物理学

大气是我们人类赖以生存的环境之一。大气的运动、变化及其相伴随的天气、气候和环境现象是一个极其复杂的物理化学过程。因此，数学、物理、化学均是大气科学的基础学科，这些学科的发展有力地推动了大气科学的发展；同时，大气科学的发展也会带动这些学科的发展。本书主要以热力学的观点阐释大气科学中的热物理现象，从基本的热力学规律开始逐渐讨论到这些基本规律在大气科学中的应用，以及如何应用于大气物理现象的前沿课题的研究之中。

本书主要内容来自英国雷丁大学气象学系大气物理的硕士研究生课程讲义。全书分为10章：1.理想气体。从微观的角度阐释了理想气体的基本概念及其热动力学特性；2.热力学第一定律和第二定律。主要介绍了热力学定律、熵与波尔兹曼熵，并举例进行说明；3.热力学定律的一般应用。概要总结了热力学势、热容量、理想气体的特性和范德瓦尔斯气体、开放系统、潜热、湍流能量通量等有关热力学问题；4.重力场作用下的大气。包含水压平衡、绝热递减率、浮力、伯努利方程等方面的内容；5.大气中的水分。介绍了克劳修斯-克拉珀龙方程式、饱和蒸汽压的计算；6.潮湿大气的垂直结构。讲述潮湿大气的有关问题，可以与第4章的内容比较着阅读；7.水汽冷凝降雨过程。分析水汽冷凝降雨过程中的均相成核、非均相成核、电荷增强核等现象与科勒理论；8.混合气体和相应的分析方法。本章作者介绍了有关理想气体混合气体的问题的分析方法；9.热辐射。从基尔霍夫定律、斯忒藩-波尔兹曼定律和维恩位移率等热辐射的基本理论解释大气中的热辐射现象；10.非平衡过程。本章探讨了能量的运动、非绝热效应与第二定律、强迫耗散系统中的热力学、气候热力学等方面的内容。

本书适合大气物理学、气候学等相关领域的研究人员和研究生阅读。

书评者： 刘昊，博士生（中国科学院力学研究所）

研究暗能量的目的在于揭示当今物理学和天文学中一个重要的根本问题——宇宙加速。暗能量的研究是当今非常活跃的领域。本书旨在总结和阐明暗能量研究的现状,着重于探究暗能量的主要观测技术,以萌发新的更有成效的方法,从而推动该领域研究的发展。

本书内容分为10章,各章内容如下:1.暗能量问题;2.基本理论框架;3.解释宇宙加速的模型;4.观测方法Ⅰ: Ia型超新星;5.观测方法Ⅱ: 星系红移现象;6.观测方法Ⅲ: 弱引力透镜; 7.观测方法Ⅳ: 星团;8.其它探究暗能量的观测方法;9.暗能量的基本测量仪器;10.探究暗能量的未来展望。

该书作者是引领暗能量研究领域的专家,已经在该领域上发表了超过30篇高引用率的论文。她提出了一些解释暗能量数据的好方法,并且发展了一些探究暗能量本质的最优策略。她现在是俄克拉荷马大学的副教授,之前在普林斯顿大学天文科学系和天体物理学中心费米实验室做博士后研究。

该书是一本暗能量研究领域的专著。可以作为研究生和将要进入暗能量研究领域科研人员的教材。

书评者： 陈涛，博士生（中国传媒大学理学院）

本书是英国曼彻斯特大学的两位教授在多年教学经验的基础上为物理类本科高年级学生及刚入学的研究生编撰的一本“量子场论”教材。本书的前身是第一作者F.Mandel （于2009年2月去世）早在1959年出版的“量子场论引论”。该书曾几次改版，并于1989年由四川出版社组织翻译出版了中译本。本书（“量子场论”）的第一版是1984年F.Mandel和 G. Shaw 合作完成的。这里介绍的是2010出版的第二版。

第一版出版时恰逢W 和Z 玻色子刚发现不久，弱电统一理论取得了历史上的重大突破，因此第一版的宗旨定为对于量子电动力学（QED）和弱电统一理论给出一个合理长度且易于理解的介绍。在这之后，经过20多年的蓬勃发展，尽管像Higgs粒子和中微子性质等一些重要问题仍然没有得到明确的回答，但弱电统一理论却已经成为了一门惊人精确的科学。与此同时，量子色动力学（QCD）作为强相互作用的规范理论也已经得到了充分的发展和严格的证实。规范场论已经成为统一自然界的各种相互作用的公认的最佳选择。在这种形势下，作者们推出了该书新的一版，非常及时。与第一版相比，这个新版本增加了5章新的内容，详细介绍QCD，特别是路径积分和重整化群等重要的进展。同时，依据最新的实验数据，更新了弱电统一理论的阐述。

