量纲分析是学习物理课程的一种方法,是解决科学和工程问题的工具,有助于科学规律的探究.本书在说明了量纲分析重要性的基础上,介绍了量纲分析的方法,并以量纲分析技术为切入点,运用贴近实践又简单的例子研究了量纲分析在力学、流体力学、热物理学、电动力学和量子物理学中的应用,并指出了它的适用范围和局限性.
本书适合物理、工程和数学专业的学生阅读,也可供相关专业的研究者和工程师参考.
作者简介
译者序
前言
致谢
符号说明
第1章导论1
1.1量纲一致性1
1.2无量纲积3
1.3量纲公式4
1.4瑞利算法4
1.5白金汉π定理7
1.6量纲数目8
1.7无量纲积的数目8
1.8实例:理想气体的压强9
1.9要避免的错误11
1.10习题13
第2章力学16
2.1运动学与动力学16
2.2有效量纲16
2.3强制量纲19
2.4实例:悬挂的弹簧-质量系统20
2.5实例:悬挂、拉伸电缆21
2.6渐近行为23
2.7实例:声速25
2.8实例:侧窗抖振26
2.9实例:两体轨道28
2.10习题30
第3章流体动力学32
3.1流体变量32
3.2实例:水波32
目录3.3表面张力34
3.4实例:最大水滴36
3.5黏度38
3.6实例:水跃40
3.7实例:平衡管流42
3.8实例:非平衡管流44
3.9比例模型45
3.10习题46
第4章温度和热48
4.1传热48
4.2温度和热量的量纲49
4.3传导与对流50
4.4实例:烹饪火鸡50
4.5扩散53
4.6使方程无量纲化54
4.7实例:北极冰的生长55
4.8实例:烟囱效应57
4.9习题59
第5章电动力学与等离子体物理60
5.1麦克斯韦方程组60
5.2实例:罗盘指针的振动62
5.3实例:加速电荷辐射64
5.4实例:蔡尔德定律65
5.5等离子体物理67
5.6实例:等离子体振荡68
5.7实例:箍缩效应69
5.8习题71
第6章量子物理学73
6.1普朗克常数73
6.2实例:黑体辐射74
6.3实例:黑体辐射的光谱能量密度75
6.4实例:玻尔模型76
6.5原子单位78
6.6实例:量子理想气体79
6.7实例:来自加速电荷的量化辐射81
6.8习题82
目录第7章量纲宇宙学84
7.1基本量纲常数84
7.2埃丁顿-狄拉克数85
7.3实例:万有引力静电质量86
7.4实例:经典电子半径86
7.5经典标度87
7.6精细结构常数88
7.715个标度89
7.8普朗克标度91
7.9实例:普朗克质量92
7.1022个数量93
7.11习题94
附录习题答案96
参考文献98