Progresión recomendada con la que aprender física por diversión

Soy físico recién graduado. Suponiendo que busca un aprendizaje riguroso en lugar de solo divulgación científica , me gustaría recomendar algunos libros para iniciarse en este increíble campo del conocimiento.

Antes de aprender algo de cálculo duro, puedes leer estos libros:

• Física para científicos e ingenieros . Tipler y Mosca . Estos libros son el comienzo más fácil en la física. Toca todo para un principiante: mecánica clásica, electromagnetismo clásico, teoría ondulatoria, óptica, algunas aproximaciones a las leyes de conservación, la mecánica newtoniana más simple y una introducción a los límites de la física cuántica y la realidad.
• Las conferencias de Feynman sobre física . Richard Feynmann . Recomiendo encarecidamente estos libros. Feynman tenía un sentimiento especial para motivar a los estudiantes y está bastante representado en estos libros. Aquí no encontrarás matemáticas complejas o ecuaciones complicadas, el conocimiento aquí es principalmente cualitativo; sin embargo, siempre puedes aprender algo leyendo estos libros.

Después de eso, deberás aprender algo de cálculo y álgebra. Sé que esta es la parte más difícil, requiere paciencia y mucho trabajo. Recomiendo encarecidamente estos libros para obtener todo lo que necesitas de la manera más fácil:

• calculo _ Spivak
• Álgebra Lineal y Geometría . A. Kostrikin e Y. Manin
• TM Apostol , Cálculo
• Spiegel , Variable Compleja (Schaum) Todos los físicos duermen abrazados a un Schaum .
• Métodos matemáticos para físicos , G. Arfken

Bueno, una vez que tenga un conocimiento un poco poderoso sobre las matemáticas más simples, puede ir directamente a la parte más divertida:

• W. Greiner , "Mecánica clásica: sistema de partículas y dinámica hamiltoniana"
• Mecánica Cuántica , Desmitificada . De lejos, el mejor libro de introducción a la física cuántica.
• RK Wangsness , Campos electromagnéticos
• Mecánica Cuántica , Sakurai . La Biblia de la Mecánica Cuántica para todo estudiante.
• Electrodinámica clásica , JD Jackson
• Quarks y leptones: un curso introductorio a la física moderna de partículas , F.Halzem y A.Martin
• Una introducción a la astrofísica moderna , Ostlie & Carroll
• Conceptos astrofísicos , Harwit
• Un primer curso de Relatividad General , Schuz
• Mecánica de Fluidos , Kundu . Estoy realmente enamorada de este libro.
• Introducción a la Dinámica de Fluidos . bachiller _ El título miente, esto no es introductorio. es avanzado

Y, lo más importante: Leer todos los volúmenes del Curso de física teórica , Landau & Lifshitz .

Pero no olvides martillar esto en tu cerebro: estudiar física es una forma de vida realmente difícil, tan difícil como hermosa. No rendirse nunca. Sin embargo, incluso si es estudiante universitario o tiene un doctorado, siempre puede disfrutar viendo Cosmos o leyendo Feynman Lectures .

Un libro particularmente divertido que realmente disfruto es "Road to Reality" de Roger Penrose. Sin embargo, ciertamente no es tan autónomo como se describe a sí mismo, y debe complementarse con otras fuentes (tanto matemáticas como físicas) si desea tener una buena comprensión del material. Pero aún así, personalmente me encanta su estilo de escritura y todavía mantiene el material interesante incluso si te pierdes en las matemáticas. Además, encuentro el libro muy inspirador y motivador, ya que cada tema en el que me atasco, profundizo en otros libros y, una vez que tengo una comprensión decente, estoy un capítulo más cerca de la primera línea de la física.

La idea básica del libro es que la primera mitad está dedicada a las matemáticas, comenzando por las definiciones más básicas de los números reales y complejos, pasando por el cálculo, el análisis complejo, la teoría de grupos y la geometría diferencial. De aquí pasa a la física, comenzando con el espacio-tiempo, la mecánica lagrangiana, la mecánica cuántica, el modelo estándar y pasando a QFT, cosmología, supersimetría, teoría de cuerdas y, por supuesto, la teoría del twistor, la favorita de Penrose.

Comenzaría con cualquier buen texto de introducción a la física de la escuela secundaria o la universidad. El libro de texto no solo le mostrará conceptualmente lo que está sucediendo, sino que, debido a la necesidad de cumplir el propósito para el que fue escrito, le dará las matemáticas junto con él.

Una advertencia es que la física no te enseñará cálculo, y un texto de nivel universitario asumirá cierta exposición al cálculo. Si no has tenido cálculo diferencial e integral, entonces sigue un libro de texto de nivel secundario, o... toma un curso de cálculo (o consigue el libro y estudia por tu cuenta).

Cualquier buen libro de texto estará estructurado para llevarlo a través de los temas en un orden lógico. Te encontrarás con la mecánica de cuerpo libre antes de llegar a la hidrostática, la hidrostática antes que la aerodinámica, la electricidad y el magnetismo antes que la óptica, etc.

