大學物理學簡程K2版

《大學物理學簡程K2版》是2016年清華大學出版社出版的圖書，作者是張三慧。

基本介紹

• 書名：大學物理學簡程K2版
• 作者：張三慧
• ISBN：9787302428459
• 定價：49
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2016.02.01

內容簡介

《大學物理學簡程（K2版）》內容共分4篇。力學篇講述經典的質點力學、理想流體的運動、剛體的轉動。電磁學篇按傳統體系講述了電場、磁場、電磁感應和電磁波的基本概念和規律。熱學基礎篇講述氣體動理論和熱力學定理，用統計概念說明溫度、氣體的壓強以及麥克斯韋分布率。光學基礎篇介紹了振動與波的基本特徵和光的干涉、衍射、偏振和幾何光學的基本規律。 本書內容涵蓋了大學非物理專業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。

作者簡介

張三慧,男,1929年3月生, 2012年1月9日去世。河南省鞏義人。清華大學物理系教授。1951年8月畢業於清華大學物理系,隨即參加創辦清華工農中學並任物理教師。1958年轉入清華大學物理教研組(後改為物理系),從事大學物理教學工作。教學中認真負責,治學嚴謹,積極革新,教書育人,學受學生愛戴。多次受到北京市高教局和學校教學工作優秀獎。1991年開始享受國家特殊津貼。1998年被聘為清華大學主講教授。主編《大學物理學》。體例新穎,內容現代,在國內有較大影響,已11次重印。編寫英文版電磁學和量子物理,並用英語講授,甚為優秀生歡迎。參與編譯《現代科學技術詞典》、《英漢詞海》等5部辭書。著有《常見的圓周運動》、《漫談相對論》等7本科普書(其中2本獲獎)。發表教學研究論文20餘篇,其中介紹國外物理教材和闡述物理教學應廣泛聯繫實際和現代化的文章曾在全國物理教師中引起很大反響。

