[轉錄] 物理人應讀的原文書單
作者: Jared1982 (異教皇帝朱利安) 看板: PhysicsEdu
標題: 物理系原文書推薦----概論與普物
時間: Thu Apr 3 14:36:42 2003
由於版主及不少版友提供各類物理書籍在板上交流指教小弟也很希望能提供我的朋友(在美國)及不少物理系研究所 和 博士班的學長所整理的各種經典原文書(物理系適用)及國外物理系教學大綱提供在貴版參考。惟小弟看的書不多 加上我非物理科班的人(有興趣,想考物研所)所以我提供的書很多是學長、教授，還有我的朋友的意見。 本人有些沒有讀過。我會就我所讀過的書做出個人的意見...其中還包括我在amazon網站及國外知名大學物理系網站所得到的許多訊息做出的整理(其實花了不少時間，打算以後有時間的時候要慢慢念) 希望有機會可以提供各位做參考。
而我打算針對大學部的物理課程做以下分類:
1.普物及知名大學系列書籍:
普物是眾所週知的大一必修入門,也是這篇要po的主題 不過針對普物我讀的書及整理的資料不多。版主看過那麼多版本的普物原文書會比我有經驗許多，所以我提供兩個知名大學的low division level(就是只大一大二)的系列叢書，這些書至今仍被這些大學使用中(有確切來源,官方網站提供) 一個是Berkeley Series的五本書，一個是MIT Series的四本書也就是兩個學校的教授為這兩個學校學生設計的教科書，我沒有看過MIT Series的書，不過Amazon的評價都是五科星的最高級。
我個人覺得 Berkely Series真的是寫的太棒了，其中對於核心課程的銜接做的非常的好(很多人比如說我會覺得普物跟一些核心課程如古典力學 電磁學之間的落差很大,當然數學的不足是最主要,但我覺得念完Berkely第一冊簡直就是為marion的pre-text(課前準備)而寫的 念完第一冊力學對marion的書便不會有龐大的恐懼感了...這些詳細情形後面會詳述...
這兩個系列是強烈推薦物理系學生唸，而且不會因為是名校，寫的書便超難；反而是深入淺出的超水準，只能說這些學校教授的教學功力真的是一流。
2. 物理數學
講起物理數學內容就多了，主要是以微積分作為基礎 應用數學作為主軸。
大致可按工程數學的分類如下:
1.單變數函數微積分 2.多變數函數微積分
3.向量微積分及張量分析 4.微分方程: ODE, PDE, Boundary Value
5.拉氏(Laplace)數學與傅氏(傅立葉)數學
6.線性代數(包跨矩陣) 7.複變函數
8.機率與統計(常被忽略) 9.變分法與應用(常被忽略,卻是理論力學的核心數學)
3.古典力學(包擴Newtoian及Lagrange)
4.電動力學(包括電磁學與電動力學)
5.量子力學(包跨量子物理與量子力學)
6.統計力學(包跨熱力學 熱物理學 與統計力學)
7.週邊:(大學部為主)
a.光學: 包含在四大力學之內 但是應用太廣變獨立出來
b.狹義相對論: 非常重要的近代物理(電磁 量物)基礎。物理系本科常忽略的重點科目，廣義則太難了 大學部不適合
c.固態物理:標準的應用物理 跟原子 分子或粒子物理等應用物理不同的是他的內容可以在大學部便可研讀 且內容繁多 自成一科 (本科我蒐集的資料較少)
d.波動: 常被物理系學生忽略，但其實其中大有深度廣度及難度，可以自成一科。值得從基礎便開始念。會在近代物理及電磁波、光學等幫助非常非常大。推薦將波動自成一科來唸(後面會提供經典書籍)
8.參考用書:費因曼物理三巨冊
這裡不用多說了,上述每一科都可以將費曼的經典名著當成reference創下amazon網站教科書最高評價的書目. 62位讀者給予五科星評價 在物理教科書中是前所未有的........
個人最推薦的是他對於各種物理量或是數學量定義的源頭都找出來了(他的歷史資料應該是取材自大英百科全書)而且還加上自己獨數一格的解釋 強力推薦一定要唸向量分析, 複變,還有線性數學的部分 真的是寫的非常棒 尤其是內積與外積定義的由來,為什麼一個兩向量大小乘以餘弦是純量 兩向量乘以正弦卻要定義兩個方向出來而是向量 跟實際物理應用之間的關係有很好的解釋 可以將數學觀念基礎更加紮實...來用於物理 這本書的數學解釋算是最高段的~~
以上大概就是小弟整理出來的架構: 非常的多，所以精挑教科書便相當的重要了，後面幾篇會慢慢把以上八大項的小弟整理的參考用書po上去，其中包括許多人的意見
第一篇 針對普物
本人資料遠不如版主念過的多,但大體而言普物最多人用的兩大經典書目便是Haliday & Serway 我個人則覺得Helcht的普物不錯，但是篇敘述性 數學並不多 至於Haliday我覺得在力學部分寫的相當不錯，很多推導都簡潔有力。光學部分Helcht提供的topics不少其他部分則是Serway寫的比較深入詳細，後面幾篇依序會按照大綱把小弟整理的原文書目提供上去，還請讀者指教~~~至於研究所的書目便在此不詳述 包括許多系列,如著名的Landau系列Pauli系列, Feyman系列, Dirac系列,Greiner系列等等.....
