费曼物理学讲义中文版.docx

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篇一:

费曼物理学讲义中文版

费曼物理学讲义费曼物理学讲义（TheFeynmansLecturesonPhysics）被誉为本世纪最经典的物理导引.>是根据诺贝尔物理学奖获得者-理查德·菲利普·费曼（RichardPhillipsFeynman,又译作费恩曼）,在_61年9月至_63年5月在加利福尼亚工学院讲课录音整理编辑的.删除了原录音中费曼教授对惯性导航的精彩解说（可以到网上找录音）和应对做题的解决思路（单独成书）.>成书几十年,导引了千千万万物理学工作者进入物理殿堂.我国自82年开始引进并翻译,并由上海科学技术出版社刊印.近年来上海科学技术出版社与上海世纪出版股份有限公司合作出版.发行该书,_年6月推出第一版,截至_年已经是第八次印刷.世界图书出版公司北京公司也出版了该书的影印版,译名为>.这部书虽然基础,理解时,仍需反复研读.简介

_世纪60年代初,美国一些理工科大学鉴于当时的大学基础物理教学与现代科学技术的发展不相适应,纷纷试行教学改革,加利福尼亚理工学院就是其中之一.该校于_61年9月至_63年5月特请著名物理学家费恩曼主讲一二年级的基础物理课,事后又根据讲课录音编辑出版了>.本讲义共分三卷,第1卷包括力学.相对论.光学.气体分子动理论.热力学.波等,第2卷主要是电磁学,第3卷是量子力学.全书内容十分丰富,在深度和广度上都超过了传统的普通物理教材.引申

当时美国大学物理教学改革试图解决的一个主要问题是基础物理教学应尽可能反映近代物理的巨大成就.>在基础物理的水平上对_世纪物理学的两大重要成就——相对论和量子力学——作了系统的介绍,对于量子力学,费恩曼教授还特地准备了一套适合大学二年级水平的讲法.教学改革试图解决的另一个问题是按照当前物理学工作者在各个前沿研究领域所使用的方式来介绍物理学的内容.在>一书中对一些问题的分析和处理方法反映了费恩曼自己以及其他在前沿研究领域工作的物理学家所通常采用的分析和处理方法.全书对基本概念.定理和定律的讲解不仅生动清晰,通俗易懂,而且特别注重从物理上作出深刻的叙述.为了扩大学生的知识面,全书还列举了许多基本物理原理在各个方面（诸如天体物理.地球物理.生物物理等）的应用,以及物

理学的一些最新成就.由于全书是根据课堂讲授的录音整理编辑的,它在一定程度保留了费恩曼讲课的生动活泼.引人入胜的独特风格.

>从普通物理水平出发,注重物理分析,深入浅出,避免运用高深烦琐的数学方程,因此具有高中以上物理水平和初等微积分知识的读者阅读起来不会感到十分困难.至于大学物理系的师生物理工作者更能从此书中获得教益.

_89年,为纪念费恩曼逝世一周年,原书编者重新出版本书,并增加了介绍费恩曼生平的短文和新的序言.我们按照新版的原本进行了翻译.费恩曼（R．P．Feynman）__年生于布鲁克林区,_42年在普林斯顿获得博士学位.第二次世界大战期间在洛斯阿拉莫斯,尽管当时他还很年轻,但已在曼哈顿计划中发挥了重要作用.以后,他在康奈尔大学和加利福尼亚理工学院任教._65年,因他在量子电动力学方面的工作和朝永振一郎及施温格（J．Schwinger）同获诺贝尔物理学奖.

费恩曼博士获得诺贝尔奖是由于成功地解决了量子电动力学理论问题,他也创立了说是液氦中超流动性现象的数学理论.此后,他和盖尔曼（M.Gell-Mann）在β衰变等弱相互作用领域内做出了奠基性的工作.在以后的几年里,他在夸克理论的发展中起了关键性的作用,提出了他的高能质子碰撞过程的部分子模型.

除了这些成就之外,费恩曼博士将新的基本计算技术及记号法引时物理学,首先是无处不在的费恩曼图,在近代科学历史中,它比任何其他数学形式描述都更大地改变了对基本物理过程形成概念及进行计算的方法.

