等离子体物理学导论 9787030475152 科学出版社有限责任公司 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

书名：等离子体物理学导论

定价：98.00元

作者：(美)弗朗西斯 F.陈著；林光海译

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030475152

字数：

页码：

版次：31

装帧：圆脊精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书作者是实验等离子体物理学方面的出色科学家，在等离子体诊断和稳定性、气体放电、粒子束与等离子体相互作用、环形约束、漂移波、Q装置、反常输运和红外激光器等方面皆有重要贡献�北臼槭亲髡咴诩永�福尼亚大学洛杉矶分校多年为大学生讲授等离子体物理课程而在讲义基础上写成的，内容涉及等离子体流体方程、扩散和电阻率、分布函数和动力学方程、等离子体中各类不稳定性和朗道阻尼等.

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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好的，这里为您提供一份图书简介，该书名为《热力学与统计物理学：从微观到宏观的探索》，ISBN号为9787030475153（假设的书号），由高等教育出版社出版，与您提供的《等离子体物理学导论》无关。 --- 热力学与统计物理学：从微观到宏观的探索 导言：探寻自然界的基本规律 热力学与统计物理学是物理学中最核心、最基础的分支之一，它构筑了连接微观粒子行为与宏观物质性质之间的桥梁。从蒸汽机的发明到对宇宙演化的理解，再到凝聚态物质的复杂行为，热力学的基本原理无处不在。本书旨在系统、深入地阐述热力学和统计物理学的基本概念、核心理论及其在现代科学研究中的广泛应用。我们力求在保持严谨的数学推导和物理图像清晰化的同时，引导读者领略这一领域跨越不同尺度的深刻魅力。 本书不仅是为物理学专业本科高年级学生和研究生量身打造的教材，也适合材料科学、化学工程、乃至生物物理等相关领域的科研人员和工程技术人员参考阅读。我们不仅关注“是什么”（What），更深入探讨“为什么”（Why）和“如何”（How）。 --- 第一部分：经典热力学的基石 经典热力学建立在少数几个普适的经验定律之上，它们描述了宏观系统能量、温度、熵和功之间的关系。本部分将带领读者从最基础的概念出发，逐步建立起一个自洽的热力学理论体系。 第一章：热力学基本概念与状态函数 本章首先界定了系统、环境、过程等基本术语，并详细介绍了热力学第零定律——温度的本质。我们对内能、热量和功进行了明确的区分和量化定义，强调了热力学过程（如可逆、不可逆、绝热、等温等）的特点。重点讨论了状态函数（如体积、压力、温度）的性质，以及它们如何通过方程组来描述系统的宏观状态。 第二章：热力学第一定律与能量守恒 热力学第一定律是能量守恒定律在宏观热力学系统中的具体体现。本章通过对各种功（体积功、表面功等）的详细分析，结合内能的变化，系统推导了$Delta U = Q + W$的基本形式。我们深入探讨了理想气体、真实气体以及相变的能量特征，并介绍了热容的概念及其应用。本章也初步引入了焓（H）的概念，为后续相平衡的讨论奠定了基础。 第三章：热力学第二定律与熵的概念 熵，这一描述系统无序程度的物理量，是热力学中最具革命性的概念。本章从卡诺循环和热效率的分析出发，阐述了克劳修斯和开尔文对第二定律的表述。详细推导了熵的定义式——克劳修斯不等式，并讨论了孤立系统自发过程的趋势（熵增原理）。本章对熵在信息论中的启示也有所涉及，揭示了熵的广义性。 第四章：热力学第三定律与稳定性的判据 热力学第三定律（能斯特定理）确立了绝对零度下熵值的基准。本章基于第三定律，讨论了系统的热力学稳定性问题。重点引入了吉布斯自由能（G）和亥姆霍兹自由能（A）这两个强大的判据函数。通过分析偏导数和临界条件，我们阐明了在恒温恒压或恒温恒容条件下，系统趋向于能量最低和熵最大的平衡态的内在机制。 