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物理學中的分形

物理學中的分形

定 價:¥57.00

作 者: 劉式達,劉式適 著
出版社: 北京大學出版社
叢編項: 中外物理學精品書系·前沿系列
標 簽: 科學與自然 物理學

ISBN: 9787301245248 出版時間: 2014-09-01 包裝: 平裝
開本: 16開 頁數(shù): 332 字數(shù):  

內(nèi)容簡介

  《物理學中的分形》首先介紹了物理學中的分形現(xiàn)象,如連續(xù)相變、逾滲、隨機游動、噪聲、生長現(xiàn)象、異常擴散、湍流、氣候等,進而引出標度對稱性這一重要概念。之后,本書介紹了分數(shù)維的物理含義,如臨界奇異性、間隙性、串級過程、層次結(jié)構(gòu)等,特別是近代物理學所關(guān)注的記憶性。接下來,本書講解了涉及分形的一些數(shù)理基礎(chǔ)和概念,如標度變換、重整化變換、函數(shù)方程、自相似隨機過程、小波變換、多重分形等。本書也介紹了分形在混沌、湍流、時間序列,自組織及自組織臨界現(xiàn)象等問題中的研究進展。最后,本書還講述了分數(shù)階微積分及分數(shù)階動力學。它們是非線性分形物理學的最新研究成果。《物理學中的分形》涵蓋了作者近二十多年來的研究成果,力求將分形概念物理化,并用直觀和相對簡單的方法去說明有關(guān)分形的概念,使讀者能從應用數(shù)學的范疇去了解新的物理問題,以便應用于物理學的各個分支領(lǐng)域。本書可作為理工科大學本科生、研究生的教材和參考書,也可供理工科大學教師和有關(guān)科研人員閱讀參考。

