北冥隱者的物理自學(xué)經(jīng)驗(yàn)分享

本篇專欄是本科及以上的各類物理學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)教材與課程以及順序安排或者所需基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)分享,以我個(gè)人已經(jīng)或者將要學(xué)習(xí)的一些課程為主,針對(duì)的也是想要達(dá)到物理專業(yè)的要求和水平的朋友(不過(guò)實(shí)際上其他非物理專業(yè)本科或者是物理專業(yè)選修的一些雜七雜八的課程我有可能以后學(xué)了也會(huì)加進(jìn)來(lái),所以其實(shí)誰(shuí)想自學(xué)相關(guān)的內(nèi)容都可以看這個(gè)的)
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雖然可能沒(méi)多少能看到這篇文章的人,但我還是把該說(shuō)的都說(shuō)清楚吧。
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首先也是比較重要的一點(diǎn)是:我自己的這些經(jīng)驗(yàn)分享給各位,各位做參考就行了,不少內(nèi)容我也是自己查的資料以及借鑒的別人的分享,然后去學(xué)習(xí)之后根據(jù)我學(xué)習(xí)后的反饋總結(jié)出來(lái)的,比較符合我的情況但也只能代表我的見(jiàn)識(shí),不過(guò)后面隨著我自己學(xué)習(xí)程度的加深,也每隔一段時(shí)間都會(huì)回來(lái)更新這個(gè),盡量能多覆蓋一些教材和課程,然后把相關(guān)教材和課程的特點(diǎn)也盡量都做一個(gè)總結(jié),方便各位的挑選。
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第二點(diǎn)也是我寫(xiě)這篇專欄的原因:學(xué)物理的時(shí)候真的應(yīng)該找經(jīng)典課程(我推薦到的課程后面都會(huì)更新傳送門(mén)的)和經(jīng)典教材,教材好壞真的非常重要,好的老師和教材是真的能帶著你一點(diǎn)點(diǎn)建立屬于自己的物理圖景的,并且在這個(gè)過(guò)程中真的能體會(huì)到物理學(xué)的美,如果時(shí)間充足的話,建議可以考慮同時(shí)參考多個(gè)教科書(shū),因?yàn)橥粋€(gè)知識(shí)的講述角度和思路,不同的教科書(shū)也可能是不一樣的,參考多個(gè)教科書(shū)可以讓你對(duì)同一個(gè)東西的理解更深入。而如果遇到了很拉跨的教材或者老師,很有可能不僅你自己學(xué)不到位,還有可能給你帶到溝里去(不過(guò)一般來(lái)講能當(dāng)大學(xué)老師的在物理圖景的理解上不會(huì)有什么問(wèn)題,不過(guò)很多人不適合當(dāng)老師因?yàn)閴焊粫?huì)把自己腦中的東西清楚的表述出來(lái))。
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第三點(diǎn)是我建議各位在開(kāi)始學(xué)習(xí)新東西之前需要做的一些準(zhǔn)備:一開(kāi)始學(xué)習(xí)前也要花很多時(shí)間去了解為什么要學(xué),需要學(xué)什么,學(xué)習(xí)目的是什么,需要學(xué)到什么程度.......之類的關(guān)于學(xué)習(xí)本身的很多問(wèn)題,然后花很長(zhǎng)時(shí)間和精力去找教材和課程,并安排自己的學(xué)習(xí)順序,學(xué)習(xí)內(nèi)容,學(xué)習(xí)方法。當(dāng)然我現(xiàn)在也在學(xué),所以多的也說(shuō)不了什么,但確實(shí)因?yàn)橐婚_(kāi)始花了大量的精力去查找比對(duì)各種教材和課程,明確不同課程之間的學(xué)習(xí)順序,知識(shí)的繼承關(guān)系,以及合適的學(xué)習(xí)方法,所以我在學(xué)習(xí)的時(shí)候感覺(jué)挺明確的,很少有迷茫的時(shí)候。
