物理學教程（第三版）

成書過程

修訂情況

《物理學教程（第三版）》在修訂時參照教育部物理學與天文學教學指導委員會編制的《理工科類大學物理課程教學基本要求》（2010 年版），涵蓋了基本要求中的核心內容。

出版工作

2016年1月，《物理學教程（第三版）》由高等教育出版社出版。

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繆可可	張海雁	李小璐	杜微言	郝林	楊鳳玲	耿軒

內容簡介

《物理學教程（第三版）》分上、下兩冊。上冊內容包括質點運動學、牛頓定律、動量守恆定律和能量守恆定律、剛體和流體的運動、剛體和流體的運動、機械波、氣體動理論、熱力學基礎等八章；下冊內容包括靜電場、靜電場中的導體與電介質、恆定磁場、電磁感應電磁場和電磁波、幾何光學簡介、波動光學、狹義相對論、量子物理等八章。

教材目錄

前輔文
第一章質點運動學
1-1 質點運動的描述
一、參考系質點
二、位置矢量運動方程位移
三、速度
四、加速度
1-2 求解運動學問題舉例
1-3 圓周運動
一、圓周運動的角速度
二、勻速率圓周運動
三、變速圓周運動切向加速度和法向加速度
四、角加速度勻變角加速運動
1-4 相對運動
一、時間與空間
二、相對運動
問題
習題
第二章牛頓定律
2-1 牛頓定律
一、牛頓第一定律
二、牛頓第二定律
三、牛頓第三定律
2-2 物理量的單位和量綱
2-3 幾種常見的力
一、萬有引力
二、彈性力
三、摩擦力
2-4 牛頓定律的套用舉例
*2-5 力學相對性原理慣性系和非慣性系
一、力學相對性原理
二、非慣性系和慣性力
問題
習題
第三章動量守恆定律和能量守恆定律
3-1 質點和質點系的動量定理
一、衝量質點的動量定理
二、質點系的動量定理
3-2 動量守恆定律
*3-3 火箭飛行原理
3-4 動能定理
一、功
二、質點的動能定理
3-5 保守力與非保守力勢能
一、萬有引力、重力、彈性力做功的特點
二、保守力與非保守力
三、勢能勢能曲線
3-6 功能原理機械能守恆定律
一、質點系的動能定理
二、質點系的功能原理
三、機械能守恆定律
*四、宇宙速度
3-7 碰撞
3-8 能量守恆定律
*3-9 質心質心運動定律
一、質心
二、質心運動定律
問題
習題
第四章剛體和流體的運動
4-1 剛體的定軸轉動
一、剛體的平動與轉動
二、剛體繞定軸轉動的角速度和角加速度
4-2 力矩轉動定律轉動慣量
一、力矩
二、轉動定律
4-3 角動量角動量守恆定律
一、質點的角動量和剛體的角動量
二、剛體定軸轉動的角動量定理
三、剛體定軸轉動的角動量守恆定律
4-4 力矩做功剛體繞定軸轉動的動能定理
一、力矩做功
二、力矩的功率
三、轉動動能
四、剛體繞定軸轉動的動能定理
*4-5 流體動力學簡介
一、理想流體的運動與規律
二、伯努利方程的套用
*4-6 經典力學的成就和局限性
一、經典力學只適用於處理物體的低速運動問題，而不能用於處理高速運動問題
二、確定性與隨機性
三、能量的連續性與能量量子化
問題
習題
第五章機械振動
5-1 簡諧振動簡諧振動的振幅、周期、頻率和相位
一、簡諧振動
二、振幅
三、周期頻率
四、相位
五、常量A和φ的確定
5-2 旋轉矢量
5-3 簡諧振動的能量
5-4 一維簡諧振動的合成拍現象
一、兩個同方向同頻率簡諧振動的合成
*二、多個同方向同頻率簡諧振動的合成
*三、兩個同方向不同頻率簡諧振動的合成拍現象
*5-5 阻尼振動受迫振動共振