费恩曼是一位卓越的教育家.在他区得的许多奖项中,他对_72年获得的奥斯特教学奖章特别感到自豪.在_63年第一次出版的>被>杂志的一位评论员描写为〝咬不动但富于营养并且津津有味.25年后它仍是教师和最好的初学学生的指导书〞.为了使外行的公众增加对物理学的了解,费恩曼博士写了>.他还是许多高级出版物的作者,这些都成为研究人员和学生的经典参考书和教科书.

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篇二:

>笔记

费曼物理学讲义

第一章原子的运动

引言:

两学年的物理课,_年以来空前蓬勃发展的知识领域.

1.我们还不知道所有的基本定律:

未知领域的边界在不断地扩展

2.涉及一些陌生的概念,需要高数.大量的预备性的训练

实验是一切知识的试金石.理论.实验物理学家

1.正确的.陌生的定律以及有关的奇特而困难的定律,例如相对论,四维空间等等之.

2.简单的质量守恒定律,虽然只是近似,但并不包含那种困难的观念的定律那我们世界的总体图像是怎样的呢?

原子的假设（一言以蔽之）,证明原子的存在,布朗运动

从原子的观点来描写固体.液体和气体.假设有一滴水,贴近观察,光滑连续的水,没有任何其它东西.用最好的光学显微镜放大_倍,相当于一个大房间,可以看到草履虫摆动的纤毛与卷曲的身体.再放大_倍,像从远处看挤在足球场上的人群.再放大250倍,放大_亿倍后的水的图像.

蒸发.溶解与淀积

化学反应.化学物质

从原子角度考虑这个世界最基本的物质,那么首先想到的自然是太阳,这个由氢氦元素组成的巨大熔炉,源源不断地发生着核聚变;以至于地球的组分.人的化学组分

第二章基本物理

引言:

我们在科学上所关心的事物具有无数的形式和许多属性:

或许是由较少量的基本事物和相互作用以无穷多的方式组合后所产生的结果.沙粒与月亮,岩石;风与水流,流动;不同的运动有什么共同特征;究竟有多少颜色?

我们就是试图这样地逐步分析所有的事情,把那些乍看起来似乎不相同的东西联系起来,希望有可能减少不同类事物的数目,从而能更好地理解它们.

世界是一盘伟大的象棋,我们不知道弈棋的规则,所有能做的事就是观看这场棋赛.（张志豪的三维弹球;lol里的小细节也是一步一步探索出来的）

人们首先把自然界中的现象大致分为几类,如热.电.力学.磁.物性.化学.光.核物理等等现象,这样做的目的是将整个自然界看作是一系列现象的不同侧面.基础理论物理:

发现隐匿在实验后的定律;把各类现象综合起来.1.热与力学的综合,当原子运动时,运动得越是剧烈,系统包含的热量就越多,这样热和所有的温度效应可以用力学定律来说明2.电.磁.光,同一件事物的不同方面,电磁场3.量子化学.

这场游戏是否有底

__年以前的物理学（一开始就从现在的观点讲起是有点困难）

__年以前,我们的世界图像:

宇宙活动的舞台是欧几里得所描绘的三维几何空间,一切事物在称为时间的一种媒介里变化,舞台上的基本元素是粒子,例如原子,他们具有某些特性,首先一个是惯性,动则同方向一直动下去,除非有力;第二个基本元素就是力,第一类力是分子间原子间作用力,确定温度升高食盐溶解变快,另一为长程相互作用,是与距离平方成反比的变化平缓的作用力,称为万有引力.这些为我们所知,它是简单的,但为什

么物体运动一旦开始就能保持,或者为什么存在一条万有引力定律,我们就不清楚了.

粒子有哪些种类?

在当时92种,按照各自的化学性质被赋予不同的名称.

其次短程力是什么?

为什么一个碳吸引一个而不是三个氧,相互作用的机制是万有引力吗,不,太弱了.关于电的两条规则1.电荷产生电场2.电荷在电场中会受到里的作用,例木塞于水.

