《大學物理（第二版）》是由馮旺軍、戴劍鋒主編，科學出版社於2021年1月1日出版的“十三五”普通高等教育本科規劃教材。
基本介紹
- 書名：大學物理（第二版）
- 作者：馮旺軍、戴劍鋒
- 類別：“十三五”普通高等教育本科規劃教材
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年1月1日
- 頁數：315 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787030678485
- CIP核字號：2021006751
- 字數：756千字
內容簡介,教材目錄,
內容簡介
全書分上、下兩冊。上冊內容包括力學、機械振動和機械波、波動光學、分子物理學和熱力學4篇；下冊內容包括電磁學、近代物理基礎2篇，共21章。
教材目錄
前言 第一篇 力學 第1章 質點運動學 3 1.1 質點和參考系 3 1.1.1 質點 3 1.1.2 參考系 4 1.1.3 時間與時刻 4 1.2 位置矢量和位移 5 1.2.1 位置矢量 5 1.2.2 位移 5 1.3 速度和速率 6 1.3.1 速度 6 1.3.2 速率 7 1.4 加速度 7 1.5 圓周運動的描述 10 1.5.1 切向加速度和法向加速度 10 1.5.2 圓周運動的角量描述 11 1.5.3 線量和角量之間的關係 13 1.6 運動描述的相對性 15 習題1 16 第2章 質點動力學 18 2.1 牛頓運動定律 18 2.1.1 牛頓第一定律 18 2.1.2 牛頓第二定律 19 2.1.3 牛頓第三定律 20 2.2 力學中常見力和基本力 20 2.2.1 常見力 20 2.2.2 基本力 23 2.3 牛頓運動定律的套用 24 2.4 慣性系和非慣性系慣性力 29 2.4.1 慣性系和非慣性系 29 2.4.2 力學的相對性原理 30 2.4.3 非慣性參考系中的慣性力 30 2.5 動量衝量動量定理 33 2.5.1 動量 34 2.5.2 衝量 34 2.5.3 質點的動量定理 34 2.5.4 質點系動量定理 36 2.5.5 動量守恆定律 38 2.6 功動能動能定理 41 2.6.1 功和功率 41 2.6.2 動能 45 2.6.3 質點的動能定理 46 2.7 保守力勢能 48 2.7.1 保守力 48 2.7.2 勢能 50 2.8 功能原理和機械能守恆定律 51 2.8.1 質點系的動能定理 51 2.8.2 質點系的功能原理 52 2.8.3 機械能守恆定律 54 2.8.4 能量守恆定律 55 2.9 碰撞 57 2.9.1 對心碰撞 58 2.9.2 球的非對心碰撞 62 2.10 力矩角動量角動量定理 62 2.10.1 力矩 63 2.10.2 質點的角動量定理及角動量守恆定律 64 2.10.3 質點系的角動量定理和角動量守恆定律 66 習題2 68 第3章 剛體的定軸轉動 70 3.1 剛體及剛體運動 70 3.1.1 剛體的概念 70 3.1.2 剛體運動及其分類 70 3.1.3 描述剛體定軸轉動的物理量 72 3.2 轉動慣量與轉動定律 73 3.2.1 剛體的轉動慣量 73 3.2.2 轉動定律 76 3.2.3 轉動定律的套用 79 3.3 守恆定律 82 3.3.1 力矩的功 82 3.3.2 剛體定軸轉動的角動量和動能 83 3.3.3 剛體定軸轉動中的機械能守恆 83 3.3.4 角動量守恆 85 3.3.5 剛體定軸轉動的綜合套用 89 習題3 92 第二篇 機械振動和機械波 第4章 振動學基礎 99 4.1 簡諧振動方程 99 4.1.1 簡諧振動 99 4.1.2 簡諧振動方程 100 4.1.3 描寫簡諧振動的物理量 102 4.1.4 簡諧振動的速度與加速度 104 4.2 簡諧振動的旋轉矢量表示法 105 4.3 簡諧振動的能量 108 4.4 簡諧振動的合成 111 4.4.1 兩個同方向、同頻率簡諧振動的合成 111 4.4.2 兩個同方向、不同頻率簡諧振動的合成 113 4.4.3 兩個相互垂直同頻率簡諧振動的合成 114 4.4.4 兩個相互垂直、不同頻率簡諧振動的合成 116 4.5 阻尼振動受迫振動共振 117 4.5.1 阻尼振動 117 4.5.2 受迫振動 119 4.5.3 共振 120 習題4 125 第5章 波動學基礎 127 5.1 機械波 127 5.1.1 機械波的產生與傳播 