作者簡介

  劉式達,北京大學物理學院教授。長期從事物理學中的分形研究和大氣動力學研究。在我社出版專著多部,較有廣泛影響力。

圖書目錄

第一章 物理學中的分形現(xiàn)象
1.1 相變和臨界指數(shù)
1.2 湍流渦旋
1.3 逾滲(滲流)
1.4 1/f噪聲
1.5 雪花形成及生長現(xiàn)象
1.6 地震
1.7 氣候
1.8 異常擴散!&
小結(jié)
第二章 分數(shù)維的物理意義
2.1 多尺度系統(tǒng)的標記
2.2 臨界現(xiàn)象和奇異性的特征
2.3 間歇(間隙)性的表現(xiàn)
2.4 級聯(lián)過程和自我復制
2.5 分形層次結(jié)構(gòu)
2.6 處處不可微
2.7 記憶性
小結(jié)
第三章 標度變換和迭代函數(shù)方程
3.1 標(尺)度變換
3.2 演化方程的標度變換
3.3 物理學中的冪律函數(shù)
3.4 與標度有關(guān)的函數(shù)方程
3.5 迭代函數(shù)方程
3.6 迭代變換的非線性物理
3.7 尺度的"伽利略變換"和"洛倫茲變換"
3.8 復雜結(jié)構(gòu)的涌現(xiàn)
小結(jié)
第四章 重正化群變換
4.1 重正化群變換的實質(zhì)
4.2 一維重正化群變換逾滲模型',
4.3 二維重正化群逾滲模型
4.4 一維伊辛模型的重正化群
4.5 簡單生長過程的重正化群
4.6 相變和分岔
4.7 相變和突變
4.8 突變和重正化群
小結(jié)
第五章 從布朗運動到列維運動
5.1 布朗運動的概率密度分布
5.2 布朗運動下的擴散方程和自相關(guān)函數(shù)
5.3 自相似的隨機過程
5.4 分數(shù)維布朗運動
5.5 方差、自相關(guān)函數(shù)、功率譜等標度指數(shù)的關(guān)系
5.6 列維運動
5.7 列維分布圖像及應用
5.8 廣義列維分布
小結(jié)
第六章 小波(子波)變換
6.1 傅里葉變換和小波變換描述自然界的異同
6.2 小波變換的標度不變性
6.3 常用的小波及卷積的含義
6.4 小波變換檢出t0 處信號的突變性
6.5 哈爾標度函數(shù)
6.6 隨機函數(shù)的哈爾標度函數(shù)表示
6.7 哈爾標度函數(shù)表示分形
6.8 二維哈爾標度函數(shù)
6.9 小波變換的最大值
小結(jié)
第七章 多重分形
7.1 多重分形的來源及其描述方法
7.2 兩尺度康托爾集合的配分函數(shù)
7.3 多重分形的物理意義
7.4 人口分布的多分維過程
7.5 均勻和不均勻的τ(q)
7.6 求τ(q),α(q)和f(α)的較好方法
7.7 二維面包師映射的多分維!'*
7.8 三標度的多重分形!'!
7.9 分層電阻網(wǎng)絡(luò)和增長模型的多重分形!'&
7.10 混沌動力系統(tǒng)的多重分形!')
小結(jié)
第八章 混沌、湍流與分形
8.1 費根鮑姆常數(shù)和兩尺度康托爾集
8.2 圓映射和標度律
8.3 湍流及其統(tǒng)計描述
8.4 對數(shù)正態(tài)分布和列維分布
8.5 均勻各向同性湍流的科爾莫戈羅夫模型
8.6 間歇湍流的β模型
8.7 佘湍流模型
8.8 對數(shù)正態(tài)模型
小結(jié)
第九章 時間序列的分形
9.1 相空間和相軌跡
9.2 重構(gòu)相空間的原因
9.3 塔肯斯定理
9.4 混沌和噪聲
9.5 延遲時間和時間序列長度
9.6 李雅普諾夫特征指數(shù)和科爾莫戈羅夫熵
9.7 經(jīng)驗模態(tài)分解
9.8 長記憶性的時間序列
9.9 去趨勢漲落分析
小結(jié)
第十章 自組織、自相似和結(jié)構(gòu)
10.1 動力系統(tǒng)
10.2 反應擴散系統(tǒng)中的斑圖
10.3 臨界性和自組織臨界性
10.4 沙堆模型
10.5 與斐波那契數(shù)有關(guān)的自相似螺旋結(jié)構(gòu)
10.6 由伸長、折疊、扭轉(zhuǎn)而形成的多層次結(jié)構(gòu)
10.7 可激發(fā)系統(tǒng)的行波結(jié)構(gòu)和孤波寬譜結(jié)構(gòu)
10.8 分形結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的原因
10.9 熵和結(jié)構(gòu)
小結(jié)
第十一章 分數(shù)階導數(shù)的物理來源及定義
11.1 分數(shù)階導數(shù)的物理來源
11.2 常數(shù)的分數(shù)階導數(shù)不為零,分數(shù)階導數(shù)為零的函數(shù)是冪函數(shù)
11.3 將整數(shù)階導數(shù)擴展到分數(shù)階導數(shù)的定義
11.4 分數(shù)階導數(shù)的傅里葉和拉普拉斯變換
11.5 和分數(shù)階導數(shù)有關(guān)的幾個新的函數(shù)
11.6 從分數(shù)階導數(shù)看記憶性
11.7 分數(shù)階微分方程
11.8 分數(shù)階積分和導數(shù)的標度不變性$+,
小結(jié)
第十二章 分數(shù)階動力學
12.1 湍流速度場的分數(shù)階導數(shù)
12.2 分數(shù)階布朗運動的朗之萬方程的解
12.3 等時降速的軌跡問題
12.4 分數(shù)階摩擦力和調(diào)和振蕩
12.5 分數(shù)階弛豫過程
12.6 分數(shù)維電學
12.7 分形介質(zhì)的流體力學方程組
12.8 異常擴散方程
小結(jié)
參考文獻
索引

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