第五章：相平衡与化学势 宏观物质的相变是热力学应用的典型场景。本章引入化学势（$mu$）的概念，将其视为粒子数变化时系统吉布斯自由能的敏感度。详细分析了单组分系统的吉布斯相律，并利用克拉珀龙方程描述了气液、固液相变中的压力-温度关系。对于多组分系统，我们引入了混合物的概念，探讨了理想溶液和稀溶液的依数性规律，以及阿列纽斯酸碱理论的热力学基础。 --- 第二部分：统计物理学的微观基础 经典热力学虽然强大，但它无法解释宏观性质背后的微观机制。统计物理学正是通过研究大量粒子的概率分布和平均行为，来推导出宏观的热力学定律。 第六章：统计方法与概率论基础 本章为后续的统计推导打下必要的数学基础。回顾了组合数学的基本原理，重点介绍了概率分布函数，如二项分布、泊松分布和高斯（正态）分布。在物理背景下，引入了“大量近似”的概念，论证了为什么宏观系统总是倾向于最概然的微观状态。 第七章：经典统计力学：麦克斯韦-玻尔兹曼分布 本章将焦点对准了由大量不相互作用的经典粒子（如理想气体）组成的系统。详细阐述了相空间、微观状态（Microstate）和宏观状态（Macrostate）的概念。核心内容是推导麦克斯韦速度分布定律，并计算了平均速率、方均根速率等重要的统计量。随后，利用配分函数（Partition Function）的概念，系统地从微观量导出宏观热力学量，如内能、压力和熵，从而实现了热力学与统计物理学的第一次桥接。 第八章：量子统计力学导论：对不可分性的处理 当经典近似失效时（例如在低温或高密度下），必须引入量子力学。本章首先讨论了费米子和玻色子的区别，以及量子统计对“粒子不可分辨性”的修正——玻尔兹曼因子在量子领域不再适用。 第九章：费米-狄拉克统计与玻色-爱因斯坦统计 这是统计物理学中最精妙的部分。本章详细推导了费米-狄拉克（FD）分布和玻色-爱因斯坦（BE）分布，并分析了它们各自的适用范围。 费米子系统（FD）： 重点分析了费米能级、费米能的温度依赖性，以及在绝对零度下的零点能。通过费米子模型，解释了金属导电性和电子比热的微小贡献。 玻色子系统（BE）： 讨论了玻色子系统中粒子占据态的特点，并着重分析了玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）现象。对激光冷却原子团中观察到的宏观量子现象进行了深入讨论，展示了BE统计在现代实验物理中的前沿应用。 --- 第三部分：进阶主题与应用 本部分将理论知识扩展到更复杂的物理系统和现代研究前沿。 第十章：涨落、关联函数与朗之万动力学 本章超越了对平均值的计算，开始探讨系统在平衡态附近的瞬时偏离——即涨落。通过方均根涨落（RMS Fluctuations）的计算，量化了系统偏离平均值的程度。随后引入了朗之万方程，将统计方法与时间演化结合起来，用以描述布朗运动等带有随机力的动力学过程，为非平衡态统计物理打下基础。 第十一章：经典场论与玻色子气体 本章将统计物理应用于连续场论的简化模型。对于光子气体（黑体辐射），我们使用BE统计推导出普朗克辐射定律，并详细分析了黑体辐射的温度依赖性，如维恩位移定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律，展示了统计物理在电磁辐射中的威力。 第十二章：应用实例：磁性与临界现象 本章将统计物理应用于描述物质的集体行为。通过对伊辛（Ising）模型的介绍，我们展示了如何用简单的自旋模型来解释磁性从顺磁到铁磁的相变。最后，本章深入探讨了临界现象和重整化群方法的初步思想，解释了普适性的标度律如何在完全不同的物理系统中出现，揭示了物理规律在不同尺度上的深层统一性。 --- 结语：理论的延续与展望 热力学与统计物理学是一门充满活力和深远影响的学科。本书的构建旨在提供一个坚实而全面的知识框架，使读者能够自信地应对更复杂的问题，无论是理解恒星内部的等离子体行为，还是探索新型超导材料的微观机制。掌握了这门语言，便能真正理解自然界从原子到宇宙尺度的运行逻辑。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的深度是远超我预期的“导论”级别的。原本以为它只会覆盖基础概念，但深入阅读后发现，它对一些关键的微观动力学描述也进行了相当详尽的阐述。