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整體的學(xué)習(xí)順序,我個(gè)人是高數(shù),力,電,熱,線性代數(shù),理論力學(xué),數(shù)學(xué)物理方法,電動(dòng)力學(xué),原子物理學(xué)(近代物理),量子力學(xué),光學(xué),統(tǒng)計(jì)力學(xué)(熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理)。
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數(shù)學(xué)基礎(chǔ)需要微積分,線性代數(shù),數(shù)理方法,如過(guò)要專門(mén)啃熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的話還需要一些概述率統(tǒng)計(jì),電動(dòng)力學(xué)需要一些矢量分析,理論力學(xué)需要一點(diǎn)點(diǎn)泛函分析的知識(shí)(就變分)不過(guò)實(shí)際上,每本物理書(shū)都會(huì)把需要的數(shù)學(xué)內(nèi)容專門(mén)做成附錄的,時(shí)間不夠只啃附錄也行[doge]
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但也別把數(shù)學(xué)當(dāng)重點(diǎn),數(shù)學(xué)只是一個(gè)符號(hào)系統(tǒng)去描述物理概念,但最重要的是數(shù)學(xué)背后蘊(yùn)含的物理內(nèi)涵。就像是我說(shuō)的這段話,文字只是信息載體,真正重要的是我想用這段文字表達(dá)的我的一些觀點(diǎn)和看法。
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微積分首推《普林斯頓微積分》,很適合拿來(lái)當(dāng)工具書(shū)查閱,也適合自學(xué),因?yàn)橹v的非常的詳細(xì),非常的清晰,這也是我喜歡一些國(guó)外教材的一個(gè)重要原因,不過(guò)普林斯頓微積分只有極限,一元函數(shù)微積分,簡(jiǎn)單的常微分方程解與級(jí)數(shù),缺少了多元函數(shù)微積分和矢量分析的內(nèi)容。如果不介意的話可以在用的時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)去查找和學(xué)習(xí),但如果要提前學(xué)的話,推薦復(fù)旦高數(shù)或者同濟(jì)高數(shù),都接受不來(lái)的話有一個(gè)視頻課程強(qiáng)推(未完結(jié))【允文君一條龍】微積分(理工實(shí)用版)?不需要教材也能跟,講的非常詳細(xì),缺點(diǎn)是太詳細(xì)了,太長(zhǎng)了,你需要看你有沒(méi)有足夠的耐心去看,內(nèi)容也很多,基本上所有普物需要用到的數(shù)學(xué)內(nèi)容看這個(gè)就夠了。
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線性代數(shù)的話,我用的是MIT的Gillbert strange的《Introduction to linear algebra》,Lee W.Johnson的《線性代數(shù)引論》有漢化,以及國(guó)防科技大學(xué)的謝政老師的《線性代數(shù)》這幾本都講了不少應(yīng)用,第一本外文教材不是很注重定理證明,但是對(duì)于各種數(shù)學(xué)概念的闡述和理解很透徹,非常適合工科學(xué)生或者對(duì)線性代數(shù)要求不高的人使用,謝政這本比較注重各種定理的證明與講述,亂七八糟一大堆定理,全是證明,每一章的補(bǔ)充還講了數(shù)學(xué)史,引論那本介于兩者中間,不過(guò)我個(gè)人最喜歡引論那本,因?yàn)橹v的詳細(xì)而且有漢化(欸嘿),然后配上課程就是麻省理工學(xué)院 - MIT - 線性代數(shù)(我愿稱之為線性代數(shù)教程天花板)?非常經(jīng)典。不過(guò)要注意的是,后面兩本教材和這個(gè)課程的講述思路不太一樣,建議用的時(shí)候花一些時(shí)間去思考如何安排每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的引入,以及知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。