电磁波,频率越快,由场（电扰动）到波（无线电.FM.雷达.光）到粒子（_射线）

第三章物理学与其他科学的关系（如果说某件事不是科学,这并不意味着其中有什么错误的地方,这只是意味着它不是科学而已.数学不是科学,它的正确性不是用实验来检验的;爱好不是科学）

我们知道,精确预言某个化学反应中出现什么情况是十分困难的,然而,理论化学最深刻部分必定会归结到量子力学.

与生物学.所有的物质都是由原子组成的,并且生命体所做的每一件事都可以从原子摆动和晃动中来理解.

与天文学

是的,此刻我是世界上唯一知道为什么她们会发光的人.孤独

真理远比以往任何艺术家的想象更为奇妙!

物理学的历史问题:

这些定律是怎么变化而来的

〝整个宇宙就存在一杯葡萄酒中.〞

第四章能量守恒

有一个事实,如果你愿意的话,也可以说一条定律,支配着至今我们所知道的一切自然现象,没有什么例外,这条定律称为能量守恒定律.淘气的丹尼斯

只有当我们的公式包含了所有形式的能量时才能理解能量守恒.我想在这里讨论一下地球表面附近的重力势能的公式,与历史无关,这种推导方式只是为这堂课想出来的,也就是说一种推理思路.为的是要向你们说明一个值得注意的情况,从几个事实和严密的推理出发可以推断出很多有关大自然的知识.

虚功原理,为了运用能量守恒的原理,我们用了很小的假想运动

为了说明另一种形式的能量,我们来考虑一个单摆.

E=mc2

守恒定律,能量守恒定律,线动量守恒,角动量守恒;微妙的,与空间和时间有关电荷守恒定律,重子的守恒,轻子守恒定律;进行计数的意义上是简单的

第五章时间与距离

运动.很多人都喜欢把伽利略在350年前所做的工作看作是物理学的开端,在此之前对运动的研究是哲学上的事情,大部分的论据是由亚里士多德和其他希腊哲学家提出的,伽利略做实验,球沿着斜面滚下,对于时间的测量用脉搏.

时间.时间的定义建立在某种明显是周期性的事件的重复性上.

短的时间,伽利略断定只要一个摆的摆幅很小,则以相等的时间间隔来回摆动,即可划分出一个小时的几分之一.假如我们利用一个机械装置计点摆动次数,并且保持摆动进行下去,那么就得到我们祖先一代所用的那种摆钟.电学摆

第六章几率

〝我们这个世界的真正逻辑寓于几率的计算之中.〞JG麦克斯韦,活到1_岁,明天下雨,明年发生地震,下一个_秒盖革计数器,下一个十年核战.

这个世界是现实的,可逆过程只是最理想的状态绝对不可能实现,而唯有判断.几率的计算才是真正的生活;在理论物理无处可走的现在,实验就是判断选择了.信息information又是能够计算几率的最基础的条件,正如福尔摩斯小脑袋只是对信息的整理和判断,不过他有自己的独特而高效的思路.

Head-Tail帕斯卡三角形无规行走

距离的平方来表示这种量度的进度

第七章万有引力理论

开普勒定律,基于第谷的星表.

每个行星沿着一条称为椭圆的曲线绕太阳运行,而太阳处于椭圆的一个焦点.椭圆不仅仅是一个呈现为一个卵形的东西,而是一条非常独特的精确的曲线,两只平头钉,一束线和铅笔.

开普勒三定律1.太阳,椭圆焦点

2.等时等面

卡文迪许称地球

引力与相对论.依照牛顿的观点,引力效应是瞬间发生的,爱因斯坦证明我们不能发送比光更快的信号

第八章运动

人龟赛跑;速率

第九章牛顿的动力学定律

直线运动

行星运动

第十章动量守恒

线性气垫

相对论性动量,质量随速度而改变.在量子力学中,动量是另一回事,它不再是mv了.物体的速度的含义已难于确切定义,但是动量仍然存在.在量子力学中,差别在于当粒子表现为波时,动量就用每厘米的波数来量度,波数越大,动量就越大.

第十一章矢量

使用物理学中的所有概念需要具备一定的常识,它们不纯粹是数学的或抽象的概念.物理定律的对称性,物理定律对于平移是对称的.

