中外物理学精品书系·从孤立波到湍流：非线性波的动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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贺凯芬 著

图书标签:

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301194584

版次：1

商品编码：10871172

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2011-10-01

用纸：胶版纸

页数：287

正文语种：中文

内容简介

　　 《中外物理学精品书系·从孤立波到湍流：非线性波的动力学》是讨论非线性波的动力学的一本专著.全书约30万字，共分10章，
　　 第一章是引言，第二章讨论了线性波和非线性波的一些基本概念，第三章介绍了从流体和等离子体实际系统中导出的几个著名非线性波动方程，书中用于分析非线性波的动力学的主要模型就是在其中一些方程基础上建立的，第四章和第五章分别扼要地介绍了哈密顿系统和耗散系统的非线性动力学，它们是本书用于分析非线性波的动力学的理论基础，第六章讨论了波一波相互作用系统，第七章及以后各章讨论了依赖于空间变量的非线性演化方程的动力学，在这几章中通过实例分析了定态波失稳并逐步发展为弱端和强端的途径，以及在不同状态下非线性波动系统的动力学现象和规律，
　　 本书注重理论联系实际，内容深入浅出，图文并茂，

作者简介

贺凯芬，研究员。1966年毕业于中国科学技术大学近代物理系。1970-1979年在第二机械工业部西南物理研究所从事受控热核聚变与等离子体物理研究，1979年后在北京师范大学低能核物理研究所从事非线性科学与等离子体物理研究。其间曾予1982-1984年和1987-1988年在联邦德国马克斯一普朗克等离子体物理研究所客座研究，2002年在澳大利亚阿德莱德大学客座研究。曾主持和参与国家自然科学基金、国家基础研究重大项目（攀登计划和975计划）基金以及教育部博士点专项科研基金等支持的多个项目研究。1999年获国家自然科学奖三等奖，1997年获国家教育委员会科学技术进步奖三等奖，1999年获国家教育部科学技术进步奖一等奖。

目录

第一章 引言

第二章 波动的基本概念
§2.1 线性波
§2.2 非线性波
§2.3 等离子体中的线性波

第三章 实际系统中的非线性波
§3.1 流体力学方程的内禀非线性
§3.2 描写浅水波的KdV方程和正规长波方程
§3.3 等离子体和中性流体中的几个非线性波方程

第四章 时序系统非线性动力学简介(I)-哈密顿系统
§4.1 哈密顿系统理论
§4.2 不变环对扰动的响应

第五章 时序系统非线性动力学简介(Ⅱ)--耗散系统
§5.1 耗散系统的相空间
§5.2 不动点的稳定性分析
§5.3 耦合非线性复振子系统
§5.4 通向混沌的途径
§5.5 非线性振子的相同步现象
§5.6 混沌吸引子和混沌鞍
§5.7 时空混沌和湍流

第六章 波一波相互作用
§6.1 保守的波一波相互作用
§6.2 耗散的波一波相互作用
§6.3 空间展宽的波一波相互作用系统中的能量级联

第七章 空间相干和非相干波动解
§7.1 保守系统
§7.2 耗散系统

第八章 定态波解的稳定性分析
§8.1 斑图选择
§8.2 定态波解的稳定性分析
§8.3 波动系统的矢量空间

第九章 弱湍动力学
§9.1 从定态波解的分岔序列
§9.2 拓扑环的奇点和波动中的阵发现象
§9.3 波动系统中的相同步

第十章 向强湍的激变和强湍动力学
§10.1 强湍流现象
§10.2 鞍型定态波解的稳定和不稳定轨道
§10.3 鞍点在向强湍激变中的作用
§10.4 激变前后的波动状态
结束语
参考文献