127 5.1.2 機械波的特徵 128 5.1.3 橫波與縱波 129 5.1.4 描寫波的物理量 129 5.2 平面簡諧波 131 5.2.1 平面簡諧波的波函式 131 5.2.2 平面簡諧波波函式的求解舉例 135 5.3 波的能量能流 138 5.3.1 波的能量 138 5.3.2 波的能流 140 | 5.4 惠更斯原理波的反射與折射 143 5.4.1 惠更斯原理 143 5.4.2 波的反射與折射 144 5.5 波的疊加與干涉 146 5.5.1 波的疊加原理 146 5.5.2 波的干涉與相干波 146 5.5.3 干涉極值條件及其套用 147 5.5.4 駐波 149 5.6 聲波超音波次聲波 157 5.6.1 聲波 157 5.6.2 超音波 158 5.6.3 次聲波 159 習題5 163 第三篇 波動光學 第6章 光的干涉 167 6.1 光源光的單色性和相干性 167 6.2 雙縫干涉 169 6.3 光程和光程差 172 6.4 薄膜干涉 175 6.5 劈尖干涉牛頓環 181 6.6 邁克耳孫干涉儀及套用 186 習題6 190 第7章 光的衍射 193 7.1 光的衍射現象惠更斯-菲涅耳原理 193 7.2 單縫和圓孔的夫琅禾費衍射 195 7.3 光柵衍射 200 7.4 光學儀器的解析度 205 7.5 倫琴射線衍射布拉格方程 210 習題7 218 第8章 光的偏振 221 8.1 自然光和偏振光 221 8.2 偏振片的起偏和檢偏馬呂斯定律 223 8.3 反射光和折射光的偏振 226 8.4 光的雙折射現象 229 8.5 人為雙折射現象* 233 8.6 旋光現象* 235 習題8 237 第四篇 分子物理學和熱力學 第9章 氣體動理論 241 9.1 平衡狀態理想氣體狀態方程 241 9.1.1 狀態參量 241 9.1.2 平衡態平衡過程 242 9.1.3 理想氣體狀態方程 243 9.2 氣體分子運動論的壓強公式 244 9.2.1 理想氣體的微觀模型 244 9.2.2 平衡態的統計假設 244 9.2.3 理想氣體的壓強公式 245 9.3 氣體分子的平均平動動能與溫度關係 247 9.3.1 溫度公式 247 9.3.2 氣體分子的方均根速率 248 9.4 能量按自由度均分原理理想氣體的內能 249 9.4.1 自由度 249 9.4.2 氣體分子的自由度 250 9.4.3 能量均分原理 250 9.4.4 理想氣體的內能 252 9.5 麥克斯韋分子速率分布律 254 9.5.1 分子的速率分布 254 9.5.2 氣體分子速率的三種統計平均值 256 9.6 平均自由程氣體內的遷移現象 258 9.6.1 分子的平均碰撞頻率 258 9.6.2 分子的平均自由程 259 9.6.3 氣體內的遷移現象及其基本定律 260 9.7 真空的獲得和低壓的測定 263 9.7.1 真空的特點 263 9.7.2 真空的獲得 264 9.7.3 真空（低壓）的測量 268 習題9 271 第10章 熱力學的物理基礎 273 10.1 熱力學第一定律 273 10.1.1 熱力學過程 273 10.1.2 功、熱量、內能 274 10.1.3 熱力學第一定律的建立 276 10.2 熱力學第一定律對於理想氣體的等值過程的套用 277 10.2.1 等容過程 277 10.2.2 等溫過程 277 10.2.3 等壓過程 278 10.3 氣體的摩爾熱容量 280 10.3.1 熱容量的概念 280 10.3.2 氣體的定容摩爾熱容量CV 280 10.3.3 氣體的定壓摩爾熱容量Cp 281 10.3.4 比熱容比γ281 10.4 絕熱過程 284 10.4.1 絕熱過程方程的推導 285 10.4.2 絕熱線與等溫線的討論 286 10.5 循環過程卡諾循環 287 10.5.1 循環過程 287 10.5.2 循環效率 288 10.5.3 卡諾循環 290 10.5.4 卡諾熱機的效率 291 10.6 熱力學第二定律 293 10.6.1 熱力學第二定律 293 10.6.2 可逆過程和不可逆過程 296 10.6.3 卡諾定理 296 10.6.4 熱力學第二定律的統計意義 296 習題10 302 第11章 真實氣體 304 11.1 真實氣體的等溫線 304 11.2 范德瓦耳斯方程 306 11.3 焦耳-湯姆孫實驗真實氣體的內能 309 11.4 低溫的獲得 311 11.4.1 液化氣體獲得低溫 311 11.4.2 絕熱退磁降溫 312 11.4.3 稀釋製冷 312 11.4.4 雷射冷卻中性原子 312 11.5 相變與熱處理技術 313 11.5.1 相變 313 11.5.2 熱處理技術 314 |
