《大學物理導論》是2013年清華大學出版社出版的圖書，作者是向義和。
基本介紹
- 書名：大學物理導論
- 又名：Introductionh to University Physics
- 作者：向義和
- ISBN：9787302304517
- 頁數：321頁
- 定價：38.00元
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2013年1月1日
- 開本：16開
- 正文語種：簡體中文
內容簡介,圖書目錄,圖書文摘,
內容簡介
《大學物理導論(下冊)(修訂版)》是一部面向前沿、內容豐富、信息量大、獨具特色的大學物理教材。《大學物理導論(下冊)(修訂版)》包括電磁學、光學、原子與原子核物理學。書中敘述了物理概念的形成、發展和演變過程，具體且深入地揭示了物理概念的內涵。
在闡述物理學的基本原理和基本定律時，還介紹了這些理論建立的過程，在重大發現中物理學家探索的歷程，分析了他們的研究思路、創造性工作特點以及所用的研究方法。在保持經典物理知識體系相對完整的同時，還介紹了物理學的新進展和前沿物理中的新知識，例如守恆定律與對稱性，混沌與牛頓力學的內在隨機性，相對論與近代宇宙論，耗散結構與信息熵，遺傳信息的傳遞，X射線衍射對DNA結構的分析，原子和分子結構，化學鍵的量子理論以及原子核和基本粒子等。
《大學物理導論(下冊)(修訂版)》可作為理、工、農、醫院校普通物理課程的教材，也可供中學物理教師閱讀和參考。
圖書目錄
第3篇電磁學
第10章靜電場
10.1近代對電的認識的發展
10.2庫侖定律
10.2.1平方反比關係的提出
10.2.2卡文迪什的論證
10.2.3庫侖扭秤實驗
10.2.4疊加原理
10.3電場電場強度
10.3.1超距作用與近距作用之爭
10.3.2電場強度的定義
10.3.3電場強度疊加原理
10.3.4場強的計算
10.4高斯定理
10.4.1 電場線
10.4.2 電通量
10.4.3高斯定理的表述和證明
10.5高斯定理的套用
10.5.1利用高斯定理求靜電場的分布
10.5.2求解有導體存在時的電場和電荷分布
10.5.3電場線性質的證明
10.6 電勢
10.6.1靜電場的環路定理
10.6.2電勢差和電勢
10.6.3電勢疊加原理
10.7電場的能量
10.7.1 電容器
10.7.2電容器的靜電能
10.7.3電場的能量
思考題
習題
第11章磁場
11.1穩恆電流電動勢
11.1.1電流電流密度
11.1.2電流的連續方程穩恆條件
11.1.3歐姆定律
11.1.4 電動勢
11.2磁場磁感應強度
11.2.1電流磁效應的發現
11.2.2磁場
11.2.3磁感應強度
11.3畢奧—薩伐爾定律
11.3.1畢奧—薩伐爾定律的發現
11.3.2運動電荷的磁場
11.3.3畢奧—薩伐爾定律的套用
11.4磁通量磁場的“高斯定理”
11.4.1磁感應線
11.4.2磁通量
11.4.3磁場的“高斯定理”
11.5安培環路定理
11.5.1安培環路定理的表述和證明
11.5.2安培環路定理套用舉例
11.6磁場對運動電荷的作用
11.6.1洛倫茲力
11.6.2帶電粒子在均勻磁場中的運動
11.6.3質譜儀
11.6.4回旋加速器
11.6.5非均勻磁場的磁約束
11.7磁場對載流導線的作用
11.7.1安培力
11.7.2平行無限長直電流間的相互作用力
11.7.3載流線圈在均勻磁場中所受的力矩
思考題
習題
第12章電磁感應和電磁場
12.1電磁感應定律的建立
12.1.1 電磁感應現象的發現
12.1.2法拉第的科學思想方法
12.1.3亨利和楞次的貢獻
12.1.4法拉第電磁感應定律
12.2動生電動勢和感生電動勢
12.2.1動生電動勢
12.2.2感生電動勢感生電場
12.3互感與自感
12.3.1互感
12.3.2 自感
12.4自感磁能與磁場能量
12.4.1 自感磁能
12.4.2磁場的能量
12.5位移電流
12.6麥克斯韋電磁場理論的建立
