如果你來講《理論力學》課程,你會如何設計?

時間 2021-05-06 17:44:06

1樓:C.Jie

想快速了解一下分析力學的,用佟大為的《Dynamics and relativity》(牛頓力學和狹義相對論)和《Classical Machines》(拉格朗日力學和哈密頓力學)這兩本書足夠了,深入淺出,通俗易懂,主線明確,非常適合初學者

不建議初學者用太數學形式化的書去學經典力學,fancy的語言並不會帶給你更多的物理,而初學時引入這麼多抽象的數學你也不一定能掌握,很大程度上,學完可能就忘了,更實際的方法是,需要用的時候再去學,這樣目的更明確,更經濟

2樓:自由粒子630918

以後我會講授《永動機力學原理》。

有資本以後,我考慮,在北京以外,捐獻建立乙個集大學,研究所的學院。給那些一心搞學問的人才天才,沒有情商、沒有財商、不會拍馬溜須、不會不懂公升官發財的學子們,乙個環境安身立命,能夠心無旁騖的生活工作!

為什麼要在北京以外?因為這樣會節省很多錢,可以幫助更多的普通學生。愛國不是必須在北京工作生活!

3樓:Eureka田興賢

作為學理論物理的,我覺得我會砍掉剛體或者只提一嘴,然後花一些時間細講一下最小作用量原理。Lancaster 那本 QFT for The Gifted Amateur 第一章那樣講就很不錯。我去年當力學基礎I助教的時候給我小班的孩子盡力講了最小作用量原理的思想,但是大家睡倒一片,所以感覺還是放在《理論力學》(我校叫力學基礎II)講比較合適。

剩下的內容,我覺得我們當時理論力學(力學2)課老師(LZU的陸漢濤老師)的安排就很不錯,複習了一章牛頓力學,然後開始分析力學。先整體引入拉格朗日力學、哈密頓力學,然後用分析力學處理兩體問題、微振動、剛體。講的也很細很紮實,板書工整、內容豐富、作業有挑戰性、考試不難為人。

美中不足的是最小作用量原理只提了一下。19級和我們相比沒講微振動,換成了狹義相對論。乙個原因可能還是54學時限制了他的發揮,要是原來的72學時可能就跟更完美了;另乙個原因可能是院裡擴招,物理學專業一年好幾百人,大家水平參差不齊,也講不快。

4樓:最好

梁崑淼力學下冊應該不錯吧。

這本書不適合工科,第一章總結概括牛頓力學,第二章開始分析力學,內容隨大流,拉格朗日力學,有心力,剛體,小振動,哈密頓力學。

因此挺適合各類物理專業(師範,應用物理和物理)

5樓:

看我表情行事。

按最近這類「自己設計課程」的一貫風格,肯定有一堆人談加強分析力學,講到流形甚至纖維叢。

我偏要反其道而行之,加強牛頓力學(向量力學)部分。

直接按前蘇聯伏龍科夫的那套《理論力學教材》來組織就行。

這套書的特點是用類似於歐幾里得《原本》的體系把向量力學裡的很多「顯然」的結論都一一做了證明,比如「任意乙個力可以等價為和原來的例大小相等方向相同但作用點不同的乙個力以及乙個力偶」,這種結論在重點是質點的普物力學裡用不到(因為對於質點不存在作用點不同的問題),在理論力學裡常被作為乙個顯然的結論直接呼叫或者作為純巧在解題的時候突然拿出來,或者直接列拉格朗日方程跳過。

這麼安排有什麼意義嗎?對於理科來說分析力學才是重點,而工科更關心如何運用這些結論做受力分析而不是這些結論怎麼來的。

可能唯一的意義就是滿足蘇聯人對古典數學嚴謹性的癖好吧,所以這套書沒新的,現在流行的蘇俄的理論力學也就朗道馬爾契夫和阿諾爾德了。

那你為什麼要這麼安排呢?

我不是說過「看我表情行事」了嗎?

6樓:Symphonia

過於標準的東西我不太想多說。我在另乙個問題下面寫過一些東西,大概算乙個我正在寫的note的提綱(還包括約束系統和場論中的辛結構)。

Symphonia:為什麼辛結構(Symplectic structures)在物理中非常有用?