全书内容共分成19章，目次分别为： 1. 光子和电磁场；2. 拉格朗日场论；3. 克莱因-高登场；4. 狄拉克场；5. 光子：协变理论；6. S矩阵展开；7. 费曼图及QED中的规则；8. QED 最低级过程； 9. 辐射修正；10. 正规化；11.规范理论；12. 场论方法；13. 路径积分；14. 量子色动力学；15. 渐近自由；16.弱相互作用；17. 弱相互作用的规范理论； 18. 自发对称性破缺；19. 标准电弱理论。

本书作者长期从事粒子物理研究，因此本书的读者对象侧重于粒子物理理论与实验相关专业的研究生以及科研人员。

书评者： 丁亦兵，教授（中国科学院研究生院）

固体纳米结构介观电子学是纳米科学的一个分支，主要研究固态纳米结构中电子传输特性。“介观（mesoscopic）”这个词汇，由Van Kampen于1981年所创，指的是介于微观和宏观之间的状态。介观尺度，一般认为在纳米和毫米之间。介观尺度下电子传输过程具有宏观体系所没有的独特性质，探索介观尺度下电子输运现象对纳米电子功能器件以及受限条件的电子传输物理机制，研究介观尺度下的物理基本规律具有十分重要的意义。

本书是第三版，经过了更新和扩充，增加了如何应用递归格林函数方法建立固态纳米结构模型部分。本书共有13章，1.引言，介绍了本书章节安排及所涉及内容；2.固体物理基础知识，介观系统常用研究材料体性质的一些基本知识；3.讲述了晶体表面电子状态特性，半导体与金属界面状态特性、以及基于界面特性的器件实例——场效应管和量子井；4.制备纳米结构和测量他们的传输特性的试验工具和技巧；5.介观电子传输中重要的参量；6.磁场中量子膜电子传输性质；7.量子线通道及电子的弹道传输理论；8.介观结构中电子弹道传输模型；9.几种电子相位相干效应；10.单电子隧穿器件以及影响因素；11.量子点传输性质以及光电量子点器件传输实验；12.介观超晶格结构中电子传输；13.通过实例介绍了旋转电子学在介观电子研究中的应用。

本书以实例为基础介绍了固态纳米结构介观电子学各种模型、理论基础，适合于希望进行固态纳米结构介观电子学研究初学者使用。

作者Thomas Heinzel 1994年慕尼黑大学获得博士学位；1996-2001年在苏黎世联邦理工学院工作，获得了教授资格；2001-2004年，在赖堡大学做实验物理学教授，同时在德国杜塞尔多夫大学做凝聚态实验物理学教授；目前，他的研究兴趣包括纳米结构电子以及自组装材料。

书评者： 杜利东，助理研究员 （中国科学院电子学研究所）

团簇作为一个具有相同约束的原子群或分子群系统的模型，可以类比地应用于许多微粒结构,如艾特肯微粒、气雾剂、浮尘、气体中的薄雾、悬乳液和乳状液中的固态和液态微粒、胶体溶液中的胶体微粒、固体溶液中的颗粒等等。本书是材料科学中团簇物理学的专著,融会了作者多年从事等离子体科学研究的丰富经验。

书中涵盖了电磁作用、团簇的运动和增长等内容,为我们理解纳米结构的形成提供了理论基础。作者认为,团簇的概念可以扩展到分形凝聚物、链锁凝聚物、分形纤维等微粒结构。本书旨在探究气体和等离子体中的团簇和小微粒结构, 尺度范围从10个到10亿个原子,同时分析成簇聚过程和团簇的结构。

全书共13章,分为三大部分,内容如下:1 绪论,介绍了微粒群和团簇的研究背景,阐明本书的研究对象;第一部分,团簇的性质和群聚过程，含第2-5章。2.大型团簇的基本原理;3.成对原子相互作用的固态团簇结构;4.初等过程和涉及团簇的气体过程;5.外场团簇。第二部分,气体中的群聚过程，含第6-9章。6.团簇在气体中的传输以及团簇的扩散限制;7,在电离气体中的团簇充电;8.在气体中团簇的电离平衡;9.团簇增长的动力学。第三部分,复杂等离子体，含第10-12章。10.微粒等离子体;11.气雾等离子体;12.团簇等离子体;13.结论,讨论了团簇的应用和成簇过程分析的重要性。

该书作者是等离子体物理科学与技术、团簇物理学、分形系统和纳米结构的专家,担任俄罗斯科学院高温研究所的部门主任。在等离子体物理学、原子物理学和原子团簇的研究领域,已经单独或合作出版了近50部专著，发表近400篇学术论文,对本学科具有重要的影响。

以问题为导向是该书的一大特色,作者把分析的理论方法和分析的过程都以独立问题的形式呈现,每解决一个难题都回答了团簇参数或成簇过程的一些相关问题。本书是相关专业研究生学习团簇物理学及其应用的参考书籍,也适合专业人员阅读。

书评者： 陈涛，博士生（中国传媒大学理学院）