一、阻尼振動
二、受迫振動
三、共振
問題
習題
第六章機械波
6-1 機械波的形成波長周期和波速
一、機械波的形成
二、波長周期和波速
三、波線波面波前
6-2 平面簡諧波的波函式
一、平面簡諧波的波函式
二、波函式的物理含義
6-3 波的能量聲強級
一、波動能量的傳播
*二、聲強級超音波和次聲波
6-4 惠更斯原理波的干涉
一、惠更斯原理
二、波的干涉
*6-5 駐波
一、駐波的產生
二、駐波方程
三、相位躍變
四、駐波的能量
*6-6 都卜勒效應
一、波源不動，觀察者相對介質以速度v0運動
二、觀察者不動，波源相對介質以速度vs運動
三、波源與觀察者同時相對介質運動
問題
習題
第七章氣體動理論
7-1 平衡態理想氣體物態方程熱力學第零定律
一、氣體的狀態參量
二、平衡態
三、理想氣體物態方程
四、熱力學第零定律
7-2 物質的微觀模型統計規律性
一、分子的線度和分子力
二、分子熱運動的無序性及統計規律性
7-3 理想氣體的壓強公式
一、理想氣體的微觀模型
二、理想氣體的壓強公式
7-4 理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關係
7-5 能量均分定理理想氣體的內能
一、自由度
二、能量均分定理
三、理想氣體的內能
7-6 麥克斯韋氣體分子速率分布律
一、麥克斯韋氣體分子速率分布律
二、三種統計速率
7-7 分子平均碰撞頻率和平均自由程
*7-8 氣體的遷移現象
一、黏性現象
二、熱傳導現象
三、擴散現象
問題
習題
第八章熱力學基礎
8-1 準靜態過程功熱量
一、準靜態過程
二、功
三、熱量
8-2 內能熱力學第一定律
一、內能
二、熱力學第一定律
8-3 理想氣體的等體過程和等壓過程摩爾熱容
一、等體過程摩爾定容熱容
二、等壓過程摩爾定壓熱容
8-4 理想氣體的等溫過程和絕熱過程
一、等溫過程
二、絕熱過程
三、絕熱線和等溫線
8-5 循環過程卡諾循環
一、循環過程
二、熱機和制冷機
三、卡諾循環
8-6 熱力學第二定律卡諾定理
一、熱力學第二定律的兩種表述
二、可逆過程與不可逆過程
三、卡諾定理
四、能量品質
*8-7 熵熵增加原理
一、熵
二、熵變的計算
三、熵增加原理
四、熵增加原理與熱力學第二定律
五、玻耳茲曼關係式——熱力學第二定律的統計意義
問題
習題
附錄一矢量
一、標量和矢量
二、矢量合成的幾何法
三、矢量合成的解析法
四、矢量的標積和矢積
五、矢量的導數和積分
附錄二我國法定計量單位和國際單位制(SI)
一、國際單位制的基本單位
二、國際單位制中包括輔助單位在內的具有專門名稱的導出單位
三、我國選定的非國際單位制單位
四、國際單位制詞頭
附錄三空氣、水、地球、太陽系的一些常用數據
附錄四部分常用數學公式
一、級數公式
二、三角函式公式
三、導數公式
四、積分公式
習題答案
索引
照片說明
第九章靜電場
9-1電荷的量子化電荷守恆定律
一、電荷的量子化
二、電荷守恆定律
9-2庫侖定律
9-3電場強度
一、靜電場
二、電場強度
三、點電荷的電場強度
四、電場強度疊加原理
9-4電場強度通量高斯定理
一、電場線
二、電場強度通量
三、高斯定理
四、高斯定理套用舉例
9-5靜電場的環路定理電勢能
一、靜電場力所做的功
二、靜電場的環路定理
三、電勢能
9-6電勢
一、電勢
二、點電荷電場的電勢
三、電勢的疊加原理
9-7電場強度與電勢的微分關係
一、等勢面
二、電場強度與電勢的微分關係
問題
習題