不過這個目前看上去要直接應用到理論力學的教學實踐中還有很長的路要走(不過也許能產生一些靈感),畢竟出發點是用量子力學來理解經典力學。也許這些東西更適合拿到量子力學上面講,或者開乙個from classical mechanics to quantum mechanics and back這樣的課。

7樓:Tautochrone

36個課時:

時空:Newton時空觀,Galileo變換,Newton三定律;狹義相對論時空觀,Lorentz變換;等效原理,Riemann流形,切空間與餘切空間;切叢,向量場。

Lagrange力學:最小作用量原理,變分法,Euler-Lagrange方程;完整約束,位形空間,質點與質點系的Lagrangian;流形的連續對稱性,Noether定理,能量,動量,角動量;d'Alembert原理及其與最小作用量原理的等價性。

小振動:勢能平衡的穩定性,平衡位置附近的線性化,二次形Lagrangian;常係數線性微分方程組的求解,簡正頻率與簡正模;阻尼與受迫振動;引數共振;非線性振動。

剛體運動:3階正交矩陣的標準形,角速度的定義; 的Lie代數 , 的表示論,Euler角;速度與加速度的座標變換;非慣性係,慣性離心力與Coriolis力;剛體的能量與角動量;慣量張量,慣量主軸;Euler方程;Lagrange陀螺的運動。

Hamilton力學:流形上的Legendre變換,Hamilton正則方程;微分形式,外微分;辛流形的定義,餘切叢/相空間上的辛結構;Liouville定理;Hamilton向量場,Poisson括號;Poincaré-Cartan積分不變數,正則變換;生成函式;Hamilton-Jacobi方程,分離變數法,與光學及量子力學的聯絡;可積系統,作用量-角度座標系。

B7.1 Classical Mechanics - Material for the year 2020-2021

劉川《理論力學講義》

Landau, Mechanics

Arnold, Mathematical Methods in Classical Mechanics

一些解釋:

傳統上理論力學的主線是兩大理論——Lagrange力學和Hamilton力學,以及三個相對分散的主題——有心力場,小振動,剛體運動。我個人認為重點應該放在Lagrange力學和Hamilton力學的構築上。而有心力場,小振動,剛體運動其實都能放在Newton力學的框架下研究(並且可能更簡單)。

我選取了小振動,剛體運動放在syllabus裡面,而刪去了有心力場。

有心力場問題在普物力學已經被徹底研究了,在Lagrange力學中其實沒有給出任何新東西,我覺得完全沒必要講。

多自由度小振動從Lagrange力學出發來研究明顯更簡單,因此是乙個不錯的例子。但是諸如阻尼與受迫振動,引數共振,非線性振動等課題,個人認為屬於ODE解法範疇,相關方法已經在ODE或數理方法課程中仔細研究過了,刪去不影響主線。這裡保留可以認為是一種隨大流的處理方式吧。

8樓:brien

把理論力學當成朗道力學來談的,都是不清楚理論力學範疇和其在整個學科中起的作用的。

哈工大版的理論力學,優點是比較清楚理論力學各部分對其他學科的支援,缺點是分析力學的內容太少。但是瑕不掩瑜,因為分析力學部分可以單獨再開一門課。

理論力學的教學目的是為今後所要學習的各種力學學科提供基礎和理論依據。比如靜力學是材料力學的基礎,運動學和動力學,碰撞理論,非慣性係動力學等又在分子動力學,原子物理等科目中有重要引用。理論力學中的牛頓力學,表面上看有點像高中物理+微積分的組合,但是其實是包含高中物理所不具備的嚴格的物理公式推導的。

哈工大版理論力學很好的做到了承前啟後的作用,大量的習題與生產實踐相結合,上下冊學下來耗時半年,是面向初學者的非常優秀的教材。

之後的理論力學直接上朗道或者梅鳳翔,基本就成了建立在慣性力和虛功上一套自洽的數學分析方法。這部分需要很強的數學基礎,但由於自洽,學習過程並不會被數學卡住。梅鳳翔還有本高等分析力學,屬於研究生課程。

一般的理論力學課只上到分析力學初步即可。

如果你來講《計算物理》課程,你會如何設計?

神奇的 美國Purdue University的經典教材Computational Physics的目錄如下 跟國內很多教材不同的是,這本書的正文部分全是在講例子,講了從普通物理到各個前沿方向的各種例子,通過例子來講方法。而國內教材作為重點的基礎分析方法,在這本書中則放在了附錄裡。 布里斯托城的貓 ...

如果讓你來講《微分幾何》課程,你會如何設計?

Artin Kevin 微分幾何1 1 4課時微分流形,帶邊流形定義和例子 5 8課時單位分解光滑對映 9 12課時切空間,浸入,淹沒,嵌入 13 16課時子流形 Sard定理 17 20課時向量場,積分曲線,流 21 24課時切叢,餘切叢 25 28課時多重線性代數張量場 29 32課時微分形式 ...

你會和乙個蠻不講理的人理論嗎?

阿澤 瀉藥!我現實生活中倒是沒有遇到過蠻不講理的,但是遇到過一直想講理的!表示很痛苦,並且想打爆他狗頭!還理論個毛,理論不過他,想理論時發現對方論點不堅定,一直轉移論點,這種不講武德的辯手我建議不理他最好 hhh Mercury 第一,如何判斷是對方蠻不講理呢?如果只是ta講的理你不贊同呢?發生爭執...