基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書根據教育部世行貸款教學改革項目的成果和教育部新頒布的《理工科類大學物理課程教學基本要求》編寫而成。全書共兩卷，本書為*卷，主要內容有力學、場物理學、波動學和熱學。本書的一大特色，也是新的嘗試是，除在敘述上力求接近學生、概念準確，並以大量實例使內容更加生動、有趣外，還在講述基本概念、基本原理和基本理論的同時，凸顯教學內容中套用的物理學研究方法。特別是，本書在每章編寫一節“物理學方法簡述”，進一步介紹相關物理學的研究方法，提示讀者套用這些研究方法的要點，同時挑選幾種方法，要求學生自己通過歸納、總結和套用這些研究方法，達到既掌握知識，又提高能力的教學目的。本書與配套的《大學物理題解思路、方法與技巧》一書一併提供學生使用。本書為高等院校理工科非物理專業大學物理基礎課教材，也可作為高校物理教師、學生和相關技術人員的教學參考書。
目錄
第5版前言
第4版前言
第3版前言
緒論1
第一部分力學3
第一章質點力學4
第一節質點運動學4
一、位置矢量4
二、運動學方程5
三、位移矢量5
四、速度矢量7
五、加速度矢量8
六、笛卡兒直角坐標系的運用10
七、運動學的兩類問題11
第二節牛頓運動定律11
一、牛頓運動定律的內容12
二、牛頓運動定律的套用16
第三節質點的基本運動
定理18
一、質點動量定理18
二、質點動能定理21
三、質點角動量(動量矩)
定理25
第四節物理學方法簡述29
一、數學方法29
二、理想模型方法30
三、邏輯推理方法31
四、物理過程的整體化32
第二章質點系統的守恆定律33
第一節動量守恆定律33
一、質點系動量定理34
二、質心概念簡介35
三、質點系動量守恆定律36
四、火箭飛行原理簡介38
第二節機械能守恆定律39
一、質點系動能定理39
二、質點系內力做的功40
三、質點系統的內勢能41
四、機械能守恆定律的表述44
第三節質點系角動量守恆
定律45
一、質點系角動量46
二、質點系角動量定理46
三、質點系角動量守恆條件47
四、有關守恆定律的補充說明48
第四節物理學方法簡述49
一、整體（系統）方法49
二、變換參考系的方法50
三、找守恆量的方法50
第三章連續體力學51
第一節剛體定軸轉動52
一、剛體運動的類型52
二、剛體定軸轉動運動學53
三、定軸轉動動力學56
四、定軸轉動剛體的角動量守恆
定律60
第二節固體的形變和彈性62
一、彈性體中的應變和應力62
二、胡克定律65
三、彈性體中的波速69
第三節理想流體及其運動73
一、理想流體的定常流動74
二、流體運動的描述方法75
三、連續性方程80
四、伯努利方程82
第四節物理學方法簡述85
一、類比方法85
二、數學模型方法86
三、場的研究方法87
第二部分場物理學基礎88
第四章真空中的靜電場89
第一節庫侖定律89
一、電荷89
二、庫侖定律的內容92
三、靜電力疊加原理94
第二節電場電場強度95
一、靜電場95
二、電場強度矢量96
三、點電荷電場的電場強度97
四、點電荷系電場的電場強度98
五、連續分布電荷電場的電場
強度99
第三節高斯定理102
一、電場線102
二、電通量103
三、高斯定理的內容105
四、高斯定理的物理意義107
五、高斯定理的套用109
第四節靜電場的環路定
理電勢111
一、靜電場是保守力場111
二、靜電場的環路定理113
三、電勢能、電勢差和電勢114
四、靜電場的能量117
五、電勢的計算117
第五節物理學方法簡述119
一、分析與綜合方法119
二、電場與流場的類比120
第五章真空中的穩恆磁場121
第一節磁現象121
一、電流的磁效應121
二、磁力122
第二節磁場磁感應強度124
第三節磁場對運動電荷的
作用126
一、洛倫茲力126
二、帶電粒子在電場和磁場中的
運動130
三、霍爾效應131
第四節磁場對載流導線的
作用135
一、安培定律135
二、磁場對載流平面線圈的
作用138
第五節畢奧薩伐爾定律140
一、畢奧薩伐爾定律的內容141
二、運動電荷的磁場143
第六節磁場的高斯定理145
一、磁場的幾何描述145
二、磁通量146
三、磁場高斯定理的內容147
第七節安培環路定理148
第八節物理學方法簡述154
一、實驗方法154