Guía general para escoger un BUEN libro de texto:

1.) Busque textos que tengan más de un autor (un esfuerzo colaborativo) y NO sean la primera edición. Algo que está, digamos, en su quinta edición, está probado y probado y todavía tiene demanda: una excelente señal de calidad subyacente.

2.) Busque cursos de física de colegios comunitarios en la web y escriba qué texto usan, luego busque comentarios de calificación de libros en Amazon y en otros lugares.

3.) Asegúrese de que el libro de texto tenga MUCHAS imágenes.

4.) Asegúrese de que el libro de texto tenga respuestas a los problemas con números impares (o respuestas a los números pares... lo que sea) en el libro. NO hay mejor manera de verificar que comprendió el material que resolver un problema. Quiere saber que obtuvo la respuesta correcta; y no tienes maestro a quien acudir.

También puede intentar resolver la relación matemática-física desde el otro extremo: comience con un libro de matemáticas. Los libros de texto de Cálculo de Larson y Stewart son algunos libros bastante generales que cubren el cálculo básico, desde los principios algebraicos/geométricos, hasta el cálculo elemental de múltiples variables y las ecuaciones diferenciales, con algunas otras cosas interesantes en el medio. Toneladas de problemas/respuestas/diagramas/ejemplos y, en general, muy buenas explicaciones, siempre que esté dispuesto a pensar en las ideas. Incluso puede encontrar estos libros demasiado fáciles, no lo sé.

Aunque estos libros no necesariamente le darán mucho sobre los conceptos de física que le interesan, menciono esta entrada al estudio de la física porque:

1. La comprensión de muchos conceptos matemáticos, especialmente aquellos que involucran cálculo de alto nivel y álgebra lineal, es muy útil para una comprensión profunda de la física. Sin embargo, no me refiero a la capacidad de cálculo o procesamiento numérico puro, sino a la comprensión de las relaciones en órdenes de magnitud, o la naturaleza del comportamiento de las funciones a lo largo del tiempo (ecuaciones diferenciales), o los efectos de las dimensiones y las unidades. . El concepto de movimiento armónico simple, en un resorte oscilante, por ejemplo, se vuelve mucho más claro cuando tiene una buena comprensión conceptual matemática de las funciones sinusoidales, incluso sin ningún número o parámetro físico para conectar. Y ese es uno de muchos ejemplos

2. Los libros que mencioné, junto con la mayoría de los libros de texto universitarios de matemáticas generales, tienen excelentes secciones de ejemplos con aplicaciones en física. Con estos problemas como trampolín, quizás pueda usar su conocimiento conceptual de un fenómeno físico para comprender una idea similar en matemáticas, y viceversa.

Una sugerencia más: One, Two, Three...Infinity de George Gamow tiene excelentes explicaciones de todo tipo de fenómenos físicos, con algunas buenas matemáticas para respaldarlas (aunque las matemáticas en este libro a menudo son más conceptuales que técnicas). . Es uno de mis libros favoritos de todos los tiempos.

Las áreas básicas de la física matemática son:

• análisis
• álgebra lineal

Dependiendo del área física específica como QM o ART, debe mejorar su conocimiento con análisis funcional o geometría diferencial. Pero sin el conocimiento de las áreas básicas, no verás ninguna luz al final del túnel;)

Sitios como hiperfísica intentan mantener las matemáticas lo más simples posible. También mire algunas conferencias en línea sobre el MIT, por ejemplo, para cursos de áreas básicas. Algunas universidades enseñan a sus estudiantes de física por profesores de física, por lo que los ejemplos y la conferencia no son tan abstractos como escuchar matemáticas. Conferencia del Prof.

Un gran lugar para comenzar (asumiendo un conocimiento de cálculo) es un libro de E&M de nivel universitario superior como Griffiths . Si bien la electrodinámica es un campo interesante por derecho propio y brinda mucha motivación para temas posteriores, su lugar en un plan de estudios de física también es el primer lugar en el que los estudiantes son introducidos a la maquinaria de resolución de ecuaciones diferenciales parciales en varias dimensiones, que incluyen cálculo vectorial, separación de variables, armónicos esféricos, etc. Una base en estas cosas también es esencial antes de pasar a algo como la geometría diferencial.

Como se indicó anteriormente, el álgebra lineal es algo que también es universalmente necesario en la física de nivel superior. Puede encontrar un montón de recursos sobre esto buscando (no puedo recomendar un buen libro de texto, tomé un libro de texto de la biblioteca e hice todos los problemas que tenían respuestas en la parte posterior del libro, y eso fue hace años). El álgebra lineal también es prácticamente un requisito previo para muchas de las matemáticas de nivel superior: no obtendrá mucho sentido de los tensores o los operadores de mapeo en topología si no tiene algún tipo de base en álgebra lineal.