基本电学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书依据五年制工业专科学校电机工程科「基本电学」课程纲要编着而成。全书共分为八章，由电学的简介与发展史开始，到电的效应为止。其中主要内容着重基本电学有关原理的介绍，尽量用易懂的物理观念取代繁复的数学分析，使学生在研读之后能建立具体的基本电学观念，希望读者透彻理解本书所涵盖基本电学的重点，打好日后继续学习电机课程的基础。

书籍简介：微观粒子世界的奥秘与前沿探索 书名： 《量子场论导论：从基础概念到前沿应用》 内容概述： 本书旨在为物理学、数学及相关工程领域的研究者和高年级本科生提供一套全面而深入的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）学习框架。我们摒弃了传统教材中过于侧重具体粒子物理模型或纯数学技巧的叙事方式，转而聚焦于量子场论作为描述自然界基本相互作用的统一语言的内在逻辑与结构。全书分为六大部分，层层递进，力求在严谨性与可理解性之间找到最佳平衡点。 --- 第一部分：狭义相对论基础与经典场论的重构 本部分为深入学习量子场论奠定不可或缺的相对论基础，并从经典场论的角度重塑我们对自然规律的理解。 1.1 洛伦兹时空与张量分析的复习： 我们将快速回顾狭义相对论的核心原理，重点阐述如何使用四维矢量和张量来表达物理定律的协变性。特别关注闵可夫斯基时空的度规、洛伦兹变换群 $O(1,3)$ 的结构及其李代数。 1.2 经典场论的拉格朗日描述： 这是理解QFT的基石。我们详细讨论了作用量原理在连续系统中的应用，引入了拉格朗日密度 $mathcal{L}$ 的概念。通过欧拉-拉格朗日方程，我们推导出描述标量场（如Klein-Gordon场）和向量场（如电磁场）的运动方程。 1.3 诺特定理与守恒量： 深入探讨诺特定理（Noether's Theorem），阐明了连续对称性与守恒量之间的深刻联系。例如，时空平移不变性导致能量和动量守恒；内禀对称性（如全局 $U(1)$ 对称性）导致荷守恒。 1.4 规范不变性与场的耦合： 介绍规范原理（Gauge Principle）作为构建基本相互作用的指导思想。通过引入外部规范场，我们将经典电磁学自然地纳入相对论框架，并为后续的规范场论打下基础。 --- 第二部分：从经典到量子的飞跃——正则对易关系与第一量子化 本部分是理解“场”如何被量子化的关键步骤。我们探讨了经典场到量子场进行“正则量子化”的过程。 2.1 哈密顿力学与正则对易关系： 将经典场论的描述从拉格朗日形式转向哈密顿形式。定义场的广义坐标 $phi(x)$ 和共轭动量 $pi(x)$，并建立它们之间在同一“时间切片”上的标准对易关系（或反交换关系）。 2.2 自由标量场（Klein-Gordon场）的量子化： 这是最简单的模型。通过将场分解为傅里叶展开，并识别产生（Creation）和湮灭（Annihilation）算符 $a^dagger$ 和 $a$。由此引出玻色-爱因斯坦统计的量子态 $|mathbf{p}, s angle$ 构型，并定义真空态 $|0 angle$。 2.3 量子化的理解： 强调量子场论中粒子不再是基本实体，而是场的激发态（Quanta）。详细讨论如何通过算符的演化来描述粒子的传播。 2.4 狄拉克场与费米子： 介绍描述自旋-1/2 费米子的狄拉克场。关键在于费米子必须服从泡利不相容原理，因此其产生和湮灭算符必须满足反对易关系（Anti-commutation Relations）。这自然地导出了费米-狄拉克统计。 --- 第三部分：相互作用的引入与微扰论——路径积分与费曼图景 当我们引入相互作用项（如 $lambda phi^4$ 理论或Yukawa耦合）后，精确求解薛定谔方程变得不可能。本部分引入处理相互作用的强大工具：路径积分和费曼图。 3.1 路径积分表述的引入： 从正则量子化过渡到路径积分（Path Integral）表述。阐述概率幅（Transition Amplitude）如何通过对所有可能经典构型的积分来获得。 3.2 关联函数与萨格列夫公式： 路径积分的实际应用是通过计算关联函数（Correlation Functions）来实现的。