大學基礎物理學(第2版)F1版下

大學基礎物理學(第2版)F1版下

《大學基礎物理學》(第2版)F1版分上、下兩冊。上冊內容包括力學、熱學及振動和波動。力學篇講述經典的質點力學、理想流體的運動規律、剛體轉動的基本內容和狹義相對論基礎知識等。熱學篇著重在分子論的基礎上用統計概念說明溫度、氣體的壓強以及麥克斯韋分布率。

振動和波動篇介紹了振動與波動的基本特徵。下冊內容包括電磁學、光學、量子物理基礎。電磁學篇按傳統體系講述了電場、電勢、磁場、電磁感應和電磁波的基本概念和規律,還說明了電場和磁場的相對性。光學篇介紹了光的干涉、衍射和偏振的基本規律。

量子物理基礎篇介紹了波粒二象性、機率波、不確定關係和能量量子化等基本概念以及原子和固體中電子的狀態和分布的規律,最後還介紹了原子核的結合能、放射性衰變和核反應等基本知識。“今日物理趣聞”欄目介紹了一些現代物理理論發展及其套用的前沿課題。

本書還編寫了大量來自生活、實用技術以及自然現象等方面的例題和習題。 本書上、下冊內容涵蓋了大學物理學教學的基本要求,可作為高等院校物理課程的教材,也可作為中學物理教師或其他讀者的自學參考書。

與本書配套的《大學基礎物理學學習輔導與習題解答》(第2版)、電子教案、教師用書(電子版)均由清華大學出版社出版。

基本介紹

  • 書名:大學基礎物理學(第2版)F1版下
  • 作者:張三慧
  • ISBN:9787302243069
  • 定價:33元
  • 裝幀:平裝
  • 印次:2-3
  • 印刷日期:2014-1-2
前言,目錄,

前言

大學物理課程是大學階段一門重要的基礎課,它將在高中物理的基礎上進一步提高學生的現代科學素質。為此,物理課程應提供內容更廣泛更深入的系統的現代物理學知識,並在介紹這些知識的同時進一步培養學生的科學思想、方法和態度並引發學生的創新意識和能力。
根據上述對大學物理課程任務的理解,本書在高中物理的基礎上系統而又嚴謹地講述了基本的物理原理。內容的安排總體上是按傳統的力、熱、電、光、量子物理的順序。所以“固守”此傳統,是因為到目前為止,物理學的發展並沒有達到可能和必要在基礎物理教學上改變這一總體系的程度。
書中具體內容主要是經典物理基本知識,但同時也包含了許多現代物理,乃至一些物理學前沿的理論和實驗以及它們在現代技術中套用的知識。本書還開闢了“今日物理趣聞”專欄,簡要地介紹了如基本粒子、宇宙發展、能源與環境、超導、全息等課題,以開闊學生視野,激發其學習興趣,並啟迪其創造性。
本書選編了大量聯繫實際的例題和習題,從光碟到印表機,從跳水到蹦極,從火箭到對撞機,從人造衛星到行星、星雲等都有涉及。其中還特別注意選用了我國古老文明與現代科技的資料,如王充論力,蘇東坡的迴文詩,神舟飛船的升空,熱核反應的實驗等。對這些例題和習題的分析與求解能使學生更實在又深刻地理解物理概念和規律,了解物理基礎知識的重要的實際意義,同時也有助於培養學生聯繫實際的學風,增強民族自信心。為了便於理解,本書取材力求少而精,論述力求簡而明。
本書是在第1版(清華大學出版社,2003)的基礎上,參考老師和學生的意見和建議,並融入筆者對教學內容的新體會重新修改而成。
本書分上、下兩冊,共包括六篇: 力學、熱學、振動和波動、電磁學、光學、量子物理基礎。
力學篇完全按傳統體系講述。以牛頓定律為基礎和出發點,引入動量、角動量和能量概念,導出動量、角動量和機械能等的守恆定律,最後將它們都推廣到普遍的形式。守恆定律在物理思想和方法上講固然是重要的,但在解決實際問題時經典的動力學概念與規律也常是不可或缺的。
本書對後者也作了較詳細的講解。力學篇還強調了參考系的概念,說明了守恆定律的意義,並注意到物理概念和理論的衍生和發展。
熱學篇除了對系統,特別是氣體的巨觀性質及其變化規律作了清晰的介紹外,大大加強了在分子理論基礎上的統計概念和規律的講解。除了在第7章溫度和氣體動理論中著重介紹了統計規律外,在其他各章對功、熱的實質、熱力學第一定律、熱力學第二定律以及熵的微觀意義和巨觀表示式等都結合統計概念作了許多獨特而清晰的講解。
振動和波動在牛頓力學的基礎上介紹了機械振動與機械波的規律。
電磁學篇以庫侖定律、畢奧-薩伐爾定律和法拉第定律為基礎展開,直至麥克斯韋方程組。在講解了電流的磁場之後,還根據相對論指出了電場和磁場的相對性,使學生對電磁場的性質有更深入的理解。在分析方法上,本篇強調了對稱性的分析,如在求電場和磁場的分布時,都套用了空間對稱性的概念。
光學篇主要著眼於清晰地講解光的干涉、衍射、偏振和幾何光學的基本現象和規律。
量子物理基礎篇的重點放在最基本的量子力學概念方面,如波粒二象性、不確定關係等,至於薛丁格方程及其套用、原子中電子運動的規律、固體物理等只作了很簡要的陳述。
本書內容概括了大學物理學教學的最基本要求。本書還簡述了若干位科學家的生平、品德與貢獻,以提高學生素養,鼓勵成才。書末附有物理學常用數據的最新公認取值的“數值表”,便於學生查閱和套用。
誠摯地歡迎各位讀者對本書提出各種意見和建議。