第五篇 電磁學 第12章 靜電場 3 12.1 電荷和電場 3 12.1.1 電荷 3 12.1.2 電場 5 12.2 庫侖定律電介質的影響 5 12.3 電場強度電場線 8 12.3.1 點電荷電場強度 9 12.3.2 靜電場疊加原理 10 12.3.3 場強計算 10 12.3.4 電場線 14 12.4 電通量高斯定理 15 12.4.1 靜電場中的高斯定理 16 12.4.2 高斯定理的套用 19 12.5 電場力的功電勢 23 12.5.1 靜電場力做功的特點 23 12.5.2 電勢能電勢 24 12.5.3 電勢的疊加原理 26 12.5.4 電勢的計算 27 12.6 等勢面電場強度和電勢梯度的關係 30 12.6.1 等勢面 30 12.6.2 電場強度和電勢梯度的關係 30 習題12 31 第13章 靜電場中的導體和電介質 34 13.1 靜電場中的導體 34 13.1.1 導體靜電平衡的條件 34 13.1.2 導體上的電荷分布 35 13.1.3 導體表面的場強與面電荷密度的關係 36 13.1.4 靜電禁止 37 13.1.5 有導體存在時靜電場的計算 39 13.2 靜電場中的電介質 41 13.2.1 電介質的極化 41 13.2.2 電極化強度與極化電荷 42 13.2.3 電介質中靜電場的基本規律 44 13.3 電容和電容器 48 13.3.1 孤立導體的電容 48 13.3.2 電容器的電容 48 13.4 靜電場的能量 51 習題13 54 第14章 電流的磁場 57 14.1 磁感應強度 57 14.1.1 基本磁現象 57 14.1.2 磁感應強度 58 14.2 磁場中的高斯定理 59 14.2.1 磁力線 59 14.2.2 磁通量 60 14.2.3 磁場中的高斯定理 60 14.3 畢奧-薩伐爾定律及其套用 61 14.3.1 穩恆電流的磁場 61 14.3.2 運動電荷的磁場 62 14.3.3 截流線圈的磁矩 63 14.3.4 畢奧-薩伐爾定律的套用 63 14.4 磁場的安培環路定理 68 14.4.1 安培環路定理 68 14.4.2 安培環路定理的套用 71 習題14 78 第15章 磁場對電流的作用 81 15.1 帶電粒子在電場和磁場中的受力及其運動 81 15.1.1 洛倫茲力 81 15.1.2 帶電粒子在電場和磁場中的運動 82 15.2 帶電粒子在電場和磁場中的運動和套用 84 15.2.1 質譜儀 84 15.2.2 回旋加速器 86 15.2.3 霍爾效應 87 15.3 磁場對載流導線的作用 90 15.3.1 安培定律 90 15.3.2 磁場對載流線圈的作用 94 15.3.3 平行電流間的相互作用力 96 *15.4 載流導線或載流線圈在磁場內改變位置時磁場力所做的功 97 15.4.1 載流導線在磁場中運動時磁場力所做的功 97 15.4.2 載流線圈在磁場中轉動時磁力矩所做的功 98 習題15 99 第16章 電磁感應 101 16.1 電磁感應的基本定律 101 16.1.1 電磁感應現象 101 16.1.2 法拉第電磁感應定律 102 16.1.3 楞次定律 103 16.2 動生電動勢 105 16.2.1 在磁場中運動的導線內的感應電動勢 105 16.2.2 在磁場中轉動的線圈內的感應電動勢和感應電流 108 16.3 感生電場感生電動勢 110 16.3.1 感生電場 110 *16.3.3 電子感應加速器 114 *16.3.4 渦電流 115 16.4 自感應和互感應 116 16.4.1 自感應 116 16.4.2 互感應 117 16.5 磁場的能量 120 習題16 123 第17章 物質的磁性 126 17.1 磁介質磁化強度 126 17.1.1 磁介質 126 17.1.2 磁介質磁化機制 127 17.2 有磁介質時的安培環路定律 129 17.2.1 磁化強度與磁化電流的關係 129 17.2.2 磁介質中的安培環路定理 129 17.3 鐵磁質簡介 133 17.3.1 磁化曲線 133 17.3.2 鐵磁質的微觀解釋 134 