第十章靜電場中的導體與電介質
10-1靜電場中的導體
一、靜電平衡條件
二、靜電平衡時導體上電荷的分布
三、靜電禁止
10-2靜電場中的電介質
一、電介質對電場的影響相對電容率
二、電介質的極化
三、電介質中的電場強度極化電荷與自由電荷的關係
10-3電位移有電介質時的高斯定理
10-4電容
一、電容器電容
二、電容器的並聯和串聯
10-5靜電場的能量能量密度
一、電容器的電能
二、靜電場的能量能量密度
10-6靜電的套用
一、范德格拉夫靜電起電機
二、靜電除塵
三、靜電分離
問題
習題
第十一章恆定磁場
11-1恆定電流電流密度
11-2電源電動勢
11-3磁場磁感強度
11-4畢奧-薩伐爾定律
一、畢奧-薩伐爾定律
二、畢奧-薩伐爾定律套用舉例
三、磁矩
11-5磁通量磁場的高斯定理
一、磁感線
二、磁通量磁場的高斯定理
11-6安培環路定理
一、安培環路定理
二、安培環路定理套用舉例
11-7帶電粒子在磁場中的運動
一、帶電粒子在磁場中所受的力
二、帶電粒子在磁場中的運動舉例
三、帶電粒子在現代電磁場技術中的套用舉例
11-8載流導線在磁場中所受的力
一、安培力
二、磁場對載流線圈作用的力矩
11-9磁場中的磁介質
一、磁介質磁化強度
二、磁介質中的安培環路定理磁場強度
三、鐵磁質
問題
習題
第十二章電磁感應電磁場和電磁波
12-1電磁感應定律
一、電磁感應現象
二、電磁感應定律
三、楞次定律
12-2動生電動勢和感生電動勢
一、動生電動勢
二、感生電動勢
三、渦電流
12-3自感和互感
一、自感電動勢自感
二、互感電動勢互感
12-4磁場的能量磁場能量密度
12-5位移電流電磁場基本方程的積分形式
一、位移電流全電流安培環路定理
二、電磁場麥克斯韋電磁場方程的積分形式
12-6電磁振盪電磁波
一、振盪電路無阻尼自由電磁振盪
二、電磁波的產生與傳播
三、真空中的平面電磁波及其特性
四、真空中電磁波的能量
五、電磁波譜
問題
習題
第十三章幾何光學簡介
13-1幾何光學基本定律
一、反射和折射定律
二、全反射
13-2光在平面上的反射、折射成像
一、平面的反射成像
二、平面的折射成像
13-3光在球面上的反射、折射成像
一、球面鏡的反射成像
二、球面上的折射成像
13-4薄透鏡
一、薄透鏡的成像公式
二、薄透鏡成像特性
三、薄透鏡的橫向放大率
13-5顯微鏡、望遠鏡和照相機
一、顯微鏡
二、望遠鏡
三、照相機
問題
習題
第十四章波動光學
14-1相干光
一、光的相干性
二、相干光的獲取
14-2楊氏雙縫干涉實驗光程勞埃德鏡
一、楊氏雙縫干涉實驗
二、雙縫干涉的光強
三、光程和光程差
四、勞埃德鏡
14-3薄膜干涉
一、薄膜干涉的光程差
二、劈尖
三、牛頓環
14-4邁克耳孫干涉儀
一、邁克耳孫干涉儀
二、等傾干涉
14-5光的衍射
一、光的衍射現象
二、惠更斯-菲涅耳原理
三、菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射
14-6單縫衍射
14-7圓孔衍射光學儀器的分辨本領
14-8衍射光柵
一、光柵
二、光柵衍射條紋的形成
三、衍射光譜
四、X射線衍射簡介
14-9光的偏振性馬呂斯定律
一、自然光偏振光
二、偏振片起偏與檢偏
三、馬呂斯定律
14-10反射光和折射光的偏振
14-11雙折射現象
一、雙折射的尋常光和非常光
二、人為雙折射現象
14-12旋光現象
問題
習題
第十五章狹義相對論
15-1伽利略變換式經典力學相對性原理遇到的困難
一、伽利略變換式經典力學的相對性原理
二、經典力學的絕對時空觀
三、光速依賴於慣性參考系的選取嗎？
15-2狹義相對論的基本原理洛倫茲變換式
一、狹義相對論的基本原理
二、洛倫茲變換式
三、洛倫茲速度變換式
15-3狹義相對論的時空觀
一、同時的相對性
二、長度的收縮
三、時間的延緩
15-4光的都卜勒效應
15-5相對論性動量和能量
一、動量與速度的關係
二、狹義相對論力學的基本方程
三、質量與能量的關係
四、質能公式在原子核裂變和聚變中的套用
五、動量與能量的關係
問題
習題
第十六章量子物理
16-1黑體輻射普朗克能量子假設
一、黑體黑體輻射
二、斯特藩-玻耳茲曼定律維恩位移定律
三、黑體輻射的瑞利-金斯公式經典物理的困難
四、普朗克假設普朗克黑體輻射公式
16-2光電效應光的波粒二象性
一、光電效應實驗的規律
二、光子愛因斯坦方程
三、光電效應在近代技術中的套用
四、光的波粒二象性
16-3康普頓效應
16-4氫原子的玻爾理論
一、氫原子光譜的規律
二、盧瑟福的原子有核模型
三、氫原子的玻爾理論
四、氫原子玻爾理論的困難
16-5德布羅意波實物粒子的二象性
一、德布羅意假設
二、德布羅意波的實驗證明——G.P.湯姆孫電子衍射實驗
三、套用舉例
四、德布羅意波的統計解釋
16-6不確定關係
16-7量子力學簡介
一、波函式機率密度
二、定態薛丁格方程
三、一維勢阱問題
四、對應原理
五、一維方勢壘隧道效應
16-8多電子原子中電子的分布
一、四個量子數
二、多電子原子中的電子分布
16-9雷射
一、自發輻射受激輻射
二、雷射原理
三、雷射器
四、雷射的特性和套用
16-10半導體
一、固體的能帶
二、本徵半導體和雜質半導體
三、pn結
四、光生伏打效應
16-11超導體
一、超導體的轉變溫度
二、超導體的主要特性
三、超導電性的BCS理論
四、超導的套用前景
五、約瑟夫森效應簡介
16-12納米材料
一、納米效應
二、納米材料的製備
三、碳納米新材料——碳納米管和石墨烯
四、套用前景
問題
習題
習題答案
索引
照片說明
第九章靜電場
9-1電荷的量子化電荷守恆定律
一、電荷的量子化
二、電荷守恆定律
9-2庫侖定律
9-3電場強度
一、靜電場
二、電場強度
三、點電荷的電場強度
四、電場強度疊加原理
9-4電場強度通量高斯定理
一、電場線
二、電場強度通量
三、高斯定理

