大學物理概念簡明教程

《大學物理概念簡明教程》是清華大學出版社出版的圖書，作者是朱鋐雄、王向暉、朱廣天。

基本介紹

• 書名：大學物理概念簡明教程
• 作者：朱鋐雄、王向暉、朱廣天
• ISBN：9787302477013
• 定價：49.80元
• 出版社：清華大學出版社 
• 出版時間：2019.01.01
• 印次：1-1
• 印刷日期：2019.01.07

內容簡介

本書共包括16章，其中力學部分包括對質點機械運動及其運動狀態變化原因的描述，質點的動量、角動量及其守恆定律，機械能和機械能守恆定律，對具有周期性運動行為的振動和波動的描述，對剛體機械運動狀態及其運動狀態變化原因的描述； 熱學部分包括對物體熱運動狀態和狀態變化原因的描述，熱力學狀態和狀態變化的統計描述，熱力學過程中能量轉化和守恆的描述，熱力學過程中能量傳遞和轉化“方向性”的描述； 電磁學部分包括靜電力和靜電場的描述，穩恆電流和磁場的描述，電磁感應現象的描述和麥克斯韋方程組； 光學部分包括對光的本性的物理描述；

目錄

第1章質點機械運動狀態的描述

本章引入和導讀

1.1質點——描述物體機械運動的一個理想模型

——什麼是質點？為什麼要引入質點模型？

1.2描述物體機械運動狀態的物理量

——什麼是位移、速度和加速度？

1.2.1標量和矢量

1.2.2位置矢量和位移矢量

1.2.3平均速度和瞬時速度

1.2.4平均加速度和瞬時加速度

1.3物體機械運動的相對性

——在不同參考系中描述同一個物體的運動結果相同嗎？

1.4物體機械運動的分類

——物體的機械運動有哪幾種分類？

1.4.1直線運動和曲線運動

1.4.2勻速運動和變速運動

1.5中學物理和大學物理運動學的幾點比較

——中學物理與大學物理運動學有哪些不同？

思考題

習題

第2章物體機械運動狀態變化原因的描述

本章引入和導讀

2.1牛頓提出的絕對時間和絕對空間

——什麼是牛頓提出的經典時空觀？

2.2牛頓三大運動定律

——什麼是牛頓三大運動定律的整體性和公理性？

2.2.1牛頓第一定律：慣性以及力和運動狀態變化的定性關係

2.2.2牛頓第二定律：動量以及力和運動狀態變化的定量關係

2.2.3牛頓第三定律：兩個物體之間真實作用力相互作用的對稱性

2.2.4牛頓三大定律的整體性及其相互關係

2.2.5牛頓三大定律是一個完整的邏輯化公理體系

2.3從行星運動三大定律到萬有引力定律

——牛頓是怎樣提出“萬有引力定律”的？

2.3.1克卜勒和行星運動三大定律

2.3.2牛頓提出的萬有引力定律

2.4牛頓三大定律的提出是經典力學的偉大成就

——什麼是科學史上的第一次大統一？

思考題

習題

第3章質點的動量、角動量及其守恆定律

本章引入和導讀

3.1質點的動量、動量定理和動量守恆定律

——為什麼說動量是物體機械運動的矢量量度？

3.1.1質點的動量和動量定理——力的時間累積效應

3.1.2碰撞現象和質點的動量守恆定律

3.1.3動量守恆定律和牛頓定律的關係

3.2角動量、角動量定理和角動量守恆定律

——為什麼說角動量是物體相對於定點運動的矢量量度？

3.2.1角動量和角動量定理——力矩的時間累積效應

3.2.2角動量守恆定律和有心力

3.3動量和角動量的幾點比較

思考題

習題

第4章機械能和機械能守恆定律

本章引入和導讀

4.1外力的功、動能定理和機械能守恆定律

——為什麼說動能是物體機械運動的標量量度？

4.1.1功的一般定義和動能定理

4.1.2保守力的功和質點的勢能

4.1.3系統的機械能定理和機械能守恆定律

4.2普遍的能量守恆定律

思考題

習題

第5章具有周期性運動行為的振動和波動的描述

本章引入和導讀

5.1簡諧振動的運動學描述

——什麼是描述簡諧振動的三個特徵量？

5.1.1簡諧振動的一個理想化模型——諧振子的運動

5.1.2簡諧振動的旋轉矢量圖示法

5.1.3簡諧振動的速度和加速度

5.1.4簡諧振動的初始條件

5.1.5單擺的運動

5.2簡諧振動的機械能

——什麼是簡諧振動的動能和勢能？

5.3兩個簡諧振動的合成

——相位差在振動合成中有著怎樣的重要作用？

5.3.1兩個位移同方向、同頻率的簡諧振動的合成

5.3.2兩個位移方向互相垂直、同頻率的簡諧振動的合成

5.4受阻力和外力驅動作用時的實際振動

——阻力和外力怎樣影響簡諧振動？

5.4.1阻尼振動的利和弊

5.4.2受迫振動的利和弊

5.5簡諧波動的描述

——振動的信息和能量是怎樣傳播的？

5.5.1機械波動是機械振動的傳播

5.5.2簡諧波動的分類：橫波和縱波

5.5.3平面簡諧波的運動方程

5.6簡諧波動的能量和能量的傳播

——波動的能量和振動的能量有什麼區別？

5.6.1簡諧波動的動能和勢能

5.6.2簡諧波動的能量流

5.7兩個簡諧波動的合成

——什麼是波動的相長干涉和相消干涉?

