普林斯頓物理題解

序言
第一章 力學
1.1 超級球問題
1.2 塵雲中的飛船
1.3 「登山繩」式衛星
1.4 受迫的諧振子
1.5 轉盤上的小球
1.6 阻尼振動問題
1.7 受腐蝕的彈簧
1.8 肥皂泡薄膜的形狀
1.9 圓環上的珠子
1.10 WIMPs中的太陽系
第二章 電磁學
2.1 半球狀凸起
2.2 法拉第旋轉
2.3 有缺陷的電阻
2.4 偶極天線
2.5 搖動式馬達
2.6 倒掛的圓柱體
2.7 傳輸線問題
2.8 給電磁波拍照
2.9 圓柱狀電容器
2.10 「墜落」的電子
第三章 量子力學
3.1 球對稱勢δ
3.2 間距擴張的牆面
3.3 正交電磁場中的粒子
3.4 諧振子擾動
3.5 共振散射
3.6 自旋翻轉
3.7 π介子-核子散射
3.8 一維階梯勢
3.9 中子束干涉
3.10 氫原子中的超精細劈裂
第四章 熱力學與統計力學
4.1 負溫度
4.2 雜環雙原子分子
4.3 一維擴散模型
4.4 相共存
4.5 奧托循環
4.6 圓盤上的曳力
4.7 起伏的繩子
4.8 薄膜上的吸附
4.9 正常-超導相共存曲線
4.10 單原子晶體
第五章 凝聚態物理學
5.1 准粒子隧穿
5.2 超導相界
5.3 二能級中心
5.4 鐵電相變
5.5 趣味問題集錦
5.6 旋子
5.7 向列型液體
5.8 極化子
5.9 鐵磁性和順磁性
5.10 量子霍爾效應
第六章 相對論與天體物理學
第七章 核物理學
第八章 粒子物理學
第九章 原子與「綜合」物理學
參考書目

沒有人會認為一名吉他手是去中央公園聽聽音樂會或者花幾個小時看看傑米·亨德里克斯的獨奏譜抄本而學會彈吉他的。吉他手必須練習。他們彈吉他彈到手指長老繭。同樣，物理學家必須練習解題目，而且物理學家最好是練到覺得解題目很容易。（然后他們去尋找更難的題目。）

本書為各個層次的物理專業學生提供了一批富有挑戰性的題目。一些題目，特別是前四章中的那些題目，只需要物理專業本科水平的基礎知識。后面的幾章則包含了通常只有讀到研究生階段才會遇到的內容。如果你覺得一些（或絕大部分！）題目很難（事實上是很難），請不要泄氣。記住這一點。

然而，本書不僅僅是一本習題集。我們還為每道題目提供了完整的解答。這些解答雖然以讀者對有關論題有一定程度的熟悉為前提，但並不是只有專家才能看懂的。當然，為了讓本書能發揮最大的效用，應該把解答當作萬不得已時才去求助的對象。先努力解題，再看答案！

這里的題目選自近十年來普林斯頓大學碩士學位資格考試。所有在普林斯頓大學就讀的研究生，在開始寫學位論文之前都必須通過這個考試。這個考試分為兩個部分：「初試」（Prelims），一般在第一學年進行；「復試」（Generals），通常在第二學年進行。

初試的范圍通常是本科階段學習的學科。考試時間為六個小時，分兩天進行。初試有四個部分：力學、電磁學、非相對論性量子力學，以及熱力學與統計力學。復試則包括更為前沿的論題。復試的筆試分為三個三小時時段進行，它包括五個部分：凝聚態物理學、廣義相對論與天體物理學、核物理學、粒子物理學，以及原子與「綜合」物理學。這里給出的許多解答遠比考試所要求的要詳細和完整。（在普林斯頓，這個考試的及格標准是50％，而且允許考生從每個領域中挑選若干道題目作答。）

根據這個考試的題目安排，我們把本書也明確地分為九章，每章十道題目。我們並不保證我們提供的是考試題目的一個隨機樣本。我們所挑選的都是我們認為有趣的、內涵豐富的而且提法明確恰當的題目。我們也盡量避免選入那些答案已經印在許多書上的典型題目。在幾個地方我們注上了有用的參考資料。雖然每個解答都經過反復校對，但是偶爾也會有少數差錯被漏過。我們歡迎評論、批評和指正。

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