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作者: Jared1982 (異教皇帝朱利安) 看板: PhysicsEdu
標題: 物理系原文書推薦----古典力學
時間: Thu Apr 3 23:28:21 2003
古典力學這科如果只牽涉到牛頓力學的話 那教科書真是多如牛毛但如果要牽涉到拉格朗日的動力學模型的話 那幾乎除了Marion的書之外其他都是研究所程度的書了 也就是說 就一個理論力學的intermediate course來說，這實在很難界定這是研究所的課或是大三大四的課 (內容包含lagrange的話)故嚴格來說?許多國內學校把marion的古典力學擺在大二開一學年的課其實不叫天書很難理論上就國外的物理系教程來看大二應該是以牛頓力學為主 到了大三大四才需要適度的教一些拉格朗日和變分法則等等分析力學的課程這跟數學程度有關 因為一直要等到微積分與物理數學學完之後 在學一些calulus of variation 變分法 變分微積分等等課程 對lagrange力學才點了解 故數學訓練的時間和課程選取的時間有相當的關係...而我這篇提供的教科書與參考書多是學長提供 有些是我自己覺得不錯的
主要分成牛頓力學與分析力學(Lagrange & Hamiltonian)
關於牛頓力學的部分:
書非常多,推薦的是Berkely Series和MIT Sereis的牛頓力學尤其是berkeley的書 Mechanics: Vol. I by Helmhotz很多都是cover Marion的教材 只是數學用的比較淺 但是解釋的非常清楚 非常適合要唸Marion作為Lagrange為入門的同學 個人強烈推薦這本書 因為這本書講的每一個topic都很詳細 比一班普物的書要深入一些(包跨導正客卜勒行星定律與各種力學定律都比較嚴謹, 觀念的來龍去脈亦說明的很清楚, 不會用到很複雜的數學 卻寫的根Marion一樣深入 至於MIT系列: Newtonian Mechanics by Anthony Philip Frenc則是最受好評的力學用書 和一般力學用書不同的是這本書用不同的方式來描述牛頓力學有興趣的人可以參閱amazon看看他的編排方式(目錄)作者把牛頓力學與其他古典物理的理論結合在一起 具有綜合各理論物理的效果比起一般力學教科書的陳腔濫調的編排 這本算是最令人耳目一新的作品 Berkeley系列不用多說，非常有名,這本mit系列的力學用書台灣比較少人知道, 但是在美國被使用的頻率卻比berkeley 系列更高 因為評價很高 其他還有超級多各大學校物理系或是機械系用牛頓力學用書 但綜合比較過後我覺得上述這兩本是最好最出眾的選擇~~~ 也最適合物理系!!
關於分析力學的部分:
目前市面只有一本聖經版入門書: Marion & Thorton, Classical Dynamics這本書對於要初次進入Langrange & Hamilton力學的學生來說是最好的選擇. 對於學習過牛頓力學的人可以直接從第六章變分法開始進入因為拉格朗日和牛論力學的相通性才是本書的最大主軸(第四章關於非線性動力學的書有很多專書論述,惟須補充的大概只有 第五章重力理論他的新版加入了潮汐力的推倒相當值得一看!!)本書把牛頓力學和初等拉格朗日動力學結合 並完整的把所有力學架構推倒一遍算是最標準的教科書 但是習題很難 所以作為大學部的理論範本比較有價值在研習Marion的拉是力學之前 最好預先在數學及牛頓力學上多做準備
1. 牛頓力學部分 berkely 系列的力學用書個人覺得做了完美深入的銜接數學的話大學部只要將Marion課本第六章及習題, Boas那本書的變分函數部分 或是Mathematics of Classical and Quantum Physics/Two Volumes in One這兩本前一篇所提過的物數兩大王牌書本的變分法部分弄熟由以上兩項支援 Marion這本的古典拉氏力學會比較容易上手....