5.7.1兩列簡諧波的相長干涉和相消干涉

5.7.2駐波——波的干涉的一個特例

5.8都卜勒效應

——什麼是電子警察和頻率紅移？

思考題

習題

第6章剛體機械運動狀態的描述

本章引入和導讀

6.1剛體運動及其分類

——什麼是剛體？怎樣對剛體運動進行分類？

6.1.1剛體是固態物體的一個理想模型

6.1.2剛體運動的分類——平動和定軸轉動

6.2怎樣描述剛體定軸轉動的運動狀態

——什麼是剛體定軸轉動的角量和線量？

6.2.1剛體的轉動角位移及其運動方程

6.2.2剛體的轉動角速度和角加速度

思考題

習題

第7章剛體機械運動狀態變化原因的描述

本章引入和導讀

7.1剛體的質心和質心運動定理

——怎樣建立剛體運動定理與質點運動定理的類比？

7.1.1剛體的質心

7.1.2剛體的質心運動定理

7.2剛體定軸轉動的角動量和角動量定理

——怎樣建立剛體的轉動動力學與質點動力學之間的類比？

7.2.1剛體的轉動慣性和轉動慣量

7.2.2剛體定軸轉動的角動量和角動量定理

7.3剛體定軸轉動的動能和動能定理

——怎樣建立剛體轉動動能定理與質點動能定理的類比？

思考題

習題

第8章物體熱運動狀態和狀態變化過程的描述

本章引入和導讀

8.1熱學研究的對象、內容和熱力學系統的分類

——什麼是熱力學系統及其分類？

8.1.1熱學研究的對象和內容

8.1.2熱力學系統的分類

8.2熱力學平衡狀態

——什麼是靜中有動的統計平衡態？

8.3熱平衡定律和溫度

——什麼是溫度的科學定義？

8.3.1對物體的冷熱程度的感覺判斷

8.3.2熱平衡定律和溫度的科學定義

8.4溫標和溫度計

——什麼是溫度的定量表示方式？

8.5氣體的狀態方程

——什麼是熱力學系統的靜態描述？

8.6動中有靜的準靜態過程

——什麼是熱力學過程的動態描述？

8.6.1從靜態描述到動態描述

8.6.2引起系統狀態變化的兩種方式

8.6.3動中有靜的準靜態過程

思考題

第9章熱力學狀態和狀態變化的統計描述

本章引入和導讀

9.1關於分子個體行為和集體行為的基本假設

——什麼是分子動理論的基本假設？

9.2氣體壓強和溫度的微觀解釋

——什麼是壓強和溫度的統計意義？

9．2．1氣體壓強的微觀解釋

9．2．2氣體溫度的微觀解釋

9.3分子無規則運動的速度分布函式

——什麼是大量分子無規則運動速度呈現的統計規律？

9．3．1麥克斯韋速度分布函式

9．3．2三個特徵速率

9.4能量按自由度均分定理

——什麼是大量分子無規則運動能量呈現的統計規律？

9．4．1能量按自由度均分定理

9．4．2理想氣體的內能與熱容

思考題

習題

第10章熱力學過程中能量轉化和守恆的描述

本章引入和導讀

10.1內能和熱力學第一定律

——什麼是熱力學系統的內能？

10.2熱力學第一定律對理想氣體的套用

——怎樣得出準靜態過程的功、熱量和內能？

10．2．1準靜態單一過程的功

10．2．2準靜態單一過程的熱容和熱量

10．2．3準靜態單一過程內能的改變

10.3準靜態單一過程的過程方程

——什麼是單一過程的過程方程？

10.4準靜態循環過程及其效率

——什麼是準靜態循環過程的效率？

10.5卡諾循環——一個理想化的循環過程

——什麼是卡諾循環及其效率？

10.6能量守恆和轉化的思想是物理學的重要思想

——什麼是做功和熱傳遞的量的等當性和質的可轉化性？

思考題

習題

第11章熱力學過程中能量傳遞和轉化方向性的描述

本章引入和導讀

11.1不可逆過程和可逆過程

——什麼是自然界實際過程的方向性？

11.2熱力學第二定律的兩種典型表述

——為什麼熱力學第二定律的地位高於熱力學第一定律？

