大學物理學（第四版）

《大學物理學（第四版）》是由余虹主編，科學出版社於2017年12月1日出版的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。該書適合於90~128學時（或更多學時）的工科院校使用，適合普通高等學校工科各專業的本科生學習使用。

該書共21章，分為力學、電磁學、光學、熱學、量子物理學基礎五篇。

基本介紹

• 書名：大學物理學（第四版）
• 作者：余虹
• 類別：普通高等教育“十一五”國家級規劃教材
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2017年12月1日
• 頁數：542 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787030539809
• 字數：711千字
• CIP核字號：2017169121

成書過程

修訂情況

該教材是作者在總結了多年教學和科研工作經驗，在第三版的基礎上做了修改和提升撰寫而成的。

力學部分：將過於精簡的第1、2、3章作了較大幅度的改動與充實，更注重物理量的定義或引入方式。在牛頓定律的處理上強調矢量性和瞬時性，將慣性系、非慣性系與慣性力單獨設為一節，特別是對於慣性力部分的敘述有了全新的見解。對基本的重要的概念如動量、衝量、角動量、力矩、功、勢能等敘述的更加詳盡，使得定理、守恆定律的引入更加自然，更易理解。新增若干例題。

電磁場部分：重點對有介質的情況作了修改。靜電場中的導體部分進行了更詳細的敘述，增加例題，電介質則從一般出發，重新推導了高斯定理，從而更具有普遍性。從一般情況出發，重新推導了磁介質中的安培環路定理，替換了前幾版從特殊情況出發的推導過程。

光學部分：重新撰寫了第13章光的衍射，原來的半波帶法僅能證實衍射暗條紋的位置，該次修改以光矢量合成討論夫琅禾費單縫衍射光強分布為主，理論上更完善，並為後面的光柵衍射討論打下基礎。光學儀器的分辨本領則提到中國位居世界第一的500m口徑球面射電望遠鏡。第15章中光的色散增加了虹與霓的例子，拉曼散射增加了拉曼光譜的套用舉例，並插入冰毒和三聚氰胺的拉曼光譜圖。

量子物理部分：更仔細討論了德布羅意波長的一般計算，分別給出動能遠遠大於靜止能量和動能遠遠小於靜止能量的近似公式。半導體一節進一步明確了能帶的概念和導電機理。

全書增加、最佳化了部分插圖。修改後的教材更嚴謹，敘述更清晰，便於讀者理解。

出版工作

2017年12月1日，《大學物理學（第四版）》由科學出版社出版發行。

出版工作人員及單位

責任編輯	責任校對	責任印製	封面設計
昌盛、羅吉	郭瑞芝	師艷茹	華路天然工作室

內容簡介

該書分五篇，力學篇包含質點力學、振動、波動和相對論。該書對相對論有較新的講法，對深入理解電磁學有一定幫助。電磁學篇強調對基本理論的理解，對電磁勢、對稱性等都作了深入淺出的介紹。光學篇主要討論波動光學，前有幾何光學作鋪墊，後有光與物質相互作用壓陣，既銜接前面內容，又為學習量子物理作了必要的準備。熱學篇包括氣體動理論和熱力學。量子物理強調了量子態和機率幅。

教材目錄

第一版序 第四版前言 第三版前言 第二版前言 第一版前言 第一篇 力學 第1章 質點運動學 3 1.1 質點的運動方程 3 1.2 位移速度加速度 6 1.3 切向加速度與法向加速度 13 1.4 運動的相對性伽利略變換 16 第2章 質點和質點系動力學 21 2.1 牛頓運動定律及其套用 21 2.2 慣性系非慣性系與慣性力 25 2.3 動量定理和動量守恆定律 29 2.4 角動量定理和角動量守恆定律 37 2.5 功能機械能守恆定律 40 第3章 剛體力學 57 3.1 剛體運動學 57 3.2 剛體定軸轉動定律 60 3.3 剛體轉動的動能定理 67 3.4 剛體的一般運動 71 第4章 振動 78 4.1 簡諧振動 78 4.2 諧振子 79 4.3 阻尼振動 83 4.4 受迫振動 85 4.5 同方向簡諧振動的合成 86 4.6 互相垂直簡諧振動的合成 89 4.7 諧振分析 91 4.8 相空間中振動的軌道 91 第5章 波動 94 5.1 簡諧波 94 5.2 波動方程與波速 100 5.3 波的能量 102 5.4 惠更斯原理反射與折射 105 5.5 波的疊加波的干涉和駐波 108 5.6 聲波與聲強級 113 5.7 都卜勒效應 115 5.8 波的色散及非線性波簡介 117 第6章 相對論基礎 123 6.1 經典時空觀 123 6.2 狹義相對論和洛倫茲變換 124 6.3 狹義相對論的時空觀 128 6.4 相對論動力學 139 6.5 廣義相對論簡介 146 第二篇 電磁學 第7章 靜電場和恆定電場 157 7.1 靜電場高斯定理 157 7.2 場強環路定理電勢 168 7.3 靜電場中的導體 173 7.4 靜電場中的電介質 179 7.5 電容電容器 184 7.6 靜電場的能量 187 7.7 恆定電場 189 7.8 勻速運動點電荷的電場 195 第8章 恆定磁場 202 8.1 磁場磁感應強度 202 8.2 磁場的高斯定理 208 8.3 安培環路定理及其套用 209 8.4 帶電粒子在磁場中的運動 212 8.5 磁場對電流的作用 217 8.6 磁介質 219 8.7 鐵磁質 226 第9章 電磁感應 231 9.1 法拉第電磁感應定律 231 9.2 動生電動勢與感生電動勢 233 9.3 自感和互感 238 9.4 磁場的能量 242 9.5 勻速運動點電荷的磁場 244 第10章 麥克斯韋方程組電磁場 248 10.1 位移電流 248 10.2 全電流安培環路定理 249 10.3 麥克斯韋方程組積分形式 250