介绍扫地函数（Generating Functional）$Z[J]$ 以及如何从中提取 $n$ 点关联函数。 3.3 费曼规则的建立： 将复杂的积分表达式转化为直观的费曼图。详细推导自由传播子（Propagator）和相互作用顶点的定义，并给出完整的费曼规则表，这是计算散射截面和衰变率的实用工具。 3.4 散射理论与S矩阵： 明确S矩阵（Scattering Matrix）的物理意义——描述入射态如何演化为出射态。讨论如何使用微扰论（Perturbation Theory）计算S矩阵的展开式，并解释费曼图的拓扑结构对应于不同阶的微扰贡献。 --- 第四部分：重整化与有效场论——处理无穷大的艺术 在微扰论的高阶计算中，我们不可避免地遇到无穷大的发散。本部分将深入探讨物理学如何应对这些数学上的困难。 4.1 紫外发散的起源： 分析高阶费曼图中的环积分（Loop Integrals）如何导致紫外（UV）无穷大，并解释这些无穷大源于我们对高能行为的错误假设或理论的适用范围。 4.2 截断与发散的分类： 介绍动量截断（Momentum Cutoff）和紫外灾难的物理图像。区分可重整化（Renormalizable）和不可重整化理论。 4.3 重整化程序： 详细阐述重整化学派的哲学：吸收无穷大到有限的、可测量的物理参数（如质量和耦合常数）中。精确定义“裸参数”（Bare Parameters）和“物理参数”（Physical Parameters）。 4.4 跑动耦合常数与重整化群： 介绍重整化群（Renormalization Group, RG）的概念，这是QFT最深刻的洞察之一。RG描述了物理参数如何依赖于我们观测的能量尺度 $mu$。引入 $eta$ 函数，解释“渐近自由”（Asymptotic Freedom）现象的理论基础。 4.5 有效场论（EFT）： 将重整化思想提升到更通用的框架——有效场论。说明EFT是如何在特定能量尺度下构建理论，而无需知道更低能级的完整微观理论。 --- 第五部分：规范场论——描述基本相互作用的语言 本部分聚焦于描述电磁力、弱核力和强核力的量子场论框架：非阿贝尔规范场论。 5.1 规范群与李代数： 复习非阿贝尔群（如 $SU(N)$）的结构，理解其生成元和结构常数。 5.2 杨-米尔斯（Yang-Mills）理论： 推广 $U(1)$ 规范对称性到非阿贝尔群。推导出非阿贝尔场的拉格朗日密度，并分析其关键特征：规范场（胶子）之间存在自相互作用。 5.3 量子电动力学（QED）： 详细分析 $U(1)$ 规范理论 QED 的重整化性质，阐明光子传播子的结构。 5.4 希格斯机制与质量的起源： 介绍自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）的概念，特别是戈德斯通定理。然后解释希格斯机制如何通过与规范场的耦合，赋予W和Z玻色子质量，同时避免了费米子和规范玻色子出现戈德斯通玻色子。 --- 第六部分：前沿展望与现代课题 最后一部分将本书的知识系统地应用于现代物理学的研究热点。 6.1 畴壁与拓扑缺陷： 讨论场论中可能出现的拓扑非平凡解，如瞬子（Instantons）和畴壁，它们在早期宇宙学和凝聚态物理中扮演重要角色。 6.2 晶格场论简介： 介绍如何使用数值方法（如蒙特卡洛模拟）在离散的时空格点上研究强相互作用理论（如QCD），这是处理非微扰效应的主要手段。 6.3 引力与量子场论的冲突： 讨论将广义相对论的度规场纳入量子场论框架时所遇到的困难（不可重整化性），以此引出对量子引力理论（如弦论或圈量子引力）的探讨。 6.4 共形场论与对偶性： 简要介绍共形对称性（即在更高维度上具有不变性的场论）在统计物理（临界现象）和高能物理中的重要性，以及近年来新兴的 AdS/CFT 对偶性等思想，展示QFT作为数学工具的广阔前景。 --- 本书特色： 本书强调物理图像的建立，而非仅仅公式的推导。我们通过大量的注脚和附录，补充了必要的数学工具，确保读者在掌握物理概念的同时，也具备进行实际计算的能力。特别是对重整化群和有效场论的深入讲解，使得读者能够跳出特定模型的束缚，掌握描述自然界复杂现象的通用语言。本书致力于将读者从基础的量子力学和狭义相对论知识，无缝过渡到现代粒子物理和统计场论的前沿研究领域。