人造卫星上摆钟根本不走

第十二章力的特性

任何简单的概念都是近似的.作为例子,考虑一个客体;什么是客体,哲学家这样说,嗯,就拿一张椅子来作为例子吧.那么椅子是什么.哪些原子属于油漆,哪些原子属于灰尘

摩擦.从原子情况来看,相互接触的两个表面是不平整的,它们有很多接触点,在这些接触点上,原子好像粘接在一起,于是当我们拉动一个正在滑动的物体时,原子啪的忽然打开,随即发生振动.动力损耗的机理是当滑动体撞击突起部分时,突出部分发生形变,接着在两个物体之间产生波和原子运动,过了一会儿产生热.摩擦系数,公式

分子力.这些力是原子之间的力,也是摩擦的根本起因.图中将两个原子之间的力作为两个原子之间的距离的函数.同时,还存在着不同的情况:

例如在水分子中氧带有较多负电荷,所以负电荷在正电荷的平均位置不在同一点上,结果附近的另一个分子感受到比较大的力,这个力称为偶极-偶极力.然而,对许多系统来说,电荷平衡得非常好,特别是氧气,它是完全对称的.对于所有非极性分子（其中所有的电力被中和）,在较大距离上的作用力仍然是引力,而且与距离的7次方成反比,正是这个力使得我们不会落到地板下面去.在一定距离形成固体.胡克定律

基本力,场

下面我们来讨论唯一剩下的基本力.我们把他们称作基本力是由于他们遵从的定律从根本上说是简单的.我们首先讨论电力.

在分析比较基本的一类力时形成了一种有趣的.非常重要的概念.因为乍看起来,力比反平方定律所指出的要复杂得多,而这些定律仅当相互作用物体处于静止时才成立,所以就需要一种改进的方法来处理当物体开始以一种复杂的方式运动时所产生的非常复杂的力.经验表明,用所谓〝场〞的概念这种方法,对于分析这种类型的力是非常有用的.

第十三章功与势能（上）

能量守恒最简单的例子是一个垂直下落的物体,动能加势能总和为恒量,如何证明?

动能的变化率

拓展到更一般的情况

首先讨论三维情况下一般的动能变化率

现在我们来讲一讲单位

第十四章（下）

在学习任何一个与数学有关的技术性课题中,人们面临着弄懂并记住大量事实和概念的任务.可以〝证明〞存在着某些关系将这些事实和概念联系起来,人们容易把证明本身与它们之间所建立起来的关系混淆起来.很清楚,要学习和记住的要点是事实和概念之间的关系,而不是证明本身.在任何特定情况下,我们可以或者说〝能够证明〞某某是正确的,或者直接来证明它.几乎在所有情况中,我们所采用的那种特殊证明首先是为了能将它很快地和容易地写在黑板上或纸上,并且使它尽可能地清楚,结果看上去似乎这个证明很简单.当看到一个证明时,要记住的并不是证明本身,而是那些能够证明是正确的东西.

一个作者在一门课程中所作的全部论证,并不是他从学习大学一年级物理时就记住的.完全相反,他只记得某某是正确的,而在说明如何去证明的时候,需要的话,他就自己想出一个证明方法.无论哪个真正学过一门课程的人,都应遵循类似的步骤去做,而死记证明是无用的.

约束运动.固定的无摩擦约束运动

保守力

势和场

第十五章狭义相对论

第一次看出牛顿所阐明的运动方程存在一个谬误.并找到修正它的方法是在__年,这两件事都是爱因斯坦.

牛顿第二定律如右:

即使速度大到像绕地球运转的卫星,约5英里/秒,对质量修正只是_亿到30亿分之一.