二、分類比較方法155
第六章變化的電磁場156
第一節電磁感應定律156
一、電磁感應現象的發現156
二、法拉第電磁感應定律157
三、楞次定律160
四、渦電流現象162
第二節電路中的電磁感
應互感與自感164
一、互感164
二、自感166
三、磁場能量167
第三節動生電動勢168
一、電源電動勢169
二、動生電動勢的產生及計算170
三、動生電動勢產生過程中的
能量轉換173
第四節感生電動勢渦旋
電場174
一、渦旋電場174
二、感生電動勢175
三、感生電動勢與動生電動勢177
四、渦旋電場的計算179
第五節位移電流182
一、電流場183
二、電流連續性方程185
三、電流恆定條件186
四、電容器的充、放電187
五、位移電流假設190
第六節麥克斯韋電磁場
方程組191
第七節物理學方法簡述193
假說方法概念193
第七章引力場簡介195
第一節牛頓萬有引力定律195
第二節引力場強197
第三節保守力場的圖示
——勢能曲線198
第四節物理學方法簡述201
勢能的數學描述方法201
第八章標量場203
第一節勢函式與場強度203
一、等勢面204
二、電勢梯度205
第二節物理學方法簡述208
一、等值面與等值線208
二、梯度矢量208
第三部分波動學基礎210
第九章機械振動211
第一節簡諧振動211
一、質點振動系統211
二、簡諧勢212
三、簡諧振動的運動方程213
四、描述簡諧振動的特徵量214
五、簡諧振動的幾何描述216
六、簡諧振動的能量220
第二節簡諧振動的疊加221
一、同一直線上兩個同頻率簡諧
振動的疊加221
二、多個同方向、同頻率簡諧振
動的疊加224
三、二維振動的疊加226
*第三節阻尼振動與受迫振動
簡介228
一、阻尼振動228
二、受迫振動230
第四節物理學方法簡述232
一、諧振動研究方法232
二、數學變換方法（化歸法）232
第十章機械波234
第一節機械波的形成與
描述234
一、彈性介質中機械波的產生234
二、機械波波動方程235
第二節平面簡諧波236
一、波動空間中波的幾何描述236
二、坐標圖中簡諧波波函式237
三、波場中的相位分布與傳播239
第三節波場中的能量與
能流242
一、介質中任一質元的能量242
二、波強度245
第四節波的疊加與干涉246
一、波的疊加原理247
二、波的干涉247
第五節駐波250
一、從波的干涉看駐波250
二、從固有振動看駐波253
第六節物理學方法簡述257
一、波場描述方法257
二、坐標描述方法258
第十一章光的干涉259
第一節光波及其相干性260
一、光波的相干條件261
二、非相干疊加262
三、獲得相干光的方法263
第二節分波前干涉264
一、楊氏實驗264
二、光程267
第三節分振幅薄膜干涉269
一、物像之間的等光程性270
二、等傾干涉271
三、等厚干涉278
第四節物理學方法簡述283
一、光波與機械波類比方法283
二、干涉實驗方法283
第十二章光的衍射285
第一節光的衍射和惠更斯菲
涅耳原理286
一、衍射現象的分類286
二、惠更斯菲涅耳原理287
第二節單縫衍射288
一、實驗裝置與光路288
二、光強分布公式289
三、半波帶法293
第三節圓孔衍射294
第四節光學儀器的分辨
本領295
第五節光柵衍射296
一、平面透射光柵的光強分布
公式297
二、光柵衍射圖樣的特點299
三、光柵光譜302
第六節物理學方法簡述305
一、光學系統類比305
二、衍射與干涉類比305
第十三章光的偏振307
第一節光的偏振態307
一、自然光308
二、線偏振光309
三、橢圓偏振光和圓偏振光309
四、部分偏振光311
第二節偏振片馬呂斯
定律311
第三節光在反射和折射時的
偏振314
第四節晶體的雙折射現象316
第五節物理學方法簡述318
一、隨機事件與統計方法318
二、觀察方法319
第四部分熱物理學基礎320
第十四章熱力學第一定律321
第一節熱力學中的基本
概念321
一、熱力學系統321
二、系統狀態與狀態參量322
三、準靜態過程324
第二節功、熱力學能和
熱量325
一、功326
二、系統的熱力學能329
三、熱量330
第三節熱力學第一定律的
內容330
第四節氣體的摩爾熱容331
第五節理想氣體的熱力學
過程333