评分☆☆☆☆☆

我对《基本电学》这本书的感受，用“惊艳”来形容一点也不为过。我一直认为电学是一门非常抽象的学科，充斥着各种我难以理解的符号和概念。抱着试一试的心态翻开了这本书，结果却被它独特的视角和精妙的讲解方式深深吸引。作者的写作风格非常独特，他善于运用类比和故事化的叙述，将那些看似遥不可及的电学原理，变得触手可及。我尤其喜欢他在讲解“电磁感应”时，用了一个关于“旋转的磁铁能发电”的生动故事，这让我一下子就明白了法拉第定律的精髓。这本书最让我赞赏的一点是，它不仅仅是讲解理论，更注重培养读者的“物理直觉”。通过大量的图示和生活中的小实验，引导读者去亲身感受电学现象，去思考背后的原因。比如，书中提到的用简单的材料就能制作一个简易的电磁铁，这让我感觉自己像一个小小的发明家，非常有成就感。这本书让我看到了电学在现代社会中的巨大作用，从我们日常使用的手机、电脑，到更复杂的工业设备，都离不开电学的支撑。它不仅让我懂了“是什么”，更让我懂了“为什么”，这种融会贯通的感觉，让我觉得非常满足。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《基本电学》这本书的出现，彻底改变了我对“枯燥”教材的固有印象。它不是那种让你昏昏欲睡的教科书，而更像是一位耐心且幽默的朋友，在娓娓道来。作者在讲解过程中，非常善于运用反问和设问，引导读者主动思考，而不是被动接受知识。我记得在讲解“电感”的时候，他问了一个问题：“为什么插入铁芯会增加线圈的电感？”这个问题一下子就激发了我的好奇心，让我迫不及待地想知道答案。书中对各种电学元件的讲解，也非常生动形象，比如对“二极管”的描述，让他成为了一个“单向阀门”，只能允许电流朝一个方向流动，这让我瞬间就理解了它的功能。而且，这本书在讲解过程中，并没有回避那些看似“简单”的数学工具，而是将它们融入到具体的讲解中，让你在不知不觉中学会如何运用它们。我尤其喜欢书中关于“交流电”和“直流电”的区别讲解，作者用了一个非常巧妙的比喻，将交流电比作“潮起潮落”，将直流电比作“河流奔腾”，这让我一下子就区分开了它们的特点。这本书让我觉得学习电学不再是一件困难的事情，而是一种充满乐趣的探索过程。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到《基本电学》这本书时，心情是挺复杂的。我对科学类的书籍一直情有独钟，但又有些畏惧那些太过深奥的理论。我希望这本书能给我一个清晰的入门路径，让我能系统地了解电学的基础知识，而不是零散地碎片化阅读。这本书真的没有让我失望。它构建了一个非常扎实的理论框架，从最核心的概念讲起，比如电荷、电场，然后循序渐进地讲解了电路的基本组成，如电源、导体、开关等。作者在阐述过程中，始终保持着逻辑的严谨性，但又不会让人感到枯燥。我特别喜欢它在解释每一个概念时，都会给出严谨的定义和相关的数学公式，并且会详细地解释公式的含义以及它在实际中的应用。这让我觉得学到的东西是有根基的，而不是凭空想象。书中的案例分析也非常到位，针对各种常见的电路现象，都进行了深入浅出的剖析，让我能够将理论知识与实际应用联系起来。我印象最深的是关于“串联和并联”的部分，作者通过不同场景的例子，清晰地解释了它们在实际电路中的不同作用，以及如何根据需求进行设计。这本书对于想要系统学习电学，并且希望能够理解其内在逻辑的读者来说，无疑是一本宝藏。它让我对电学有了更深刻的认识，也为我未来深入学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

《基本电学》这本书，让我深刻地体会到了“化繁为简”的魅力。我之前对电学的一些基础概念，比如“电势差”、“电容”等，总觉得云里雾里，难以理解。这本书的作者就像一位经验丰富的向导，他用一种极其温和而又富有启发性的方式，一步步地带我走出了迷雾。他非常注重循序渐进，从最基础的电荷相互作用讲起，然后逐渐引入电场、电势的概念，并且在讲解过程中，反复强调它们之间的联系。我特别喜欢书中对“电路分析”的讲解，作者并没有上来就给出复杂的公式，而是先从最简单的电路模型入手，引导我们一步步地进行推理和计算。他提出的“节点法”和“回路法”的讲解，让我觉得异常清晰，并且能够很容易地掌握。更重要的是，这本书让我看到了电学在工程领域中的实际应用，比如讲解了如何设计一个简单的电源适配器，如何理解电视机的显像管原理。这些内容让我觉得电学不再是实验室里的理论，而是实实在在改变我们生活的技术。这本书让我对工程技术产生了浓厚的兴趣，并且觉得自己也能够掌握一些实用的电学知识。

评分☆☆☆☆☆

哇！这本书真的让我大开眼界！我一直对家里的电器和电子产品充满好奇，但又觉得它们背后那些复杂的电路图和物理原理像是天书一样。拿到《基本电学》这本书，我本来也没抱太大希望，想着能看懂一点是一点。结果完全出乎我的意料！作者的讲解方式太绝了，他没有上来就讲一堆枯燥的公式和定理，而是从生活中的例子入手，比如电灯为什么会亮，冰箱为什么能制冷，手机是怎么接收信号的。通过这些贴近生活的例子，慢慢地引导我们去理解电流、电压、电阻这些最基本的概念。我记得有一段讲到“欧姆定律”，本来我以为会很头疼，结果作者用了非常形象的比喻，把电流比作水流，电阻比作水管的粗细，电压比作水压。这样一对比，我立刻就明白了它们之间的关系，感觉豁然开朗！而且书里有很多插图和简单的实验演示，让我感觉自己不只是在看书，更像是在跟着老师一步步做实验一样。以前我看到电线就头疼，现在我感觉自己好像能“看懂”电线里的东西了，这是一种非常奇妙的感觉。这本书真的把枯燥的电学知识变得生动有趣，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣，甚至开始思考自己家里是不是可以做一些小小的改造，当然是在确保安全的前提下！