12.6.1法拉第觀念的數學表示
12.6.2場的概念與電磁場方程組
12.6.3麥克斯韋的科學思想方法
12.7電磁波
12.7.1赫茲實驗
12.7.2電磁波的性質
12.7.3光的電磁理論
12.7.4電磁波譜
思考題
習題
第4篇光 學
第13章光的干涉
13.1近代對光的本性認識的發展
13.1.1微粒說與波動說之爭
13.1.2波動理論的確立及實驗證明
13.2相干光源光程
13.2.1光源發光與相干光源
13.2.2光程
13.3分波陣面的雙光束干涉
13.3.1楊氏雙縫干涉實驗
13.3.2其他分波陣面的干涉實驗
13.4分振幅的雙光束干涉等厚條紋
13.4.1劈形膜的等厚干涉條紋
13.4.2牛頓環
13.4.3增透膜
13.4.4邁克耳孫干涉儀
思考題
習題
第14章光的衍射
14.1光的衍射現象和惠更斯—菲涅耳原理
14.1.1光的衍射現象
14.1.2惠更斯—菲涅耳原理
14.2單縫的夫琅禾費衍射
14.3光柵衍射
14.3.1多縫的夫琅禾費衍射
14.3.2光柵光譜
14.4光學儀器的分辨本領
14.4.1光學儀器的最小分辨角
14.4.2顯微鏡的最小分辨距離
14.5 X射線的衍射
14.5.1 X射線的發現
14.5.2 X射線衍射的布拉格公式
14.5.3 X射線衍射分析的原理和方法
14.5.4 DNA纖維的X射線衍射分析
14.6全息照相
14.6.1全息照片的拍攝
14.6.2全息圖像的觀察
14.6.3全息照相的特點
14.6.4全息的套用
思考題
習題
第15章光的偏振
15.1光的偏振狀態
15.1.1 自然光
15.1.2偏振光
……
第5篇原子物理學
附表
習題答案
參考文獻
第10章靜電場
10.1近代對電的認識的發展
10.2庫侖定律
10.2.1平方反比關係的提出
10.2.2卡文迪什的論證
10.2.3庫侖扭秤實驗
10.2.4疊加原理
10.3電場電場強度
10.3.1超距作用與近距作用之爭
10.3.2電場強度的定義
10.3.3電場強度疊加原理
10.3.4場強的計算
10.4高斯定理
10.4.1 電場線
10.4.2 電通量
10.4.3高斯定理的表述和證明
10.5高斯定理的套用
10.5.1利用高斯定理求靜電場的分布
10.5.2求解有導體存在時的電場和電荷分布
10.5.3電場線性質的證明
10.6 電勢
10.6.1靜電場的環路定理
10.6.2電勢差和電勢
10.6.3電勢疊加原理
10.7電場的能量
10.7.1 電容器
10.7.2電容器的靜電能
10.7.3電場的能量
思考題
習題
第11章磁場
11.1穩恆電流電動勢
11.1.1電流電流密度
11.1.2電流的連續方程穩恆條件
11.1.3歐姆定律
11.1.4 電動勢
11.2磁場磁感應強度
11.2.1電流磁效應的發現
11.2.2磁場
11.2.3磁感應強度
11.3畢奧—薩伐爾定律
11.3.1畢奧—薩伐爾定律的發現
11.3.2運動電荷的磁場
11.3.3畢奧—薩伐爾定律的套用
11.4磁通量磁場的“高斯定理”
11.4.1磁感應線
11.4.2磁通量
11.4.3磁場的“高斯定理”
11.5安培環路定理
11.5.1安培環路定理的表述和證明
11.5.2安培環路定理套用舉例
11.6磁場對運動電荷的作用
11.6.1洛倫茲力
11.6.2帶電粒子在均勻磁場中的運動
11.6.3質譜儀
11.6.4回旋加速器
11.6.5非均勻磁場的磁約束
11.7磁場對載流導線的作用
11.7.1安培力
11.7.2平行無限長直電流間的相互作用力
11.7.3載流線圈在均勻磁場中所受的力矩
思考題
習題
第12章電磁感應和電磁場
12.1電磁感應定律的建立
12.1.1 電磁感應現象的發現
12.1.2法拉第的科學思想方法
12.1.3亨利和楞次的貢獻
12.1.4法拉第電磁感應定律
12.2動生電動勢和感生電動勢
12.2.1動生電動勢
12.2.2感生電動勢感生電場
12.3互感與自感
12.3.1互感
12.3.2 自感