一、等體(定容)過程333
二、等(定)壓過程333
三、等溫過程333
四、絕熱過程334
第六節熱力學循環337
一、循環過程337
*二、制冷機338
第七節物理學方法簡述339
一、公理化方法339
二、理想實驗方法340
第十五章熱力學第二定律342
第一節卡諾循環342
一、卡諾循環的四個分過程342
二、卡諾循環的效率344
*三、卡諾定理345
第二節可逆過程與不可逆
過程345
一、實際熱力學過程的不可
逆性345
二、理想熱力學過程的可逆性347
第三節熱力學第二定律的
內容349
一、不可逆過程與熱力學第二
定律的表述349
二、熵和熱力學第二定律的
數學表述350
第四節物理學方法簡述357
一、理想過程方法357
二、模擬（或模型）方法358
第十六章熱平衡態的氣體分子
動理論359
第一節理想氣體的壓強
公式360
一、氣體分子熱運動的基本
特點360
二、理想氣體分子的微觀模型362
三、大量分子熱運動的統計
性假設362
四、理想氣體壓強公式的導出363
五、關於導出壓強公式的幾點
說明366
第二節理想氣體溫度的統計
意義366
一、理想氣體的溫度公式366
二、溫度的統計意義367
第三節能量均分定理368
一、自由度368
二、能量按自由度均分定理370
三、理想氣體的熱力學能372
四、理想氣體的摩爾熱容373
五、經典理論的缺陷373
第四節氣體分子的速率分
布律374
一、氣體分子速率分布律的實驗
測定375
二、實驗結果分析378
三、速率分布函式的物理意義380
四、用速率分布函式求分子速率
的統計平均值382
第五節玻耳茲曼分布
簡介384
一、重力場中微粒按高度的
分布384
二、玻耳茲曼密度分布律385
第六節物理學方法簡述386
一、統計平均方法386
二、實驗數據處理方法387
第十七章氣體中的輸運現象388
第一節氣體的黏滯現象389
一、實驗現象389
二、黏滯力的實驗規律390
第二節氣體的擴散與氣體的
熱傳導現象391
一、局域平衡假設392
二、實驗規律與微觀機制392
第三節物理學方法小結393
一、觀察方法394
二、實驗方法394
三、假說方法394
四、數學方法394
五、理想化方法394
六、類比與模擬方法394
七、歸納與演繹、分析與綜合
方法394
八、整體方法395
九、場論方法395附錄396
附錄A量綱396
附錄B我國法定計量單位和國際
單位制(SI)單位397
附錄C希臘字母397
附錄D物理量的名稱、符號和
單位(SI)398
附錄E基本物理常數表(2006年
國際推薦值)401
物理名詞索引(中英文對照)402
參考文獻414
第4版前言
第3版前言
緒論1
第一部分力學3
第一章質點力學4
第一節質點運動學4
一、位置矢量4
二、運動學方程5
三、位移矢量5
四、速度矢量7
五、加速度矢量8
六、笛卡兒直角坐標系的運用10
七、運動學的兩類問題11
第二節牛頓運動定律11
一、牛頓運動定律的內容12
二、牛頓運動定律的套用16
第三節質點的基本運動
定理18
一、質點動量定理18
二、質點動能定理21
三、質點角動量(動量矩)
定理25
第四節物理學方法簡述29
一、數學方法29
二、理想模型方法30
三、邏輯推理方法31
四、物理過程的整體化32
第二章質點系統的守恆定律33
第一節動量守恆定律33
一、質點系動量定理34
二、質心概念簡介35
三、質點系動量守恆定律36
四、火箭飛行原理簡介38
第二節機械能守恆定律39
一、質點系動能定理39
二、質點系內力做的功40
三、質點系統的內勢能41
四、機械能守恆定律的表述44
第三節質點系角動量守恆
定律45
一、質點系角動量46
二、質點系角動量定理46
三、質點系角動量守恆條件47
四、有關守恆定律的補充說明48
第四節物理學方法簡述49
一、整體（系統）方法49
二、變換參考系的方法50
三、找守恆量的方法50
第三章連續體力學51
第一節剛體定軸轉動52
一、剛體運動的類型52
二、剛體定軸轉動運動學53
三、定軸轉動動力學56
四、定軸轉動剛體的角動量守恆
定律60
第二節固體的形變和彈性62
一、彈性體中的應變和應力62
二、胡克定律65
三、彈性體中的波速69
第三節理想流體及其運動73
一、理想流體的定常流動74
二、流體運動的描述方法75