(當(dāng)然我上面推薦的那本《Introduction to linear algebra》的作者Gilbert就是這門(mén)課的講師,用的就是他自己編的教材,思路一樣,放心用。另外我看網(wǎng)上有很多推薦《linear algebra done right》這本教材的,但是說(shuō)實(shí)話,我覺(jué)得這本是數(shù)學(xué)專業(yè)的教材,不是物理專業(yè)的()數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠非常不建議用這本,難度確實(shí)較高,作者自己都在開(kāi)頭說(shuō)建議第二遍學(xué)習(xí)的學(xué)生用這本教材,每一頁(yè)看的時(shí)間少于一個(gè)小時(shí)說(shuō)明你看的不夠仔細(xì)(我只能說(shuō)離譜)
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力學(xué)的教材很推薦舒幼生老師的《力學(xué)》和趙凱華老師的《新概念物理教程-力學(xué)》,我自己是這兩本對(duì)比著學(xué)習(xí)的,不過(guò)舒幼生老師的教材難度高了一些,但能啃下來(lái)的話后面上理論力學(xué)會(huì)接受的快得多。b站上的課程就是田光善老師和舒幼生老師的課(舒老師上課總是喜歡講一些競(jìng)賽題,我腦子跟不上[笑哭][笑哭])田光善教授主講 北京大學(xué)物理四大神獸之一 舒幼生教授的力學(xué) 當(dāng)代國(guó)內(nèi)最好的力學(xué)課程? ? ?北京大學(xué)舒幼生老師的力學(xué)課程,1080p高清修復(fù)版
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電磁學(xué)非常推薦趙凱華老師的《新概念物理教程-電磁學(xué)》,我自己用著感覺(jué)很多概念講的很清晰,就是多了一些超綱內(nèi)容(電動(dòng)力學(xué)的東西)其他的我就不怎么了解了(不過(guò)確實(shí)聽(tīng)說(shuō)梁燦彬老師和鄭永令老師的也不錯(cuò))(這塊兒課程首推陳秉乾老師,講的非常非常的好,對(duì)物理概念,和物理發(fā)展的各種內(nèi)在聯(lián)系,邏輯關(guān)系講的很透徹,如果不打算學(xué)的深入的話,mit的walter?lewin教授的也非常不錯(cuò),很適合工科學(xué)生,或者想淺學(xué)一下電磁學(xué)的學(xué)生)電磁學(xué) 陳秉乾 1080p高清修復(fù)
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熱學(xué)我用的是秦允豪的《熱學(xué)》,很適合自學(xué)。我和一些物理專業(yè)的同學(xué)交流過(guò),他們也都非常推薦,另外,我從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)像秦老師的書(shū)這樣貼近現(xiàn)實(shí)生活的教材,他里面有大量的和我們現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的例子,或者我們平時(shí)經(jīng)常聽(tīng)到的一些有意思的科學(xué)概念。推薦課程就是蘭大高崇伊老師的課,課本跟他不一樣也行(高老師的課本用的是他自己編的),秦允豪的那本整體的邏輯安排和高老師的課程不會(huì)差太多,但高老師用的教材我沒(méi)看過(guò),也不知道講的如何。但高老師真的講的很好,有些抽象的地方他會(huì)反復(fù)講好幾遍,甚至換著法子講,可以在自學(xué)的時(shí)候遇到不懂得去看他的課,多聽(tīng)?zhēng)妆榫投?,而且老先生雖然年紀(jì)大了,但上課的時(shí)候很有激情。(其他的,我也不知道了,不過(guò)避一下雷就是趙凱華老師的新概念,其實(shí)整體講的還可以,但是趙老師的書(shū)下放了太多統(tǒng)計(jì)力學(xué)的內(nèi)容了,真的不適合熱學(xué)初學(xué))【熱學(xué)】蘭州大學(xué) 高崇伊 李椿版