12.4自感磁能與磁場能量
12.4.1 自感磁能
12.4.2磁場的能量
12.5位移電流
12.6麥克斯韋電磁場理論的建立
12.6.1法拉第觀念的數學表示
12.6.2場的概念與電磁場方程組
12.6.3麥克斯韋的科學思想方法
12.7電磁波
12.7.1赫茲實驗
12.7.2電磁波的性質
12.7.3光的電磁理論
12.7.4電磁波譜
思考題
習題
第4篇光 學
第13章光的干涉
13.1近代對光的本性認識的發展
13.1.1微粒說與波動說之爭
13.1.2波動理論的確立及實驗證明
13.2相干光源光程
13.2.1光源發光與相干光源
13.2.2光程
13.3分波陣面的雙光束干涉
13.3.1楊氏雙縫干涉實驗
13.3.2其他分波陣面的干涉實驗
13.4分振幅的雙光束干涉等厚條紋
13.4.1劈形膜的等厚干涉條紋
13.4.2牛頓環
13.4.3增透膜
13.4.4邁克耳孫干涉儀
思考題
習題
第14章光的衍射
14.1光的衍射現象和惠更斯—菲涅耳原理
14.1.1光的衍射現象
14.1.2惠更斯—菲涅耳原理
14.2單縫的夫琅禾費衍射
14.3光柵衍射
14.3.1多縫的夫琅禾費衍射
14.3.2光柵光譜
14.4光學儀器的分辨本領
14.4.1光學儀器的最小分辨角
14.4.2顯微鏡的最小分辨距離
14.5 X射線的衍射
14.5.1 X射線的發現
14.5.2 X射線衍射的布拉格公式
14.5.3 X射線衍射分析的原理和方法
14.5.4 DNA纖維的X射線衍射分析
14.6全息照相
14.6.1全息照片的拍攝
14.6.2全息圖像的觀察
14.6.3全息照相的特點
14.6.4全息的套用
思考題
習題
第15章光的偏振
15.1光的偏振狀態
15.1.1 自然光
15.1.2偏振光
……
第5篇原子物理學
附表
習題答案
參考文獻
圖書文摘
1832年，法拉第發現在相同條件下不同金屬導體中產生的感應電流與導體的導電能力成正比（歐姆定律已在1826年得出），他由此意識到在電磁感應中產生了感應電動勢。這個電動勢與導體的性質無關，只取決於導線和磁力的相互作用。在閉合迴路中感應電動勢產生了感應電流，在開路中沒有感應電流，但感應電動勢還存在。
12.1.2 法拉第的科學思想方法
1.確信各種運動形式的相互聯繫和相互轉化
法拉第對自然力（或能）的統一性具有堅定的信念，他始終不渝地為證實各種現象之間的普遍聯繫而努力。他在“關於光的偏振面的磁致偏轉”一文的開始就明確指出：“我長期以來堅持一種看法，幾乎可以說是確信，……物質的力藉以表現出來的各種形式，都有一個共同的起源，或者換句話說，它們如此的直接關聯和相互依賴，以至好像可以從一種形式轉換成另一種形式，並在它們的作用中具有相等的能力。”相信併力圖揭示自然力的“統一性”這一指導思想是貫穿他整個研究工作中的一條主線。他堅持不懈地為從實驗上證實電、磁、光之間的聯繫而努力。顯然，電磁感應現象和磁致旋光現象的發現都是在他的關於自然力之統一的思想指導下得出的。
法拉第在1831年發現了電磁感應，揭示了電與磁的相互聯繫後，並不就此止步，而是讓研究繼續向前發展，揭示自然界各種運動形式的普遍聯繫。1845年，法拉第發現了光的振動面在強磁場中的旋轉。這表示光學現象與磁學現象間存在內在的聯繫。當他用一束偏振光順著磁力線方向透過置於強電磁鐵的兩個磁極之間的“重玻璃”時，利用尼科耳稜鏡，他發現光的偏振面發生了一定角度的偏轉，磁力越強，偏轉角越大。這就是法拉第的磁致旋光效應。這個發現載於他的《電學的實驗研究》第19節。法拉第興奮地說：“我確信，光與電和磁的關係是從這裡開始被發現的。”“這件事更有力地證明，一切自然力都是可以互相轉化的，有著共同的起源。”我們知道，這種效應實際上是磁場使位於其中的物質受到影響，間接地使光的偏振面發生旋轉，並非磁場對光的直接作用。
2.力線和場的概念