目錄

第4篇 電磁學第12章 靜電場2
12.1 電荷2
12.2 電場和電場強度3
12.3 庫侖定律與靜電場的計算5
12.4 電場線和電通量11
12.5 高斯定律13
12.6 利用高斯定律求靜電場的分布15
12.7 導體的靜電平衡20
12.8 電場對電荷的作用力24
提要26
思考題27
習題28
第13章 電勢31
13.1 靜電場的保守性31
13.2 電勢差和電勢33
13.3 電勢疊加原理36
13.4 等勢面38
13.5 電勢梯度41
13.6 點電荷在外電場中的靜電勢能43 *13.7 電荷系的靜電能44
目錄大學基礎物理學(第2版)F1版下13.8 靜電場的能量46
提要47
思考題48
習題49
第14章 電容器和介電質52
14.1 電容器及其電容52
14.2 電容器的聯接54
14.3 介電質對電場的影響56
14.4 介電質的極化58
14.5 D矢量及其高斯定律61
14.6 電容器的能量62
14.7 介電質中電場的能量63
提要64
思考題65
習題65
第15章 電流和磁場68
15.1 電流和電流密度68
15.2 電流的一種經典微觀圖像 歐姆定律70
15.3 磁力與電荷的運動72
15.4 磁場與磁感應強度74
15.5 畢奧-薩伐爾定律77
*15.6 勻速運動點電荷的磁場82
15.7 安培環路定理84
15.8 利用安培環路定理求磁場的分布87
15.9 與變化電場相聯繫的磁場90
*15.10 電場和磁場的相對性92
提要94
思考題96
習題97
科學家簡介 麥克斯韋99
第16章 磁力100
16.1 帶電粒子在磁場中的運動100
16.2 霍爾效應103
16.3 載流導線在磁場中受的磁力105
16.4 載流線圈在均勻磁場中受的磁力矩106
16.5 平行載流導線間的相互作用力109
提要112
思考題112
習題114
今 日物理趣聞E 電漿E.1 物質的第四態117
E.2 電漿內的磁場118
E.3 磁場對電漿的作用119
E.4 熱核反應120
E.5 電漿的約束121
E.6 冷聚變124
第17章 物質的磁性125
17.1 物質對磁場的影響125
17.2 原子的磁矩126
17.3 物質的磁化128
17.4 H矢量及其環路定理130
17.5 鐵磁質131
17.6 簡單磁路136
提要137
思考題138
習題139
第18章 電磁感應和電磁波141
18.1 法拉第電磁感應定律141
18.2 動生電動勢143
18.3 感生電動勢和感生電場147
18.4 互感150
18.5 自感151
18.6 磁場的能量153
18.7 麥克斯韋方程組155
18.8 電磁波156
*18.9 電磁波的動量159
提要161
思考題163
習題164
科學家簡介 法拉第167
今 日物理趣聞F 超導電性F.1 超導現象168
F.2 臨界磁場169
F.3 超導體中的電場和磁場170
F.4 第二類超導體171
F.5 BCS理論172
F.6 約瑟夫森效應173
F.7 超導在技術中的套用174
F.8 高溫超導175
第5篇 光學第19章 光的干涉178
19.1 楊氏雙縫干涉178
19.2 相干光182
19.3 光程185
19.4 薄膜干涉187
19.5 邁克耳孫干涉儀189
提要190
思考題191
習題192
第20章 光的衍射196
20.1 光的衍射和惠更斯\|菲涅耳原理196
20.2 單縫的夫琅禾費衍射198
20.3 光學儀器的分辨本領203
20.4 細絲和細粒的衍射206
20.5 光柵衍射209
20.6 X射線衍射214
提要216
思考題217
習題218
今 日物理趣聞G 全息照相G.1 全息照片的拍攝221
G.2 全息圖像的觀察223
G.3 全息的套用225
第21章 光的偏振226
21.1 自然光和偏振光226
21.2 由介質吸收引起的光的偏振227
21.3 由反射引起的光的偏振230
21.4 由雙折射引起的光的偏振232
*21.5 由散射引起的光的偏振233
*21.6 旋光現象235
提要236
思考題237
習題238
今 日物理趣聞H 液晶H.1 液晶的結構239
H.2 液晶的光學特性240第6篇 量子物理基礎第22章 量子物理的基本概念244
22.1 量子概念的誕生244
22.2 光的粒子性的提出246
22.3 康普頓散射250
22.4 粒子的波動性253
22.5 機率波與機率幅257
22.6 不確定關係261
22.7 薛丁格方程265
22.8 無限深方勢阱中的粒子266
22.9 勢壘穿透269
*22.10 諧振子273
提要275
思考題277
習題277
科學家簡介 德布羅意280
第23章 原子中的電子281
23.1 氫原子281
23.2 電子的自旋與自旋軌道耦合287
23.3 各種原子中電子的排布292
*23.4 X射線譜297
23.5 雷射300
*23.6 分子的振動和轉動能級303
提要306
思考題308
習題309
科學家簡介 玻爾311
第24章 固體中的電子312
24.1 自由電子按能量的分布312
24.2 金屬導電的量子論解釋316
24.3 能帶 導體和絕緣體317
24.4 半導體320
24.5 PN結321
24.6 半導體器件323
提要325
思考題326
習題327
今 日物理趣聞I 新奇的納米科技I.1 什麼是納米科技328
I.2 納米材料329
I.3 納米器件331
第25章 核物理333
25.1 核的一般性質333
25.2 核力336
25.3 核的結合能338
*25.4 核的液滴模型341
25.5 放射性和衰變定律343
25.6 三種射線347
25.7 核反應351
提要353
思考題354
習題354
元素周期表356數值表357習題答案359索引367

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