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原子物理學(xué)就是楊福家的,大概看了看,確實(shí)很不錯(cuò)(還沒(méi)開(kāi)始學(xué)原子物理,誒嘿)不過(guò)聽(tīng)說(shuō)還有本陳宏芳的也不錯(cuò),但我沒(méi)看過(guò)[原神_欸嘿],同樣踩坑是趙凱華先生的量子物理,下放太多四大力學(xué)的內(nèi)容了。
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理論力學(xué),雖然有些up不太推薦周衍柏先生的書(shū),因?yàn)榉治隽W(xué)的內(nèi)容相對(duì)少了,不過(guò)我個(gè)人是比較推薦的,因?yàn)榇蟛糠秩似瘴锪W(xué)可能達(dá)不到那個(gè)水平,周衍柏先生的書(shū)很適合力學(xué)學(xué)的一般的人對(duì)接理論力學(xué)用,因?yàn)榍懊嬗写蟛糠值膬?nèi)容是在講普物力學(xué)(牛頓力學(xué))但確實(shí)后面分析力學(xué)內(nèi)容少了,不過(guò)學(xué)的到位對(duì)于后面三大力學(xué)的學(xué)習(xí)是足夠的,如果覺(jué)得有欠缺可以像我一樣梁昆淼和周衍柏一起用,課程就是哈工大任延宇老師的,講的非常清晰而且詳細(xì)。(避雷?。?!朗道力學(xué),這玩意兒絕對(duì)不是初學(xué)者用的,講述思路根本不適合初學(xué)者,對(duì)數(shù)學(xué)要求相對(duì)高一些(還需要一些數(shù)學(xué)分析和泛函的知識(shí))而且他一開(kāi)頭省略了很多他認(rèn)為是基礎(chǔ),但實(shí)際上初學(xué)者根本就沒(méi)接觸過(guò)的知識(shí)。當(dāng)然如果第二遍學(xué)或者對(duì)自己物理數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有信心可以用朗道)理論力學(xué)(物理類) 主講:哈爾濱工業(yè)大學(xué)物理學(xué)院 任延宇
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數(shù)學(xué)物理方法,我是很推薦顧樵先生的《數(shù)學(xué)物理方法》,而且挺適合跟他的量子力學(xué)一起用著學(xué),數(shù)學(xué)物理方程的內(nèi)容講的非常的詳細(xì),每個(gè)板塊的例子也特別的多,我感覺(jué)很適合物理系本科生,但前面缺少了復(fù)變函數(shù)的內(nèi)容,也沒(méi)有習(xí)題,我是拿來(lái)當(dāng)工具書(shū)查閱了,另外就是梁昆淼先生以及吳崇試先生的教材,講的也可以不過(guò)相比之下我覺(jué)得后兩位的教材更像是數(shù)學(xué)課本了,不夠物理(b站上的課程就是周?chē)?guó)全或者姚端正這兩位老師的)(周?chē)?guó)全老師的我看過(guò)一些,確實(shí)講的很清晰,但湖北口音很上頭,酌情食用,欸嘿)【數(shù)學(xué)】數(shù)學(xué)物理方法 武漢大學(xué) 周?chē)?guó)全主講(純板書(shū))
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矢量分析,我個(gè)人目前矢量分析只看了一本教材和一個(gè)網(wǎng)課,兩個(gè)都非常適合銜接電動(dòng)力學(xué),教材是謝樹(shù)藝的《工程數(shù)學(xué)-矢量分析與場(chǎng)論》,看的課程是物理系的允文君這個(gè)up的—矢量分析(進(jìn)階版),難度不高,不過(guò)需要有線性代數(shù)和高數(shù)的基礎(chǔ),另外,允文君的課程會(huì)講一點(diǎn)張量分析的內(nèi)容,后面直接銜接張量分析的課程也是可以的。矢量分析(進(jìn)階版)
其他的我還沒(méi)學(xué),所以現(xiàn)在也沒(méi)什么能給的建議,只能把我自己的安排分享出來(lái)了,后面括號(hào)里的是網(wǎng)上查閱的時(shí)候我自己總結(jié)濃縮的一些人的建議。
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光學(xué),是趙凱華新概念
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電動(dòng)力學(xué)用格里菲斯或者jackson,(前者比較簡(jiǎn)單適合自學(xué),后者上手難一些)