在發現電磁感應現象後，法拉第還用磁力線概念來解釋這一現象。1831年11月，他在《電學的實驗研究》中指出：“當導線與電源接通時，磁力線向四周擴張，在它橫穿過的導線中產生感應電流；在斷開電源時，磁力線向著減弱的電流收縮和返回，因此在相反方向上橫穿過導線運動，引起了與第一種情況相反的感應電流。”他又指出：“相對於磁鐵運動的金屬中存在的感應電流取決於金屬橫切的磁力線，這一定律為我們提供了更精確、更明確的表述。”
法拉第深邃的洞察力還進一步反映在下面的一封信中。1832年，法拉第留下了一封密封的信給英國皇家學會。信封上寫著“現在應當收藏在皇家學會檔案館裡的一些新觀點”，這封信存放了106年，直到1938年才被找出來啟封公布。法拉第在信中寫道：“……磁作用的傳播需要時間，即當一個磁鐵作用於另一個遠處的磁鐵或者一塊鐵時，產生作用的原因（我認為可以稱之為磁）是逐漸地從磁體傳播開去的；這種傳播需要一定的時間，而這個時間顯然是非常短的。我還認為電感應也是這樣傳播的。我認為磁力從磁極出發的傳播，類似於起波紋的水面的振動或者空氣粒子的聲振動，也就是說，我打算把振動理論套用於磁現象，就像對聲做的那樣。而且這也是光現象最可能的解釋。類比之下，我認為也可以把振動理論運用於電感應。我想用實驗來證實這些觀點”。
12.1.2 法拉第的科學思想方法
1.確信各種運動形式的相互聯繫和相互轉化
法拉第對自然力（或能）的統一性具有堅定的信念，他始終不渝地為證實各種現象之間的普遍聯繫而努力。他在“關於光的偏振面的磁致偏轉”一文的開始就明確指出：“我長期以來堅持一種看法，幾乎可以說是確信，……物質的力藉以表現出來的各種形式，都有一個共同的起源，或者換句話說，它們如此的直接關聯和相互依賴，以至好像可以從一種形式轉換成另一種形式，並在它們的作用中具有相等的能力。”相信併力圖揭示自然力的“統一性”這一指導思想是貫穿他整個研究工作中的一條主線。他堅持不懈地為從實驗上證實電、磁、光之間的聯繫而努力。顯然，電磁感應現象和磁致旋光現象的發現都是在他的關於自然力之統一的思想指導下得出的。
法拉第在1831年發現了電磁感應，揭示了電與磁的相互聯繫後，並不就此止步，而是讓研究繼續向前發展，揭示自然界各種運動形式的普遍聯繫。1845年，法拉第發現了光的振動面在強磁場中的旋轉。這表示光學現象與磁學現象間存在內在的聯繫。當他用一束偏振光順著磁力線方向透過置於強電磁鐵的兩個磁極之間的“重玻璃”時，利用尼科耳稜鏡，他發現光的偏振面發生了一定角度的偏轉，磁力越強，偏轉角越大。這就是法拉第的磁致旋光效應。這個發現載於他的《電學的實驗研究》第19節。法拉第興奮地說：“我確信，光與電和磁的關係是從這裡開始被發現的。”“這件事更有力地證明，一切自然力都是可以互相轉化的，有著共同的起源。”我們知道，這種效應實際上是磁場使位於其中的物質受到影響，間接地使光的偏振面發生旋轉，並非磁場對光的直接作用。
2.力線和場的概念
在發現電磁感應現象後，法拉第還用磁力線概念來解釋這一現象。1831年11月，他在《電學的實驗研究》中指出：“當導線與電源接通時，磁力線向四周擴張，在它橫穿過的導線中產生感應電流；在斷開電源時，磁力線向著減弱的電流收縮和返回，因此在相反方向上橫穿過導線運動，引起了與第一種情況相反的感應電流。”他又指出：“相對於磁鐵運動的金屬中存在的感應電流取決於金屬橫切的磁力線，這一定律為我們提供了更精確、更明確的表述。”
法拉第深邃的洞察力還進一步反映在下面的一封信中。1832年，法拉第留下了一封密封的信給英國皇家學會。信封上寫著“現在應當收藏在皇家學會檔案館裡的一些新觀點”，這封信存放了106年，直到1938年才被找出來啟封公布。法拉第在信中寫道：“……磁作用的傳播需要時間，即當一個磁鐵作用於另一個遠處的磁鐵或者一塊鐵時，產生作用的原因（我認為可以稱之為磁）是逐漸地從磁體傳播開去的；這種傳播需要一定的時間，而這個時間顯然是非常短的。我還認為電感應也是這樣傳播的。我認為磁力從磁極出發的傳播，類似於起波紋的水面的振動或者空氣粒子的聲振動，也就是說，我打算把振動理論套用於磁現象，就像對聲做的那樣。而且這也是光現象最可能的解釋。類比之下，我認為也可以把振動理論運用於電感應。我想用實驗來證實這些觀點”。