至於研究所部分 大概才是整個分析力學的核心可能需要用到更深等的數學工具如變分微積分的專門的書至於研究所古典力學用書眾所週知就是兩大聖書之爭Goldstein的Classical Mecahnics以及 Landau的Mechanics俄國超級物理大師藍道的理論力學被喻為是史上最完美的力學教科書(研究所)。當然Goldstein的支持者反駁說Landau的style太過於簡潔 不過對於理論物理學研究者來說，這兩本都是一定會蒐藏的經典。
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作者: Jared1982 (異教皇帝朱利安) 看板: PhysicsEdu
標題: 物理系原文書推薦----電磁學
時間: Sat Apr 5 22:59:29 2003
電磁學的大學及研究所用書大概是所有科目中最多的吧，比量子理論的教科書更多，因為這門科學的應用實在是太廣了。有專門針對物理系學生的教科書的範本，不過選擇還是相當多(特別是研究所用書)，所以慎選好書算是重要的課題。也由於書目較多，電磁學整理出來的資料比較多一點，不過都是很棒的書。在大學部方面，修習所謂電磁學(或初等電動力學)的課大概是大二或大三在銜接普物簡單的電磁學(只需稍有微積分基礎即可)上最大的難題就是向量微積分上(特別是一開始較難上手的梯度傘度旋度三大定理),而靜電靜磁和maxewll波動方程式等數學也需要大量應用到物理數學的主要內容如微分方程,邊值,laplace,級數解等等...所以修電磁學最好先將數學部份 掌握清楚.故我就先將數學部份分成向量分析及應用數學部份
電磁學具備物理數學用書
向量微積分:
在電磁學中可以說是扮演最吃重的角色,向量微積分學不好,電磁學就沒有學好的可能.這裡當然要推薦Schey教授的Div, Curl and All That.這本前述以介紹過,跟別的向量從書不同的是他是完全是從電磁學的角度出發來介紹如何運算向量微積分 包括三大討厭的物理量及多崇積分,座標軸轉換,把有關電磁學所有需要的向量微積分知識都做了最好的介紹.也是前進電磁學之前的必備工具.(中譯本:誰怕向量微分---電磁學).另外修習本書也可搭配 姐妹作Weinreich教授的 Geometrical Vectors,前已描述過,會對向量的幾何意義與在物理上的觀念有非常精微細的了解及獨到見解(insight) (Schey用深入淺出的架構教你如何算代數,Weinreich垢則神奇的剖析幾何觀念)? 其他有關會運用的物理數學的部分(ode pde,邊界值,級數),Boas的書是不二選擇接下來就是主要的課程.大致上可分為兩大部分,電磁學與電磁波. 後者當然是以電磁波的應用為主要的課題,很多部份會cover到波動光學的一些topics
電磁學推薦用書:
教科書: 1. Intro to Elctrodynamics, thrid edtion by David J. Griffiths
2. Electromagnetic Fields, 2nd Edition by Roald K. Wangsness
一般仿間最常用的兩本教科書是Griffiths的Introduction to Electrodynamics以及Lorrain & Corson的Electromagnetic Fields and Waves,(去年已有新的版本出來). 但Griffiths的書自從Caltech和Harvard選做指定教科書以來聲勢已遠超過Corson的著作.本書當然是電磁學教科書的第一首選,非常平易近人?以及觀念式的表達方式成為本書的註冊商標.不少精采的整理與架構也是本書特有.但本書的缺點是數學式較簡略,加上examples不多,習題又很難算,故數學上 這本書有不少令人詬病之處. 而這本書搭配的教科書首推Wangsness教授所寫的 Electromagnetic Fields, 2nd Edition by Roald K. Wangsness.這本書比起 corson來說也是比較少人知道,卻是最受好評與Griffiths互補的最佳用書.這本書的數學運算提供的比Griffiths的書清楚詳盡許多,加上各種物理量的數學推導與演算都比較詳細,雖然數學用的很多,但是剛好可以和Griffiths的書搭配使用尤其最受好評的是廣泛的例題 可以讓人清楚的知道如何去計算電磁學的問題,及其應用.而且數學循序漸進有條理,可以說是導證電磁學的典範
(大學部分)referince(參考書):
1.Electricity and Magnetism, Berkeley Series Vol. II by Purcell
2.Feynman Lectures on Physics Volumn
II說到參考用書,我特別要推薦曾因電磁學方面研究拿過諾貝爾獎的柏克萊大教授Edward M. Purcell所寫的柏克萊五書系列第二冊. 這本書可以說是大學部電磁學的超級經典.也是敘述性物理用書(觀念姓)物理用書中的翹楚.這本被公認的大著不適合教科書的原因是數學頗少,但是觀念,邏輯,歷史意義,以及數學被後的物理意義的描述,就電磁學來說我個人讀過的經驗是最棒的.(因為我真正了解梯度 傘度 及旋度的背後物理意義搭配微積分的涵義就是這本書,
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