例如，在处理粒子运动的拉莫尔半径和漂移速度时，作者不仅给出了经典的处理方法，还引入了更高级的几何光学近似，并解释了为什么在某些情况下这种近似是成立的。对于像范洛夫（Vlasov）方程这样核心的动力学方程的推导过程，讲解得非常详尽，每一步的物理假设和数学操作都被清晰地标注出来。这使得我即使在面对一些略显复杂的数学推导时，也不会感到迷失。它不是那种只告诉你“结果是这样”的书，而是会带你“推导出结果是这样”的书。这种对严谨逻辑链条的维护，使得读者建立起来的知识体系异常稳固，为未来阅读更专业的文献打下了坚实的“内功”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量绝对是顶级的享受。我是一个有轻微强迫症的读者，对书本的物理手感和视觉体验非常在意。科学出版社的出品果然名不虚传，纸张的质感厚实且柔和，即便是长时间阅读也不会觉得刺眼疲劳。更值得称赞的是公式的呈现方式。等离子体物理涉及大量张量和矢量运算，排版稍有不慎就会让人抓狂。但这本书里，每一个符号、每一个下标、每一个希腊字母都清晰锐利，间距恰到好处，使得那些复杂的麦克斯韦方程组和李昂纳多-玻尔兹曼方程看起来都井井有条，逻辑性极强。这极大地降低了阅读理解的门槛。我以前看某些翻译过来的教材，常常因为排版混乱而不得不反复对照好几遍，但这本书完全没有这个问题。它让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。这种对细节的极致追求，体现了出版方对知识传递的尊重。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直太抓人眼球了，那种深邃的蓝色调配上跃动的橙色光斑，立刻让人联想到高能的、充满活力的等离子体状态。我是在一个物理论坛上偶然看到别人推荐的，说这本书对于初学者非常友好，而且讲解深入浅出，不像有些教材动辄就是一大堆晦涩难懂的公式堆砌。我抱着试试看的心态买了回来，翻开第一章，果然没有让我失望。作者似乎非常懂得如何引导读者的思维，从最基本的等离子体定义、唯象描述开始，一步步构建起整个理论框架。那种感觉就像是有人耐心地牵着你的手，带你穿越迷雾，去探索一个宏大而精妙的微观世界。特别是关于磁流体力学（MHD）的引入，处理得非常流畅自然，不是那种硬邦邦的知识灌输，而是融入了大量的实例和直观的图像辅助理解。读起来丝毫没有枯燥感，反而有一种逐步揭开自然奥秘的兴奋感，非常适合作为大学本科阶段的入门教材，为后续深入研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的是它对实验和实际应用的结合度。很多理论书写得再好，如果脱离了现实世界的观测和工程应用，终究是空中楼阁。这本书显然在这方面做了大量的功课。它没有仅仅停留在理论推导上，而是穿插了大量关于托卡马克装置、惯性约束聚变以及空间等离子体现象的案例分析。例如，在讲解如何用磁场约束高温等离子体时，作者会毫不吝啬地展示真实装置的内部结构图和实验数据曲线。这对于我这种未来想从事聚变能研究的学生来说，简直是宝贵的资源。它让我清晰地认识到，书本上的每一个理论模型，背后都有着复杂而迷人的工程挑战。这种理论与实践的紧密咬合，极大地激发了我探索如何将这些精妙物理原理转化为实际可行技术的兴趣，让我觉得学习这门学科的目标变得异常清晰和鼓舞人心。

评分☆☆☆☆☆

作为一本物理教材，它的习题设计水平堪称教科书级别的典范。我通常会用书后的习题来检验自己对章节内容的掌握程度，而这本书的习题设置梯度非常合理且富有启发性。开头的几道题往往是概念性的回顾和简单代数运算，帮助巩固基础。而越往后，题目的设计就越巧妙，往往需要读者将本章的知识点与前几章的内容进行综合运用，甚至需要读者对理论进行小范围的延伸和分析。我尤其欣赏那些需要进行“半定量分析”的题目，它们要求你不仅要会算，更要理解物理图像背后的含义。完成这些习题后，我感觉对等离子体行为的理解深度提升了一个层次，仿佛真正从一个旁观者变成了可以对等离子体施加影响的“模拟者”。这些习题绝非简单的重复性计算，它们是加深理解、培养物理直觉的最佳“训练场”。