四、高斯定理套用舉例
9-5靜電場的環路定理電勢能
一、靜電場力所做的功
二、靜電場的環路定理
三、電勢能
9-6電勢
一、電勢
二、點電荷電場的電勢
三、電勢的疊加原理
9-7電場強度與電勢的微分關係
一、等勢面
二、電場強度與電勢的微分關係
問題
習題
第十章靜電場中的導體與電介質
10-1靜電場中的導體
一、靜電平衡條件
二、靜電平衡時導體上電荷的分布
三、靜電禁止
10-2靜電場中的電介質
一、電介質對電場的影響相對電容率
二、電介質的極化
三、電介質中的電場強度極化電荷與自由電荷的關係
10-3電位移有電介質時的高斯定理
10-4電容
一、電容器電容
二、電容器的並聯和串聯
10-5靜電場的能量能量密度
一、電容器的電能
二、靜電場的能量能量密度
10-6靜電的套用
一、范德格拉夫靜電起電機
二、靜電除塵
三、靜電分離
問題
習題
第十一章恆定磁場
11-1恆定電流電流密度
11-2電源電動勢
11-3磁場磁感強度
11-4畢奧-薩伐爾定律
一、畢奧-薩伐爾定律
二、畢奧-薩伐爾定律套用舉例
三、磁矩
11-5磁通量磁場的高斯定理
一、磁感線
二、磁通量磁場的高斯定理
11-6安培環路定理
一、安培環路定理
二、安培環路定理套用舉例
11-7帶電粒子在磁場中的運動
一、帶電粒子在磁場中所受的力
二、帶電粒子在磁場中的運動舉例
三、帶電粒子在現代電磁場技術中的套用舉例
11-8載流導線在磁場中所受的力
一、安培力
二、磁場對載流線圈作用的力矩
11-9磁場中的磁介質
一、磁介質磁化強度
二、磁介質中的安培環路定理磁場強度
三、鐵磁質
問題
習題
第十二章電磁感應電磁場和電磁波
12-1電磁感應定律
一、電磁感應現象
二、電磁感應定律
三、楞次定律
12-2動生電動勢和感生電動勢
一、動生電動勢
二、感生電動勢
三、渦電流
12-3自感和互感
一、自感電動勢自感
二、互感電動勢互感
12-4磁場的能量磁場能量密度
12-5位移電流電磁場基本方程的積分形式
一、位移電流全電流安培環路定理
二、電磁場麥克斯韋電磁場方程的積分形式
12-6電磁振盪電磁波
一、振盪電路無阻尼自由電磁振盪
二、電磁波的產生與傳播
三、真空中的平面電磁波及其特性
四、真空中電磁波的能量
五、電磁波譜
問題
習題
第十三章幾何光學簡介
13-1幾何光學基本定律
一、反射和折射定律
二、全反射
13-2光在平面上的反射、折射成像
一、平面的反射成像
二、平面的折射成像
13-3光在球面上的反射、折射成像
一、球面鏡的反射成像
二、球面上的折射成像
13-4薄透鏡
一、薄透鏡的成像公式
二、薄透鏡成像特性
三、薄透鏡的橫向放大率
13-5顯微鏡、望遠鏡和照相機
一、顯微鏡
二、望遠鏡
三、照相機
問題
習題
第十四章波動光學
14-1相干光
一、光的相干性
二、相干光的獲取
14-2楊氏雙縫干涉實驗光程勞埃德鏡
一、楊氏雙縫干涉實驗
二、雙縫干涉的光強
三、光程和光程差
四、勞埃德鏡
14-3薄膜干涉
一、薄膜干涉的光程差
二、劈尖
三、牛頓環
14-4邁克耳孫干涉儀
一、邁克耳孫干涉儀
二、等傾干涉
14-5光的衍射
一、光的衍射現象
二、惠更斯-菲涅耳原理