相对性原理是牛顿在他的运动定律的一个推论中首先提出的:

〝封闭在一个给定空间中的物体,它们的运动彼此之间是同一的,无论这个空间是处于静止状态还是均匀地沿一直线向前运动.〞

相对性原理在力学中已应用了很长一段时间,惠更斯应用它来求出弹子球碰撞的规则.在上一世纪中,由于对电.磁以及光等现象的研究,人们对于这条定理的兴趣更加浓厚了.许多人对这些现象所作的一系列精心研究,其结晶就是麦克斯韦方程组似乎并不遵循相对性原理.这就是说,如果我们用上式代入麦克斯韦方程组并对它进行变换,那么它们的形式不再保持相同;因此,在飞行的宇宙飞船中,光与电的现象应当与飞船静止时不同.这样我们就可以利用这些光现象来确定飞船的速度.麦克斯韦方程组的结论之一是,如果在电场中产生扰动,以至有光发射出来,那么这些电磁波在所有方向上均等地而且以相同的速度传播.声波的速度也与声源的运动无关.

当物理方程在上述情况下的失效暴露出来时,第一个想法就是认为这个麻烦的根源必定在于当时只有_年之久的新的麦克斯韦方程组,于是作修正.洛伦兹变换.

迈克尔孙-莫雷实验,以确定地球通过一种假设的〝以太〞时的绝对速度,而以太是被想象为充满整个空间的.发现空间收缩.

篇三:

>笔记

加州理工学院

费曼

物理学讲义

加州理工学院（CaliforniaInstituteofTechnology,缩写为Caltech）

Physicsistomathwhatse_istomasturbation.

（〝物理之于数学好比性爱之于手淫.〞）

Physicsislikese_:

sure,itmaygivesomepracticalresults,butthatsnotwhywedoit.

（〝物理跟性爱有相似之处:

是的,它可能会产生某些实在的结果,但这并不是我们做它的初衷.〞）

理查·费曼与〝草包族科学〞

理查·费曼曾经在_74年,于加州理工学院的一场毕业典礼演说中叙述〝草包族科学〞（Cargocultscience）时提到:

从过往的经验,我们学到了如何应付一些自我欺骗的情况.举个例子,密立根做了个油滴实验,量出了电子的带电量,得到一个今天我们知道是不大对的答案.他的资料有点偏差,因为他用了个不准确的空气粘滞系数数值.于是,如果你把在密立根之后.进行测量电子带电量所得到的资料整理一下,就会发现一些很有趣的现象:

把这些资料跟时间画成坐标图,你会发现这个人得到的数值比密立根的数值大一点点,下一个人得到的资料又再大一点点,下一个又再大上一点点,最后,到了一个更大的数值才稳定下来.

为什么他们没有在一开始就发现新数值应该较高?

——这件事令许多相关的科学家惭愧脸红——因为显然很多人的做事方式是:

当他们获得一个比密立根数值更高的结果时,他们以为一定哪里出了错,他们会拼命寻找,并且找到了实验有错误的原因.另一方面,当他们获得的结果跟密立根的相仿时,便不会那么用心去检讨.因此,他们排除了所谓相差太大的资料,不予考虑.我们现在已经很清楚那些伎俩了,因此再也不会犯同样的毛病.

第1章原子的运动...........................................................................................................................5

1-1引言..................................................................................................................................5

1-2物质是原子构成的..........................................................................................................5

1-3原子过程..........................................................................................................................5

1-3化学反应..........................................................................................................................6

第2章基本物理...............................................................................................................................6

2-1引言..................................................................................................................................6

2-2__年以前的物理学.....................................................................................................6

附录..................................................................................................................................................7

理查德·费曼...........................................................................................................................7

目录...................................................................................................................................9

[编辑]生平简介..............................................................................................................9

[编辑]费曼的著作........................................................................................................_

[编辑]传记...................................................................................................................._

[编辑]参考资料............................................................................................................_

[编辑]外部链接............................................................................................................_

第1章原子的运动

1-1引言

问:

为什么不能直截了当的列出基本定律,然后再就一切可能的情况说明定律的应用呢?

答:

第一,我们还不知道所有的基本定律:

未知领域的边界在不断地扩展;

第二,正确地叙述物理定律要涉及到一些非常陌生的概念,而叙述这些概念有要用到高等数学.因此即使为了知道词的含义,也需要大量的预备性的训练.

大自然整体的每一部分始终只不过是对于整个真理——或者说,对于我们至今所了解的整个真理——的逼近.实际上,人们知道的每件事都只是某种近似,因为我们懂得,到目前为止,我们确实还不知道所有的定律,因此,我