前言/序言

好的，这是一本关于中外物理学精品书系的图书简介，聚焦于非线性波动的理论与应用，但避开了您提到的特定书名内容。 --- 《波动现象的演进：从经典到前沿的物理图像》 图书简介 本书系隶属于国内享有盛誉的“中外物理学精品书系”，旨在汇集和梳理自经典物理学奠基以来，波动现象研究领域中最为深刻、最具影响力的理论进展与实验发现。本卷聚焦于宏观与微观体系中波的传播、相互作用及其集体行为，系统性地探讨了波动方程的广义形式、线性与非线性效应的界限，以及波动在复杂介质中的普适性规律。全书力求在保持严格的数学物理框架基础上，兼顾物理图像的直观性，为物理学专业人士、高年级本科生及研究生提供一套兼具深度与广度的参考读物。 第一部分：基础理论与线性波的完备描述 本部分首先回顾了经典波动理论的基石。我们从弹性介质中的机械波、电磁场中的光波开始，详细阐述了波动现象的本征特性：相速、群速、色散关系以及波包的演化。重点讨论了哈密顿-雅可比方程、亥姆霍兹方程及波动方程在不同坐标系下的解析解法，特别是格林函数在求解边界值问题中的关键作用。 随后，我们深入探讨了傅里叶分析在波动问题中的地位，分析了线性系统中的叠加原理和模式分解。针对具有时空周期性的系统，如晶格结构，我们引入了布洛赫定理，阐明了能带结构的形成机制，揭示了物质波在周期势场中如何表现出与宏观波相似的干涉与衍射现象。 第二部分：介质的非线性响应与新物理 本卷的核心价值在于对介质响应的非线性本质的深入剖析。当波的振幅或强度达到一定程度时，介质的本构关系不再是线性的，这导致了大量在小振幅近似下被忽略的新现象的涌现。 我们首先引入了克尔介质模型，详细推导了非线性薛定谔方程（NLS方程）的普适性，并将其应用于光学领域的自聚焦、自相位调制和光孤子（Soliton）的初步概念介绍。不同于传统线性波的扩散，孤子作为一种能量的自持波包，其稳定性来源于非线性项与色散项的精妙平衡，这构成了非线性物理学中的一个里程碑。 在流体力学和等离子体物理中，我们也考察了流体中的激波与通量约束下的非线性演化。本部分将德尔塔函数源的引入与非线性演化方程的数值模拟相结合，展示了如何从连续介质模型中捕捉到结构化的、稳定的波结构。 第三部分：多维耦合与复杂系统的演化 现实世界中的波动往往不是一维的，并且相互之间存在耦合。第三部分着重于多维空间下的波动力学。我们详细分析了二维和三维非线性波动方程的特性，特别是二维薛定谔方程中涡旋的稳定性、迈克尔逊-塞格尼克（Michael-Segnik）不稳定性，以及在光纤束传输中的横向效应。 此外，我们专题讨论了波场的随机性与统计描述。在介质不均匀性或外部噪声作用下，波的相干性会逐渐丧失，能量会向长波长端转移。本部分引入了随机微分方程和玻尔兹曼输运方程的等价形式，用于描述波动的能量谱演化，为理解复杂环境下的波传播提供了统计工具。我们还触及了具有耗散和非保守项的波动力学，探讨了耗散作用如何重塑波的稳态结构与相变。 第四部分：实验技术与前沿应用展望 本书的最后一部分聚焦于现代物理实验中对波动现象的精确观测与控制技术，并展望了未来可能的研究方向。 在实验技术层面，我们详细介绍了超快光谱学、非线性光学成像（如多光子显微镜）中的波前整形技术，以及如何利用光纤布拉格光栅和超材料来定制波的传播特性。在凝聚态物理方面，我们讨论了晶格振动（声子）与电子波函数在非线性耦合下的行为，这直接关系到新型量子材料的热电输运性质。 展望未来，本书探讨了强引力场下的时空波动（引力波的理论基础）、生物物理中离子通道的电化学波传播模型，以及量子场论中非线性场方程的意义。通过对这些前沿领域的梳理，我们意在激发读者对波动物理学跨学科潜力的进一步思考。 本书特色 本书结构严谨，理论推导详尽，辅以丰富的物理图像阐释。它不仅是深入学习经典波动理论的有力工具书，更是把握现代非线性物理学脉搏、探索复杂系统动力学行为的必备参考。全书的论述逻辑性强，力求将数学的精确性与物理的深刻性完美结合。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对流体力学和天体物理学都有所涉猎的爱好者。在流体力学中，湍流的描述一直是绕不开的难题，无论是飞机设计还是天气预报，都依赖于对湍流行为的理解。而在天体物理学中，从行星大气到恒星内部，再到星际介质，流体动力学扮演着至关重要的角色。这本书《从孤立波到湍流：非线性波的动力学》，听名字就觉得它触及到了流体动力学和某些天体物理现象的核心。我特别好奇，在星际尘埃的聚集、行星环的形成，甚至是大质量恒星的喷流中，是否都存在着非线性波的痕迹？那些在天文学观测中看到的壮观景象，例如蟹状星云的喷流，其动力学过程是否可以用非线性波理论来解释？我希望这本书能够在这两个领域之间建立起一座桥梁，揭示非线性波动力学在理解这些天体物理现象中的关键作用。我期待看到一些具体的案例分析，展示非线性波理论如何在解释和预测天体物理过程方面发挥作用。