三、菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射
14-6單縫衍射
14-7圓孔衍射光學儀器的分辨本領
14-8衍射光柵
一、光柵
二、光柵衍射條紋的形成
三、衍射光譜
四、X射線衍射簡介
14-9光的偏振性馬呂斯定律
一、自然光偏振光
二、偏振片起偏與檢偏
三、馬呂斯定律
14-10反射光和折射光的偏振
14-11雙折射現象
一、雙折射的尋常光和非常光
二、人為雙折射現象
14-12旋光現象
問題
習題
第十五章狹義相對論
15-1伽利略變換式經典力學相對性原理遇到的困難
一、伽利略變換式經典力學的相對性原理
二、經典力學的絕對時空觀
三、光速依賴於慣性參考系的選取嗎？
15-2狹義相對論的基本原理洛倫茲變換式
一、狹義相對論的基本原理
二、洛倫茲變換式
三、洛倫茲速度變換式
15-3狹義相對論的時空觀
一、同時的相對性
二、長度的收縮
三、時間的延緩
15-4光的都卜勒效應
15-5相對論性動量和能量
一、動量與速度的關係
二、狹義相對論力學的基本方程
三、質量與能量的關係
四、質能公式在原子核裂變和聚變中的套用
五、動量與能量的關係
問題
習題
第十六章量子物理
16-1黑體輻射普朗克能量子假設
一、黑體黑體輻射
二、斯特藩-玻耳茲曼定律維恩位移定律
三、黑體輻射的瑞利-金斯公式經典物理的困難
四、普朗克假設普朗克黑體輻射公式
16-2光電效應光的波粒二象性
一、光電效應實驗的規律
二、光子愛因斯坦方程
三、光電效應在近代技術中的套用
四、光的波粒二象性
16-3康普頓效應
16-4氫原子的玻爾理論
一、氫原子光譜的規律
二、盧瑟福的原子有核模型
三、氫原子的玻爾理論
四、氫原子玻爾理論的困難
16-5德布羅意波實物粒子的二象性
一、德布羅意假設
二、德布羅意波的實驗證明——G.P.湯姆孫電子衍射實驗
三、套用舉例
四、德布羅意波的統計解釋
16-6不確定關係
16-7量子力學簡介
一、波函式機率密度
二、定態薛丁格方程
三、一維勢阱問題
四、對應原理
五、一維方勢壘隧道效應
16-8多電子原子中電子的分布
一、四個量子數
二、多電子原子中的電子分布
16-9雷射
一、自發輻射受激輻射
二、雷射原理
三、雷射器
四、雷射的特性和套用
16-10半導體
一、固體的能帶
二、本徵半導體和雜質半導體
三、pn結
四、光生伏打效應
16-11超導體
一、超導體的轉變溫度
二、超導體的主要特性
三、超導電性的BCS理論
四、超導的套用前景
五、約瑟夫森效應簡介
16-12納米材料
一、納米效應
二、納米材料的製備
三、碳納米新材料——碳納米管和石墨烯
四、套用前景
問題
習題
習題答案
索引
照片說明

書名	ISBN書號	出版時間	字數	頁數
《物理學教程（第三版）學習指導》	978-7-04-045989-0	2016-09-07	200千字	128頁
《物理學教程（第三版）習題分析與解答》	978-7-04-044932-7	2016-04-12	360千字	120千字
皆為高等教育出版社出版：

物理學教程（第三版）

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