10.4 電磁波 252 10.5 電磁波能量與電磁波譜 255 10.6 電磁勢 256 第三篇 光學 第11章 幾何光學的基本概念 265 11.1 幾個重要的基本概念 265 11.2 物和像 268 11.3 薄透鏡成像 270 第12章 光的干涉 276 12.1 相干條件 276 12.2 楊氏雙縫干涉 280 12.3 時空相干性 283 12.4 分振幅干涉 287 12.5 邁克耳孫干涉儀 294 第13章 光的衍射 297 13.1 惠更斯菲涅耳原理 297 13.2 單縫夫琅禾費衍射 298 13.3 圓孔衍射光學儀器的分辨本領 304 13.4 光柵衍射 306 13.5 倫琴射線的衍射 312 第14章 光的偏振 317 14.1 光的偏振狀態 317 14.2 起偏與檢偏 319 14.3 光的雙折射 323 14.4 橢圓偏振光圓偏振光 328 14.5 偏振光的干涉 331 14.6 旋光效應 335 第15章 光與物質相互作用 339 15.1 分子光學的基本概念 339 15.2 光的散射 341 15.3 光的吸收 346 15.4 光的色散 348 第四篇 熱學 第16章 氣體動理論 355 16.1 物質的聚集態 355 16.2 溫度 357 16.3 理想氣體 360 16.4 能量均分定理 363 16.5 兩種分布律 366 16.6 范德瓦耳斯方程 373 16.7 氣體分子平均自由程 376 第17章 熱力學第一定律 382 17.1 準靜態過程 382 17.2 熱力學第一定律與能量守恆 383 17.3 理想氣體的等值過程 390 17.4 卡諾循環 402 第18章 熱力學第二定律 414 18.1 自然界演化過程的方向性 414 18.2 熱力學第二定律的表述 416 18.3 熱力學機率 417 18.4 玻爾茲曼熵公式與熵增加原理 418 18.5 可逆過程卡諾定理 419 18.6 克勞修斯熵公式 421 第五篇 量子物理學基礎 第19章 實驗基礎與基本原理 429 19.1 量子物理學的早期證據 429 19.2 康普頓效應 440 19.3 微觀粒子的波動性 443 19.4 機率波與機率幅 448 19.5 量子物理學的基本原理 456 第20章 薛丁格方程 463 20.1 定態薛丁格方程 463 20.2 雙態系統 467 20.3 一維定態問題 474 20.4 原子中的電子 481 第21章 量子物理的套用 490 21.1 多粒子系統與量子統計 490 21.2 雷射 494 21.3 半導體 503 21.4 核物理 511 21.5 粒子物理 518 習題答案 532 附錄 539

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

配套教材

《大學物理學（第四版）》有配套的學習輔導書——《大學物理學習指導（第二版）》。

書名	作者	出版社	出版時間	書號
大學物理學習指導（第二版）	余虹	科學出版社	2018-01-01	9787030545916

課程資源

《大學物理學（第四版）》被大連理工大學建設的“大學物理”國家精品線上開放課程列為配套參考教材。

課程名稱	類別	建設院校	授課平台
大學物理—力學、振動與波動	國家精品線上開放課程	大連理工大學	中國大學MOOC
大學物理—相對論、電磁學
大學物理—光學
大學物理—量子物理基礎及套用

教材特色

1. 該書重視激發學生學習興趣，注重學習方法的培養，以更多更好地培養創新性人才為基本目標。
2. 該書突出教學內容現代化改革的研究成果，注重表現物理學研究的新思想，對工程技術背景也有一定反映。

作者簡介

余虹，大連理工大學物理與光電工程學院（現大連理工大學物理學院）教授，碩士生導師。1952年2月出生於上海，1978年3月就讀於大連理工大學物理系，畢業後留校任教。自1982年起一直從事基礎物理教學和教學研究工作，歷任基礎物理教研室副主任、主任和大學物理課程負責人、基礎物理實驗中心主任和大學物理教學中心主任。