数学物理方法 第三版 刘连寿, 王正清, 李高翔

数学物理方法 第三版 刘连寿, 王正清, 李高翔

📘 「书名」:《数学物理方法(第3版)》 

「作者」:刘连寿,王正清,李高翔 

「出版社」:高等教育出版社 

「ISBN」:978-7-04-031529-5

一、定位与用途

《数学物理方法 第三版》是我国高校物理、电信、通信等理工科专业中一门非常核心的基础课教材。目的在于为本科二年级学生提供物理学科研与后续专业课所需的数学工具,同时也具备良好的教学参考价值和理论深度。课程覆盖范围广泛、数学基础扎实、与物理问题联系紧密,是学术研究与教学实践之间的桥梁。

二、内容结构与特色

该书可大致分为两大部分:

  1. 「复变函数理论」 — 包括复数、复变函数的导数与解析性、复变函数的积分、级数表示、解析延拓、孤立奇点、留数定理与应用等章节。
  2. 「数学物理方程与求解方法」 — 涉及常微分方程(包括二阶线性方程)、偏微分方程的定解问题(热方程、波动方程等)、变量分离法、曲线/球面/柱坐标系中的特殊函数(例如勒让德函数、球函数、贝塞尔函数等)、积分变换法(傅里叶变换、拉普拉斯变换等)、格林函数方法等。

本版“第三版”之所以被广泛采用,是因为在第二版基础上,作者吸取了教学经验与反馈,并结合新时期教学改革要求,对内容作了适当修订与优化。保留原来在“数学与物理结合”上的优势,同时调整部分特殊函数、定理证明或例题的编排顺序,使其更符合学生思路,也更利于教师组织课堂教学。

三、优点与学术价值

以下是我认为该书在学术与教学方面尤为突出的几个优点:

  • 「逻辑严密,证明与推导充分」:书中无论是复变函数中解析性条件、留数定理,还是特殊函数或常微分方程的本征值问题,作者都在数学上尽量做到严谨,细节清楚。这对于培养学生的严密数学思维与物理建模能力十分重要。

  • 「例题与习题丰富且有代表性」:不仅有标准例题,还有较复杂或物理背景浓厚的问题,既能训练学生的计算技巧,也能促使其理解数学方法在物理中的应用。

  • 「内容体系完整」:从复变函数、积分变换、特殊函数,到偏微分方程与边界/定解问题,再到格林函数方法,一应俱全。这种系统性使学生可以系统掌握工具、方法与应用之间的相互关系。对于准备进入理论物理、应用数学、工程物理等方向的学生来说,是一部重要的“工具书”。

  • 「结合现代教学改革的优点」:例如调整例题顺序、加强典型例题与物理背景的联系、改进某些偏旧或抽象部分,使得学习更为流畅,更能激发学生兴趣与理解能力。

四、可能的挑战与建议

尽管该书优点颇多,但对于读者与教师而言也有若干挑战与使用建议:

  • 「数学基础要求较高」:复变函数、偏微分方程、特殊函数、积分变换等内容涉及分析学、实变函数论、常微分方程、线性代数等背景。若学生基础薄弱,可能在理解证明或复杂计算时遇到困难。

  • 「习题难度跨度较大」:有些习题非常挑战,需要较强的创造性与物理直觉,不仅仅是机械套公式或者直接计算。这对训练是好事,但可能需要教师在课堂上给予较多辅导与引导。

  • 「物理背景的深入与应用案例」:虽然书中已有与物理问题结合的例子,但如果用于研究型训练或跨学科应用,可能还需要更多现代物理、工程物理、计算物理中的具体应用案例补充。

  • 「建议配合辅助教学材料」:例如课堂讲义、作业课、小组讨论、课后习题解析、配套软件工具(如符号计算、数值模拟)等能够大大提升书的教学效果。

五、适合对象与推荐使用情境

基于以上分析,我建议如下读者与使用情境:

  • 本科二年级、三年级的物理类、应用数学、电子/电气/通信等专业学生,作为数学物理方法课教材。
  • 研究生阶段需要跨学科应用数学或物理方法的学生,可作为复习与工具书。
  • 教师在授课中可用作教材,也可挑选部分章节作为专题讲座或研讨课内容。
  • 对有志于从事理论物理、数学物理、工程物理、信号处理、量子物理等领域研究的人士,可长期收藏并反复研读。

六、小结

总的来说,《数学物理方法(第三版)》是一本在我国理工科高校中极具影响力且成熟的教材,它在内容深度、数学与物理结合的广度、教学适应性方面都有很强的实力。对于希望在数学工具方面打下扎实基础、并能将这些方法用于物理建模、实验分析、计算模拟等实际问题的学生和研究者而言,本书是一个极佳的选择。📚

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数学物理方法 第三版
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