圍的延伸和分析。我尤其欣賞那些需要進行“半定量分析”的題目，它們要求你不僅要會算，更要理解物理圖像背後的含義。完成這些習題後，我感覺對等離子體行為的理解深度提升瞭一個層次，仿佛真正從一個旁觀者變成瞭可以對等離子體施加影響的“模擬者”。這些習題絕非簡單的重復性計算，它們是加深理解、培養物理直覺的最佳“訓練場”。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量絕對是頂級的享受。我是一個有輕微強迫癥的讀者，對書本的物理手感和視覺體驗非常在意。科學齣版社的齣品果然名不虛傳，紙張的質感厚實且柔和，即便是長時間閱讀也不會覺得刺眼疲勞。更值得稱贊的是公式的呈現方式。等離子體物理涉及大量張量和矢量運算，排版稍有不慎就會讓人抓狂。但這本書裏，每一個符號、每一個下標、每一個希臘字母都清晰銳利，間距恰到好處，使得那些復雜的麥剋斯韋方程組和李昂納多-玻爾茲曼方程看起來都井井有條，邏輯性極強。這極大地降低瞭閱讀理解的門檻。我以前看某些翻譯過來的教材，常常因為排版混亂而不得不反復對照好幾遍，但這本書完全沒有這個問題。它讓你能把注意力百分之百地集中在物理思想的推演上，而不是被糟糕的格式分散精力。這種對細節的極緻追求，體現瞭齣版方對知識傳遞的尊重。

评分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的是它對實驗和實際應用的結閤度。很多理論書寫得再好，如果脫離瞭現實世界的觀測和工程應用，終究是空中樓閣。這本書顯然在這方麵做瞭大量的功課。它沒有僅僅停留在理論推導上，而是穿插瞭大量關於托卡馬剋裝置、慣性約束聚變以及空間等離子體現象的案例分析。例如，在講解如何用磁場約束高溫等離子體時，作者會毫不吝嗇地展示真實裝置的內部結構圖和實驗數據麯綫。這對於我這種未來想從事聚變能研究的學生來說，簡直是寶貴的資源。它讓我清晰地認識到，書本上的每一個理論模型，背後都有著復雜而迷人的工程挑戰。這種理論與實踐的緊密咬閤，極大地激發瞭我探索如何將這些精妙物理原理轉化為實際可行技術的興趣，讓我覺得學習這門學科的目標變得異常清晰和鼓舞人心。