17.3.3 鐵磁質的分類及其套用 135 習題17 137 | 第18章 電磁場理論的基本概念電磁振盪與電磁波 139 18.1 麥克斯韋電磁理論的基本概念 139 18.1.1 位移電流 139 18.1.2 麥克斯韋方程組 141 18.2 電磁波的性質 144 18.3 振盪電路赫茲實驗 145 18.3.1 振盪電路 145 18.3.2 赫茲實驗 145 18.4 電磁波譜 147 習題18 148 第六篇 近代物理基礎 第19章 相對論基礎 151 19.1 伽利略變換與經典力學時空觀 151 19.1.1 伽利略變換 151 19.1.2 經典力學時空觀 154 19.2 狹義相對論的基本假設洛倫茲變換 156 19.2.1 狹義相對論提出的歷史背景 156 19.2.2 狹義相對論的基本假設 158 19.2.3 洛倫茲坐標變換式 159 19.2.4 洛倫茲速度變換式 161 19.3 狹義相對論的時空觀 162 19.3.1 長度收縮 162 19.3.2 時間膨脹 163 19.3.3 同時的相對性 164 19.4 狹義相對論動力學 168 19.4.1 質量和動量 168 19.4.2 動力學基本方程 169 19.4.3 能量 169 19.4.4 能量與動量的關係 171 19.4.5 光子的能量、質量和動量 171 19.5 廣義相對論簡介 174 19.5.1 孿生子佯謬 174 19.5.2 廣義相對論的基本原理和時空彎曲 174 19.5.3 廣義相對論的可觀測效應 175 習題19 178 第20章 波粒二象性 180 20.1 黑體輻射與普朗克量子化假說 180 20.1.1 熱輻射 180 20.1.2 黑體輻射的實驗規律 180 20.1.3 黑體熱輻射的實驗規律 181 20.1.4 普朗克的能量子假設 182 20.2 光電效應 184 20.2.1 光電效應的實驗規律 184 20.2.2 經典理論的解釋及其困難 187 20.2.3 光子假設及光的波粒二象性 187 20.2.4 光子假說對光電效應的解釋 188 20.2.5 愛因斯坦的光電效應方程 188 20.3 康普頓效應 189 20.3.1 康普頓效應的實驗規律 190 20.3.2 康普頓效應的量子解釋 190 20.3.3 康普頓散射公式 191 20.4 微觀粒子的波粒二象性 192 20.4.1 微觀粒子的波粒二象性 192 20.4.2 德布羅意方程 193 20.4.3 自由粒子的德布羅意波長 193 20.4.4 戴維孫-革末實驗 194 20.5 不確定關係 195 20.5.1 電子單縫衍射實驗 196 20.5.2 不確定關係 197 習題20 201 第21章 原子的量子理論初步 202 21.1 玻爾的原子量子理論 202 21.1.1 氫原子光譜的實驗規律 202 21.1.2 原子的有核模型 204 21.1.3 玻爾的氫原子量子論 205 21.1.4 氫原子結構的計算 206 21.2 薛丁格方程 212 21.2.1 波函式及其統計解釋 212 21.2.2 一般的薛丁格波動方程 214 21.2.3 定態薛丁格波動方程 214 21.3 一維勢場中的粒子運動 216 21.3.1 一維無限深勢阱中的粒子運動 216 21.3.2 勢壘貫穿 219 21.4 量子力學中的原子問題 220 21.4.1 氫原子薛丁格方程的解 221 21.4.2 多電子原子的描述 223 21.5 雷射 224 21.5.1 氦-氖雷射器 224 21.5.2 原子的躍遷 225 21.5.3 雷射的獲得 227 21.6 固體的能帶結構和半導體的基本概念 228 21.6.1 半導體的基本概念 229 21.6.2 固體能帶的基本概念 229 21.6.3 本徵半導體和雜質半導體 230 21.7 原子核與基本粒子 232 21.7.1 放射性 232 21.7.2 原子核 234 21.7.3 基本粒子 236 21.7.4 核磁共振 239 習題21 242 附錄 243 附錄A 物理量單位制 243 一、單位制 243 二、國際單位制簡介 243 三、力學和電學中曾經出現過的單位制 250 附錄B 常用字母和數學符號 250 附錄C 單位換算 251 附錄D 基本物理常數 254 附錄E 一些固體的密度 255 附錄F 某些聲波與某些物體振動的頻率 256 附錄G 某些物質的特徵值 257 |