评分☆☆☆☆☆

这套书系的封面设计就相当吸引人，有一种沉静而厚重的学术气息。我一直对物理学中那些看似不规则却又暗藏规律的现象特别着迷，比如海上的巨大孤立波，还有我们日常生活中无处不在的湍流。这本书的名字《从孤立波到湍流：非线性波的动力学》精准地击中了我的兴趣点。虽然我不是这个领域的专业研究者，但作为一名对科学充满好奇心的读者，我期待这本书能够为我揭开非线性波世界的神秘面纱。我特别想了解，那些在不同尺度、不同介质中表现出迥异形态的波，究竟是如何通过非线性动力学这一统一的框架被解释的。我希望能看到那些经典的非线性方程，比如KdV方程、非线性薛定谔方程等，在书中是如何被引入和应用的，它们又如何描述了从孤立波的传播到湍流的复杂演化。同时，我也关心书中是否会涉及一些实验上的观测和验证，毕竟理论的阐述如果能与实际现象相结合，会更加生动和有说服力。这本书的定位是“精品书系”，想必在内容的深度和严谨性上是有保证的，这让我对它能够提供的高质量知识充满了期待。我希望能在这本书中，找到理解自然界中这些复杂而迷人的波动现象的钥匙，或许还能激发我更深入的学习和思考。

评分☆☆☆☆☆

我之前接触过一些关于混沌理论的科普读物，对“蝴蝶效应”之类的概念印象深刻。这本书的名字《从孤立波到湍流：非线性波的动力学》让我联想到，这些看似随机的湍流现象，背后或许也隐藏着深刻的非线性动力学原理，而孤立波作为一种特别的非线性现象，可能是理解湍流复杂性的一个重要出发点。我一直觉得，湍流的不可预测性和对初值的高度敏感性，正是非线性动力学的生动体现。我希望这本书能够系统地介绍非线性波的产生机制，以及它们在传播过程中如何相互作用，形成更为复杂的模式。特别是关于孤立波，我希望能了解到它们为何能够保持形状和速度不变地传播，这在直觉上是有些违反常规的。而当这些孤立波的相互作用变得复杂时，是否就会逐渐演变成我们熟悉的湍流？书中是否会通过具体的数学模型和图示，来清晰地展示这种演化过程？我渴望理解这些数学工具是如何将看似混乱的现象，转化为精确的物理描述的。

评分☆☆☆☆☆

最近在阅读一些关于信号处理和通信技术的书籍时，我接触到了“ solitons”（孤立波）这个概念，它们在光纤通信中有着重要的应用，能够保持信号的完整性。这让我对孤立波产生了浓厚的兴趣，并开始思考它在更广泛的物理领域中的意义。这本书《从孤立波到湍流：非线性波的动力学》恰好覆盖了从孤立波到湍流的完整光谱，这让我觉得它可能提供一个非常独特的视角来理解复杂系统的演化。我希望这本书能够深入地探讨非线性方程解的性质，特别是那些稳定的孤立波解，以及它们是如何在失配或相互作用时，逐渐过渡到更无序的湍流状态的。我期待书中能够展现一些跨越学科的见解，比如，是否可以从非线性波的动力学中，找到理解社会动力学、经济学甚至生物系统中某些复杂现象的启示？我想要了解，那些在看似无关的领域中出现的类似“孤立事件”或“群体性爆发”的现象，是否能从非线性波的数学框架中找到一些共通的解释。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对宇宙起源和演化怀有浓厚兴趣的爱好者，我总是忍不住将目光投向那些能够解释宏观世界基本规律的物理学理论。这本书《从孤立波到湍流：非线性波的动力学》虽然名字听起来更偏向于具体的物理现象，但我隐约觉得，非线性动力学可能在描述宇宙大尺度结构形成、星系动力学甚至引力波传播等方面也有着不容忽视的作用。想象一下，在宇宙早期的极端条件下，物质和能量的分布是否也遵循着某种非线性的演化规律？那些在大尺度上看似均匀分布的物质，其内部的微小扰动是否会因为非线性效应而放大，最终形成我们今天看到的宇宙结构？当然，这可能有点“跨界”的联想，但我相信，任何一种强大的数学和物理框架，都可能在不同的领域找到其普适性。我希望这本书能够触及到一些关于非线性理论在更广阔尺度上的应用前景，哪怕只是一个引子，也足以点燃我的求知欲。我期待书中能够展现出非线性动力学如何从微观的粒子行为，一路推演到宏观的宇宙现象，提供一种跨尺度的理解视角。

评分☆☆☆☆☆

ok

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找了好久的书，没想到能买到。

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专业的

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书很不错，专业性比较强

评分☆☆☆☆☆

好

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书比想象的要小一些，很好啊，有希望看完。

评分☆☆☆☆☆

很喜欢的，值得收看，，，

评分☆☆☆☆☆

想买一本介绍湍流的比较好的书，结果没找到

评分☆☆☆☆☆

暂时看不懂，不过应该有用。。。。。。。