三、連續性方程80
四、伯努利方程82
第四節物理學方法簡述85
一、類比方法85
二、數學模型方法86
三、場的研究方法87
第二部分場物理學基礎88
第四章真空中的靜電場89
第一節庫侖定律89
一、電荷89
二、庫侖定律的內容92
三、靜電力疊加原理94
第二節電場電場強度95
一、靜電場95
二、電場強度矢量96
三、點電荷電場的電場強度97
四、點電荷系電場的電場強度98
五、連續分布電荷電場的電場
強度99
第三節高斯定理102
一、電場線102
二、電通量103
三、高斯定理的內容105
四、高斯定理的物理意義107
五、高斯定理的套用109
第四節靜電場的環路定
理電勢111
一、靜電場是保守力場111
二、靜電場的環路定理113
三、電勢能、電勢差和電勢114
四、靜電場的能量117
五、電勢的計算117
第五節物理學方法簡述119
一、分析與綜合方法119
二、電場與流場的類比120
第五章真空中的穩恆磁場121
第一節磁現象121
一、電流的磁效應121
二、磁力122
第二節磁場磁感應強度124
第三節磁場對運動電荷的
作用126
一、洛倫茲力126
二、帶電粒子在電場和磁場中的
運動130
三、霍爾效應131
第四節磁場對載流導線的
作用135
一、安培定律135
二、磁場對載流平面線圈的
作用138
第五節畢奧薩伐爾定律140
一、畢奧薩伐爾定律的內容141
二、運動電荷的磁場143
第六節磁場的高斯定理145
一、磁場的幾何描述145
二、磁通量146
三、磁場高斯定理的內容147
第七節安培環路定理148
第八節物理學方法簡述154
一、實驗方法154
二、分類比較方法155
第六章變化的電磁場156
第一節電磁感應定律156
一、電磁感應現象的發現156
二、法拉第電磁感應定律157
三、楞次定律160
四、渦電流現象162
第二節電路中的電磁感
應互感與自感164
一、互感164
二、自感166
三、磁場能量167
第三節動生電動勢168
一、電源電動勢169
二、動生電動勢的產生及計算170
三、動生電動勢產生過程中的
能量轉換173
第四節感生電動勢渦旋
電場174
一、渦旋電場174
二、感生電動勢175
三、感生電動勢與動生電動勢177
四、渦旋電場的計算179
第五節位移電流182
一、電流場183
二、電流連續性方程185
三、電流恆定條件186
四、電容器的充、放電187
五、位移電流假設190
第六節麥克斯韋電磁場
方程組191
第七節物理學方法簡述193
假說方法概念193
第七章引力場簡介195
第一節牛頓萬有引力定律195
第二節引力場強197
第三節保守力場的圖示
——勢能曲線198
第四節物理學方法簡述201
勢能的數學描述方法201
第八章標量場203
第一節勢函式與場強度203
一、等勢面204
二、電勢梯度205
第二節物理學方法簡述208
一、等值面與等值線208
二、梯度矢量208
第三部分波動學基礎210
第九章機械振動211
第一節簡諧振動211
一、質點振動系統211
二、簡諧勢212
三、簡諧振動的運動方程213
四、描述簡諧振動的特徵量214
五、簡諧振動的幾何描述216
六、簡諧振動的能量220
第二節簡諧振動的疊加221
一、同一直線上兩個同頻率簡諧
振動的疊加221
二、多個同方向、同頻率簡諧振
動的疊加224
三、二維振動的疊加226
*第三節阻尼振動與受迫振動
簡介228
一、阻尼振動228
二、受迫振動230
第四節物理學方法簡述232
一、諧振動研究方法232
二、數學變換方法（化歸法）232
第十章機械波234
第一節機械波的形成與
描述234
一、彈性介質中機械波的產生234
二、機械波波動方程235
第二節平面簡諧波236
一、波動空間中波的幾何描述236
二、坐標圖中簡諧波波函式237
三、波場中的相位分布與傳播239
第三節波場中的能量與
能流242
一、介質中任一質元的能量242
二、波強度245
第四節波的疊加與干涉246
一、波的疊加原理247
二、波的干涉247
第五節駐波250
一、從波的干涉看駐波250
二、從固有振動看駐波253
第六節物理學方法簡述257
一、波場描述方法257
二、坐標描述方法258
第十一章光的干涉259
第一節光波及其相干性260
一、光波的相干條件261