11.3不可逆過程是能量品質不斷降低的過程

——為什麼熱能不如其他形式的能量有用？

11.4熵和熵增加原理

——在熱力學中熵的地位為什麼比內能更重要？

11．4．1一個比內能更重要的狀態函式——熵

11．4．2熵增加原理：宇宙的熵增加

11.5熱力學第二定律的微觀解釋和熵的微觀意義

——為什麼系統越無序它的熵就越大？

11.6熱力學第三定律和零熵

——為什麼絕對零度是不可能達到的？

11.7人類對大自然的尊重和敬畏

——熱力學定律否定性表述的重要意義是什麼？

思考題

習題

第12章靜電力和靜電場的描述

本章引入和導讀

12.1對場的認識的深化是電磁學中的一條思想主線

——對電磁力的研究為什麼需要從頭開始？

12.2電荷的分類和電荷守恆定律

——物體帶電現象的產生或消失的實質是什麼？

12．2．1電荷和起電

12．2．2電量和電荷守恆

12.3靜電力的庫侖定律

——什麼是點電荷庫侖定律的完整表述？

12.4靜電場的物理描述方式

——什麼是電場強度和電勢？

12．4．1靜電場狀態的物理描述方式

12．4．2電場力、電場強度和電場強度疊加原理

12．4．3電勢能、電勢和電勢疊加原理

12．4．4電場強度和電勢的關係

12.5典型的帶電體產生的電場強度和電勢

——求電場強度和電勢的從部分到整體的方法是什麼？

12.6靜電場的幾何描述方式

——什麼是電場線和電通量？

12．6．1電場線

12．6．2電通量

12．6．3等勢面

12.7靜電場的高斯定理

——求電場強度和電勢從整體到部分的方法是什麼？

12．7．1靜電場的高斯定理

12．7．2高斯定理提供了計算電場強度從整體到部分的方法

12.8靜電場與導體和電介質的相互作用

——靜電場與物質的相互作用是什麼？

12．8．1物質導電性能的分類

12．8．2靜電場與導體的相互作用

12．8．3靜電場與電介質的相互作用

12．8．4真空中的電容器及其電容

12．8．5充滿電介質的電容器及其電容

12．8．6電介質存在時的高斯定理

12.9電容器的能量和靜電場的能量

——什麼是靜電場的能量？

思考題

習題

第13章穩恆電流和磁場的描述

本章引入和導讀

13.1電流強度、電流密度和歐姆定律的微觀形式

——怎樣更細緻地描述電流的大小？

13．1．1電流強度和電流密度及其相互關係

13．1．2歐姆定律的微觀形式

13.2磁場的物理描述方式和幾何描述方式

——什麼是磁感應強度、磁感應線和磁通量？

13．2．1磁感應強度

13．2．2磁感應線和磁通量

13.3從電流元的磁場到穩恆電流產生的磁場

——計算磁場的從部分到整體的方法是什麼？

13．3．1電流元產生的磁場：畢奧薩伐爾定律

13．3．2畢奧薩伐爾定律的套用舉例

13.4描述磁場特徵的兩大重要定理

——什麼是磁場中的高斯定理和安培環路定理？

13．4．1磁場中的高斯定理

13．4．2磁場中的安培環路定理

13．4．3安培環路定理的套用舉例

13.5磁場對運動電荷和電流的作用

——什麼是磁場對運動電荷和對載流導線的作用？

13．5．1磁場對運動電荷的作用

13．5．2霍爾效應

13．5．3磁場對載流導線的作用

13．5．4磁場對載流線圈的作用

13.6磁場與物質的相互作用

——磁介質是怎樣被磁化，又是怎樣影響外磁場的？

13．6．1磁介質的磁化及其分類

13．6．2磁介質磁化對磁場的影響

思考題

習題

第14章電磁感應現象的描述和麥克斯韋方程組

本章引入和導讀

14.1磁生電

——感應電動勢是怎樣產生和判定的？

14．1．1磁場的變化產生電場

14．1．2動生電動勢和感生電動勢

14．1．3自感現象、互感現象和磁場的能量

14.2電場和磁場的統一性和麥克斯韋方程組