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量子力學(xué)(只為了考研的話,周世勛老師的足夠了,學(xué)完之后配一本陳鄂生的小黃書(shū)刷題,妥妥的,數(shù)學(xué)好的試試曾謹(jǐn)言先生的,但說(shuō)實(shí)話大部分人都不覺(jué)得曾先生的量子力學(xué)是一本合格的教材(當(dāng)然針對(duì)的主要是上冊(cè),下冊(cè)作為高等量子力學(xué)的教材是非常不錯(cuò)的),說(shuō)是一本字典還差不多,最合適初學(xué)的還是格里菲斯,還有本sakurai(櫻井純)的《Modern?quantum?Mechanics》(現(xiàn)代量子力學(xué))可以作為物理圖景的補(bǔ)充)
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統(tǒng)計(jì)力學(xué),林宗涵或者王志誠(chéng)
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——————————以下是詳細(xì)版各個(gè)科目的知識(shí)承接的講解—————————————
1,高數(shù)上(一元函數(shù)微積分,泰勒展開(kāi),矢量的微積分,常微分方程)之后承接力學(xué)非常自然,因?yàn)榱W(xué)就要用到很多的一元函數(shù)微積分的知識(shí),另外解題需要會(huì)解微分方程。
2,力學(xué),主要就是分為幾個(gè)部分:運(yùn)動(dòng)學(xué),動(dòng)力學(xué),剛體力學(xué),流體力學(xué),振動(dòng)和波,以及可以不用管的狹義相對(duì)論,需要用到一元函數(shù)微積分,有時(shí)公式的推導(dǎo)可能需要用到泰勒展開(kāi)和常微分方程的解。
3,高數(shù)下,多元函數(shù)微積分,重積分,曲線積分,曲面積分,gauss公式,stokes公式(通量環(huán)量梯度散度旋度)直接承接電磁學(xué)
4,電磁學(xué),主要是靜電場(chǎng),恒磁場(chǎng),電磁感應(yīng),電磁介質(zhì),電路,麥克斯韋電磁理論。需要用到高數(shù)下的大部分內(nèi)容。
(ps:以下幾個(gè)并列)
A:線性代數(shù),線性方程組與矩陣,行列式,矩陣特征值,線性空間
B:概率論,我個(gè)人概率論并沒(méi)有細(xì)致的學(xué)習(xí),只學(xué)了第一二三章,所以不做說(shuō)明了。
C:熱學(xué),只會(huì)用到一點(diǎn)點(diǎn)的概率論的東西,看附錄就夠了,把重點(diǎn)放在分子動(dòng)理學(xué)的平衡態(tài)理論,非平衡態(tài)可以不用看(感興趣另說(shuō))統(tǒng)計(jì)與相變的內(nèi)容也是了解即可,重點(diǎn)在于理想氣體狀態(tài)方程,能均分定理,熱力學(xué)三定律。
D:理論力學(xué),如果按照正常的思路入門(mén)理論力學(xué)的話,現(xiàn)在這個(gè)時(shí)候就可以看理論力學(xué)了,但是沒(méi)辦法很深入,因?yàn)楫吘箶?shù)學(xué)水平還是不足,但只是為了為后續(xù)量子力學(xué)的學(xué)習(xí)鋪墊的話,用一本周衍柏或者陳世明的教材,關(guān)注后面分析力學(xué)部分足夠了,不過(guò)剛體力學(xué)和轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)系不能跳過(guò),如果用梁昆淼的話,乖乖一章一章往后學(xué)了。
之前看了一個(gè)up的講述收獲良多(給物理系學(xué)生的五個(gè)建議),其中有句話讓我感觸很深,“成為你自己的的老師”,也就是說(shuō),無(wú)論用了什么教材,聽(tīng)了什么老師的課,無(wú)論這些教材,老師水平如何高,你如何的喜歡,最后都應(yīng)該要真正把他們講述的那些東西內(nèi)化為自己的東西,去成為你自己的老師。最后,引用希爾伯特的一句話“we must know,we will know.”
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謝謝各位的閱讀。