二、非相干疊加262
三、獲得相干光的方法263
第二節分波前干涉264
一、楊氏實驗264
二、光程267
第三節分振幅薄膜干涉269
一、物像之間的等光程性270
二、等傾干涉271
三、等厚干涉278
第四節物理學方法簡述283
一、光波與機械波類比方法283
二、干涉實驗方法283
第十二章光的衍射285
第一節光的衍射和惠更斯菲
涅耳原理286
一、衍射現象的分類286
二、惠更斯菲涅耳原理287
第二節單縫衍射288
一、實驗裝置與光路288
二、光強分布公式289
三、半波帶法293
第三節圓孔衍射294
第四節光學儀器的分辨
本領295
第五節光柵衍射296
一、平面透射光柵的光強分布
公式297
二、光柵衍射圖樣的特點299
三、光柵光譜302
第六節物理學方法簡述305
一、光學系統類比305
二、衍射與干涉類比305
第十三章光的偏振307
第一節光的偏振態307
一、自然光308
二、線偏振光309
三、橢圓偏振光和圓偏振光309
四、部分偏振光311
第二節偏振片馬呂斯
定律311
第三節光在反射和折射時的
偏振314
第四節晶體的雙折射現象316
第五節物理學方法簡述318
一、隨機事件與統計方法318
二、觀察方法319
第四部分熱物理學基礎320
第十四章熱力學第一定律321
第一節熱力學中的基本
概念321
一、熱力學系統321
二、系統狀態與狀態參量322
三、準靜態過程324
第二節功、熱力學能和
熱量325
一、功326
二、系統的熱力學能329
三、熱量330
第三節熱力學第一定律的
內容330
第四節氣體的摩爾熱容331
第五節理想氣體的熱力學
過程333
一、等體(定容)過程333
二、等(定)壓過程333
三、等溫過程333
四、絕熱過程334
第六節熱力學循環337
一、循環過程337
*二、制冷機338
第七節物理學方法簡述339
一、公理化方法339
二、理想實驗方法340
第十五章熱力學第二定律342
第一節卡諾循環342
一、卡諾循環的四個分過程342
二、卡諾循環的效率344
*三、卡諾定理345
第二節可逆過程與不可逆
過程345
一、實際熱力學過程的不可
逆性345
二、理想熱力學過程的可逆性347
第三節熱力學第二定律的
內容349
一、不可逆過程與熱力學第二
定律的表述349
二、熵和熱力學第二定律的
數學表述350
第四節物理學方法簡述357
一、理想過程方法357
二、模擬（或模型）方法358
第十六章熱平衡態的氣體分子
動理論359
第一節理想氣體的壓強
公式360
一、氣體分子熱運動的基本
特點360
二、理想氣體分子的微觀模型362
三、大量分子熱運動的統計
性假設362
四、理想氣體壓強公式的導出363
五、關於導出壓強公式的幾點
說明366
第二節理想氣體溫度的統計
意義366
一、理想氣體的溫度公式366
二、溫度的統計意義367
第三節能量均分定理368
一、自由度368
二、能量按自由度均分定理370
三、理想氣體的熱力學能372
四、理想氣體的摩爾熱容373
五、經典理論的缺陷373
第四節氣體分子的速率分
布律374
一、氣體分子速率分布律的實驗
測定375
二、實驗結果分析378
三、速率分布函式的物理意義380
四、用速率分布函式求分子速率
的統計平均值382
第五節玻耳茲曼分布
簡介384
一、重力場中微粒按高度的
分布384
二、玻耳茲曼密度分布律385
第六節物理學方法簡述386
一、統計平均方法386
二、實驗數據處理方法387
第十七章氣體中的輸運現象388
第一節氣體的黏滯現象389
一、實驗現象389
二、黏滯力的實驗規律390
第二節氣體的擴散與氣體的
熱傳導現象391
一、局域平衡假設392
二、實驗規律與微觀機制392
第三節物理學方法小結393
一、觀察方法394
二、實驗方法394
三、假說方法394
四、數學方法394
五、理想化方法394
六、類比與模擬方法394
七、歸納與演繹、分析與綜合
方法394
八、整體方法395
九、場論方法395附錄396
附錄A量綱396
附錄B我國法定計量單位和國際
單位制(SI)單位397
附錄C希臘字母397
附錄D物理量的名稱、符號和
單位(SI)398
附錄E基本物理常數表(2006年
國際推薦值)401
物理名詞索引(中英文對照)402
參考文獻414