——什麼是電場和磁場的內在聯繫？

14．2．1位移電流假說的提出

14．2．2電場和磁場的內在聯繫

14．2．3電磁波的產生和傳播

14．2．4電磁波頻率的“家譜”及其分類

14.3麥克斯韋方程組的重要地位和作用

——什麼是科學史上第二次大統一？

思考題

習題

第15章光的本性的物理描述

本章引入和導讀

15.1光的微粒說對光的直線傳播現象的理論描述

——什麼是光的微粒說？

15．1．1從光的微粒說的萌芽到光的粒子流假設

15．1．2微粒說對光的直線傳播和反射、折射現象的理論描述

15.2光的波動說對光的干涉現象的理論描述

——什麼是光的波動說？

15．2．1從笛卡兒的波動思想到惠更斯的波動說

15．2．2托馬斯·楊的波動說和雙縫干涉實驗

15．2．3波動說對光的薄膜干涉現象的理論描述

15.3光的波動說對光的衍射現象的理論描述

——什麼是惠更斯菲涅耳原理？

15．3．1光的衍射現象

15．3．2惠更斯菲涅耳原理

15．3．3波動說對光的衍射現象的理論描述

15.4光的波動說對光的偏振現象的理論描述

——什麼是馬呂斯定律和布儒斯特定律？

15．4．1光的偏振性

15．4．2自然光、偏振光和偏振光的分類

15．4．3起偏、檢偏和馬呂斯定律

15．4．4反射光、折射光的偏振和布儒斯特定律

15.5光的量子說對光電效應現象的理論描述

——什麼是光的量子說？

15．5．1黑體輻射和能量的量子說假設

15．5．2光電效應現象和光量子假設

思考題

習題

第16章相對論基礎

本章引入和導讀

16.1從伽利略的相對性原理到愛因斯坦的相對性原理

——兩種時空觀對兩個問題分別給出怎樣不同的回答？

16.2一個理想的追光實驗和兩條基本原理的提出

——經典的時空觀是怎樣失效的？

16．2．1一個理想的追光實驗

16．2．2兩條基本原理的提出

16.3同時的相對性

——動鐘是怎樣變慢的？

16．3．1同時是相對的

16．3．2動鐘變慢

16.4長度是相對的

——長度是怎樣收縮的？

16.5洛倫茲時空變換和速度變換

——洛倫茲時空變換怎樣取代了伽利略變換？

16．5．1洛倫茲時空變換公式

16．5．2洛倫茲速度變換公式

16.6質量和能量本是“一家人”

——質量會改變嗎？

16．6．1問題的提出

16．6．2質量與速度的關係

16．6．3能量與質量的關係

16.7廣義相對論簡介

——什麼是廣義相對論的基本原理？

16．7．1等效原理

16．7．2等價原理

思考題

習題

第17章量子物理基礎

本章引入和導讀

17.1黑體輻射的普朗克公式和能量子假設

——能量子的假設是怎樣提出來的？

17．1．1一定溫度下物體輻射的電磁波能量與波長的關係

17．1．2黑體輻射公式和能量子假設

17.2光電效應和光量子假設

——愛因斯坦對光電效應作出什麼樣的理論解釋？

17．2．1光電效應的實驗現象和理論解釋

17．2．2光子的能量、動量和波粒二象性

17.3德布羅意和物質波

——物質波、機械波和電磁波有什麼不同？

17．3．1物質波假設的提出

17．3．2物質波的實驗驗證

17.4微觀粒子的波動性是非經典的波動

——什麼是描述微觀粒子波動性的基本方程？

17.5一維無限深方勢阱中的粒子波函式及能量

——無限深方勢阱里的粒子能量為什麼是離散的？

17.6氫原子的波函式及其能級分布

——確定氫原子的定態為什麼需要三個量子數？

17.7海森伯的不確定原理

——同時精確測量微觀粒子的位置和動量為什麼是不可能的？

17．7．1經典力學的確定性和不確定性

17．7．2海森伯的不確定原理

17.8波函式和量子態

——什麼是薛丁格貓？

思考題

習題

參考書目