目錄

第1篇力學

第1章質點運動學3

1.1參考系3

1.2質點的位矢、位移和速度4

1.3加速度6

1.4勻加速運動8

1.5拋體運動9

1.6圓周運動10

1.7相對運動13

提要15

自測簡題15

思考題16

習題17

第2章牛頓運動定律18

2.1牛頓三定律18

2.2常見的幾種力20

2.3套用牛頓定律解題23

2.4流體的穩定流動27

2.5伯努利方程28

提要31

自測簡題32

思考題32

習題33

第3章動量與角動量36

3.1衝量與動量定理36

3.2動量守恆定律38

3.3火箭飛行原理40

3.4質點的角動量和角動量定理41

3.5角動量守恆定律42

提要43

自測簡題44

思考題44

習題45

第4章功和能46

4.1功46

4.2動能定理49

4.3勢能51

4.4引力勢能52

4.5機械能守恆定律53

4.6碰撞56

提要60

自測簡題60

思考題61

習題62

第5章剛體的定軸轉動64

5.1剛體轉動的描述64

5.2轉動定律65

5.3轉動慣量的計算67

5.4剛體的角動量和角動量守恆70

5.5轉動中的功和能72

提要74

自測簡題76

思考題76

習題77

第6章振動79

6.1簡諧運動的描述79

6.2簡諧運動的動力學82

6.3簡諧運動的能量84

6.4阻尼振動85

6.5受迫振動共振85

6.6一維同頻率的簡諧運動的合成86

6.7一維不同頻率的簡諧運動的合成87

提要88

自測簡題89

思考題89

習題89

第7章波動92

7.1物體的彈性形變92

7.2簡諧波的形成過程94

7.3簡諧波的波函式波長96

7.4彈性介質中的波速99

7.5波的能量100

7.6惠更斯原理103

7.7波的疊加駐波104

7.8聲波106

7.9都卜勒效應108

提要111

自測簡題112

思考題112

習題113

第2篇電磁學

第8章靜電場117

8.1電荷117

8.2電場和電場強度118

8.3庫侖定律與靜電場的計算119

8.4電場線和電通量122

8.5高斯定律124

8.6利用高斯定律求靜電場的分布126

8.7導體的靜電平衡129

8.8電場對電荷的作用力132

提要133

自測簡題134

思考題134

習題135

第9章電勢137

9.1靜電場的保守性137

9.2電勢和電勢差138

9.3電勢疊加原理140

9.4等勢面142

9.5電勢梯度143

9.6點電荷在外電場中的靜電勢能145

9.7靜電場的能量146

提要147

自測簡題148

思考題148

習題148

第10章電容器和介電質150

10.1電容器及其電容150

10.2電容器的聯接152

10.3介電質對電場的影響154

10.4介電質的極化155

10.5D矢量及其高斯定律156

10.6電容器的能量157

10.7介電質中電場的能量158

提要159

自測簡題160

思考題160

習題160

第11章電流和磁場162

11.1電流和電流密度162

11.2磁力與電荷的運動165

11.3磁場與磁感應強度166

11.4畢奧薩伐爾定律168

11.5安培環路定理172

11.6利用安培環路定理求磁場的分布174

11.7與變化電場相聯繫的磁場176

提要178

自測簡題179

思考題179

習題180

第12章磁力183

12.1帶電粒子在磁場中的運動183

12.2霍爾效應185

12.3載流導線在磁場中受的磁力186

12.4載流線圈在均勻磁場中受的磁力矩187

12.5平行載流導線間的相互作用力189

提要190

自測簡題191

思考題191

習題192

第13章物質的磁性194

13.1物質對磁場的影響194

13.2物質的磁化195

13.3H矢量及其環路定理196

提要197

自測簡題197

思考題198

習題198

第14章電磁感應和電磁波199

14.1法拉第電磁感應定律199

14.2動生電動勢201

14.3感生電動勢和感生電場204

14.4互感206

14.5自感207

14.6磁場的能量208

14.7麥克斯韋方程組209

14.8電磁波210

提要213

自測簡題214

思考題214

習題215

第3篇熱學基礎

第15章溫度和氣體動理論219

15.1平衡態219

15.2溫度的概念220

15.3理想氣體溫標220

15.4理想氣體狀態方程221

15.5氣體分子的無規則運動223

15.6理想氣體的壓強224

15.7溫度的微觀意義227

15.8能量均分定理228

15.9麥克斯韋速率分布律230

提要233

自測簡題234

思考題234

習題235

第16章熱力學定律237

16.1功熱量熱力學第一定律237

16.2準靜態過程238

16.3熱容240

16.4絕熱過程243

16.5循環過程246

16.6卡諾循環247

16.7製冷循環249

16.8自然過程的方向250

16.9熱力學第二定律及其微觀意義251

16.10熱力學機率與自然過程的方向252

提要255

自測簡題256

思考題257

習題257

第4篇光學基礎

第17章光的干涉263

17.1楊氏雙縫干涉263

17.2相干光265

17.3光程266

17.4薄膜干涉267

17.5邁克耳孫干涉儀270

提要270

自測簡題271

思考題271

習題272

第18章光的衍射274

18.1光的衍射和惠更斯菲涅耳原理274

18.2單縫的夫琅禾費衍射275

18.3光學儀器的分辨本領278

18.4光柵衍射280

提要284

自測簡題284

思考題285

習題285

第19章光的偏振287

19.1自然光和偏振光287

19.2偏振光的獲得與檢測288

19.3由反射引起的光的偏振290

19.4雙折射現象291

提要293

自測簡題293

思考題293

習題294

第20章幾何光學295

20.1光線295

20.2光的反射296

20.3球面反射鏡297

20.4光的折射300

20.5薄透鏡的焦距302

20.6薄透鏡成像304

20.7助視儀器308

提要310

自測簡題311

思考題311

習題312

元素周期表315

數值表316

自測簡題答案318

習題答案321

前言

這部《大學物理學簡程》含力學篇、電磁學篇、熱學基礎篇和光學基礎篇。內容涵蓋了2006年我國教育部發布的“非物理類理工學科大學物理課程基本要求”中的核心內容。

本書是根據當前我國大學教育的情勢和物理課程的需要，基於拙作《大學基礎物理學》（第2版）進行編寫的，刪減了一些講解繁難的章節（如鐵磁體、實際氣體等溫線）、公式推導（如單縫衍射、質速關係）和例題，簡化了一些概念原理的講解（如電勢、介電質和愛因斯坦兩個基本假設），增加了一些基礎性的習題。在延續了《大學基礎物理學》（第2版）的基本體系、講述風格和特色的同時，本書篇幅更加精練，對難度進行了適當調整，使之更適合少學時大學物理學的教學。

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。

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。

熱學基礎篇除了對系統——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。

光學基礎篇主要著眼於清晰地講解波、光的干涉和衍射的基本現象和規律，最後，根據光電波動性在特定條件下的近似特徵——直接傳播，講述了幾何光學的基本定律及反射鏡和透鏡的成像原理。

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，激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。書中具體內容主要是經典物理基本知識，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。

本書內容涵蓋了大學物理學教學的基本要求。為了幫助學生掌握各篇內容，每篇開始都綜述了該篇內容，每章末都總結了各章提要。在習題的選編上分了3個層次：自測簡題、思考題和習題。其中自測簡題主要考查學生對基本原理和概念的理解，答案可經過簡單直接計算獲得，或需要對原理論敘述的正確性分析後得出。

本書還簡述了若干位科學家的生平、品德與貢獻，用以提高學生素養，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。