导语

  

内容提要

  

    本书以物理学演化历史为叙述顺序，注重从观察、实验、理论和应用这一科学发展的内在逻辑角度，讲述物理学知识体系是如何一步步建立起来的，内容涉及经典力学、热力学与统计力学、电磁学、相对论、量子力学、原子与分子物理学以及天体物理学等。科学家生平故事穿插其中，鲜活展现了重大物理学进展中的人。可以说，物理学的历程正是一代代物理学家探索自然界的好奇之旅。
    相信读者从本书可以更加容易、更加清晰地发现科学是怎样从简单的开始，又是如何发展成为今天这宏伟而复杂的精神大厦的。

    安东尼斯·莫迪诺斯(Antonis Modinos)，希腊雅典国家技术大学物理学名誉教授。曾在英国索尔福德大学教授多门物理和数学课程，包括电磁学、物理电子学以及面向工程师和物理学家的数学方法。发表论文80余篇，撰有《物质的量子论》 (Quantum Theory of Matter-A Novellntroduction)，《场、热电子和次级电子发射光谱》(Field,Thermionic and Secondary ElectronEmission Spectroscopy)等著作。

第1章  物理学的语言
  1.1  无穷级数和数列： 从芝诺到魏尔斯特拉斯
  1.2  几何和数
  练习
第2章  科学的黎明
  2.1  亚里士多德
  2.2  空间、时间和物质
  2.3  宇宙
  2.4  自然的行为有目的吗
  练习
第3章  天文学铺就道路
  3.1  亚历山大的天文学家
  3.2  哥白尼和他的日心说
  3.3  开普勒及其对天文学的贡献
  练习
第4章  伽利略的生平
  练习
第5章  17世纪： 科学萌芽
  5.1  数的连续性；函数；笛卡儿解析几何
  5.2  重要的实验和发明
    5.2.1  托里拆利气压计和玻意耳气体定律
    5.2.2  斯涅耳折射定律和光的本性
  5.3  微积分的发明
  练习
第6章  艾萨克·牛顿
  6.1  不快乐的童年和他在剑桥的生活
  6.2  原理
    6.2.1  运动定律简介
    6.2.2  运动举例
    6.2.3  引力
    6.2.4  伽利略相对性原理
  6.3  牛顿发表《原理》之后的生活
  练习
第7章  经典力学
  7.1  牛顿之后的力学
    7.1.1  角动量
    7.1.2  固体围绕固定轴的旋转
    7.1.3  单摆
  7.2  振动的弦；偏微分方程和傅里叶级数
  7.3  分析力学中的重要概念
  7.4  流体力学
  练习
第8章  化学发轫
  8.1  化学与炼金术的关系
  8.2  气动化学家
  8.3  道尔顿和物质的原子论
  8.4  阿伏伽德罗理论和理想气体定律
  练习
第9章  热力学和统计力学
  9.1  热力学
    9.1.1  热
    9.1.2  能量守恒和热力学第一定律
    9.1.3  热力学函数，状态方程和相图
    9.1.4  热力学第二定律；熵
  9.2  统计力学
    9.2.1  气体分子运动论
    9.2.2  麦克斯韦玻尔兹曼分布
    9.2.3  吉布斯统计物理
    9.2.4  均分定理
    9.2.5  波动
    9.2.6  扩散
  练习
第10章  电磁学
  10.1  早期历史
  10.2  静电学，稳态电流和磁性
    10.2.1  静电学
    10.2.2  电池的发现
    10.2.3  电流和磁性
    10.2.4  电磁单位
    10.2.5  欧姆定律
    10.2.6  电与化学
  10.3  法拉第电磁感应
  10.4  电磁波
    10.4.1  光的波动性得以证实
    10.4.2  关于矢量场的两条重要定理
    10.4.3  麦克斯韦和他的方程
    10.4.4  材料介质中的电磁场
  练习
第11章  阴极射线和X射线
  11.1  阴极射线
  11.2  X射线的发现
  11.3  电子的发现
  11.4  X射线衍射
  11.5  电子发射和电子阀
    11.5.1  热电子发射
    11.5.2  场发射
  练习
第12章  爱因斯坦相对论
  12.1  爱因斯坦早期的生活和研究
  12.2  狭义相对论
    12.2.1  预备知识
    12.2.2  洛伦兹变换的由来
    12.2.3  长度缩短和时间膨胀
    12.2.4  狭义相对论的运动定律
  12.3  物理定律的不变性
    12.3.1  闵可夫斯基四维时空
    12.3.2  张量和相对论不变性
  12.4  广义相对论
    12.4.1  广义相对性原理
    12.4.2  曲线张量
    12.4.3  爱因斯坦方程
  12.5  著名的科学家
  练习
第13章  量子力学
  13.1  光的量子化
    13.1.1  黑体辐射和普朗克定律
    13.1.2  光电效应
    13.1.3  爱因斯坦系数
    13.1.4  激光
  13.2  原子结构
    13.2.1  汤姆孙静态原子模型
    13.2.2  卢瑟福原子模型
    13.2.3  玻尔模型
    13.2.4  自旋的发现
  13.3  波粒二相性
  13.4  形式化的量子力学
    13.4.1  薛定谔方程
    13.4.2  束缚粒子的定态
    13.4.3  海森堡不确定性原理
    13.4.4  散射态和隧穿现象
    13.4.5  跃迁
    13.4.6  经典力学与量子力学的联系
  练习
第14章  原子、分子和固体
  14.1  单电子原子
    14.1.1  轨道角动量
    14.1.2  中心场中粒子的定态
    14.1.3  氢原子定态
  14.2  电子自旋
    14.2.1  氢原子能级的精细结构
    14.2.2  电子自旋的形式化描述
  14.3  辐射场及其和物质的相互作用
    14.3.1  线性谐振子
    14.3.2  对辐射场的量子力学描述
    14.3.3  辐射场和物质的相互作用
  14.4  全同粒子的不可区分性和量子统计
    14.4.1  全同粒子的不可区分性
    14.4.2  玻色子
    14.4.3  费米子
  14.5  多电子原子
    14.5.1  元素周期表
    14.5.2  自洽场
    14.5.3  多电子原子的能级
  14.6  分子
    14.6.1  玻恩奥本海默近似
    14.6.2  双原子分子： 电子项
    14.6.3  双原子分子的原子核运动
    14.6.4  多原子分子
  14.7  固体
    14.7.1  正格子和倒格子的对称单元
    14.7.2  晶体的单电子态
    14.7.3  金属
    14.7.4  铁磁性金属
    14.7.5  半导体
    14.7.6  pn结和晶体管
    14.7.7  晶格振动
    14.7.8  超导性
  练习
第15章  非常小和非常大
  15.1  核物理
    15.1.1  放射性
    15.1.2  核反应以及中子的发现
    15.1.3  核裂变以及首次核反应
    15.1.4  核模型
    15.1.5  基本粒子和标准模型
  15.2  狄拉克电子理论和量子电动力学
    15.2.1  狄拉克电子理论
    15.2.2  量子电动力学
  15.3  宇宙学
    15.3.1  星系
    15.3.2  恒星的创生和死亡
    15.3.3  地球
    15.3.4  宇宙： 膨胀的宇宙
  练习
附录  数学笔记
主题词索引
人名索引