《物理學（第五版）》是劉克哲、張承琚、劉建強、宋洪曉編著的，由高等教育出版社出版的“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，是面向21世紀課程教材。
基本介紹
- 書名：物理學（第五版）
- 作者：劉克哲、張承琚、劉建強、宋洪曉
- ISBN：上卷：978-7-04-049932-2 下卷：978-7-04-050165-0
- 類別：“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材
- 頁數：上卷：348頁 下卷：168頁
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：上卷：2018-08-15 下卷：2019-02-22
- 裝幀：平裝
- 開本：平裝
- 版面字數：上卷：540千字 下卷：520千字
內容簡介,教材目錄,上卷,下卷,
內容簡介
本書第二版是“面向21世紀課程教材”，第三版是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，第四版是“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。以本書第二版為主講教材的“物理學”課程被評為2004年度國家精品課程。本書根據教育部高等學校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），從學科自身的發展、要求和特點出發，將近代物理的基本內容融入教材中，使物理學近代發展的新成果與物理學基本原理有機地結合起來。同時，為便於教學，本書保持了原教材闡述嚴謹、深入淺出、緊貼教學實踐和符合教學規律等特點，並適當降低了課程的難度、減少了學時。與本書配套的有《物理學學習指導書》《物理學電子教案》及線上開放課程等。全書總計20章，分上、下兩卷出版，本書是上卷。
本書可作為綜合性大學、師範大學和工科院校的理工科非物理學類專業120~140學時基礎物理學課程的教材使用，也可供其他高等學校的相關專業選用，還可供中學物理教師進修、自學使用。
教材目錄
上卷
前輔文
緒論
一、 物理學是整個自然科學的基礎
二、 物理學的發展與社會生產力的提高是相輔相成的
三、 物理學的基本研究方法
第一章 質點運動
§1-1 質點和參考系
一、 質點
二、 參考系
§1-2 描述質點運動的物理量
一、 時刻和時間
二、 位置矢量
三、 位移和路程
四、 速度和速率
五、 加速度
§1-3 描述質點運動的坐標系
一、 直角坐標系
二、 平面極坐標系
*三、 自然坐標系
§1-4 牛頓運動定律
一、 牛頓第一定律
二、 牛頓第二定律
三、 牛頓第三定律
§1-5 力學中常見的力
一、 萬有引力
二、 彈性力
三、 摩擦力
§1-6 伽利略相對性原理
一、 伽利略相對性原理
二、 伽利略變換
*三、 慣性力
習題
第二章 機械能守恆定律
§2-1 功和功率
一、 功
二、 功率
§2-2 動能和動能定理
§2-3 勢能
一、 引力勢能和重力勢能
二、 彈力勢能
三、 保守力
*四、 勢能曲線
§2-4 機械能守恆定律
一、 功能原理
二、 機械能守恆定律
習題
第三章 動量守恆定律
§3-1 動量和動量定理
§3-2 質點系動量定理和質心運動定理
一、 質點系動量定理
二、 質心
三、 質心運動定理
§3-3 動量守恆定律
§3-4 碰撞
一、 碰撞現象
二、 完全彈性碰撞
三、 完全非彈性碰撞
*§3-5 運載火箭的運動
習題
第四章 角動量守恆定律
§4-1 力矩
一、 力矩的一般意義
二、 力對軸的力矩
§4-2 質點角動量守恆定律
一、 角動量
二、 角動量定理
三、 質點角動量守恆定律
*§4-3 質點系角動量守恆定律
習題
第五章 剛體力學
§5-1 剛體的運動
一、 平動和轉動
二、 剛體的定軸轉動
§5-2 剛體動力學
一、 剛體的轉動動能
二、 剛體的轉動慣量
三、 力矩做的功
四、 動能定理
五、 轉動定理
§5-3 定軸轉動剛體的角動量守恆定律
一、 剛體對轉軸的角動量
二、 剛體對轉軸的角動量定理
三、 剛體對轉軸的角動量守恆定律
§5-4 固體的形變和彈性
一、 固體在外力作用下的一般情形
二、 固體的彈性形變
習題
第六章 流體力學
§6-1 流體的壓強
§6-2 理想流體及其連續性方程
一、 關於理想流體的幾個概念
二、 理想流體的連續性方程
§6-3 伯努利方程
§6-4 黏性流體的運動
一、 流體的黏性
二、 黏性流體的運動規律
*三、 泊肅葉定律
*四、 湍流和雷諾數
*五、 斯托克斯黏性公式
習題
第七章 振動和波動
§7-1 簡諧振動
一、 簡諧振動的基本特點
二、 描述簡諧振動的特徵量
三、 簡諧振動的矢量圖解法和複數解法
四、 簡諧振動的能量
§7-2 簡諧振動的疊加
一、 同一直線上兩個同頻率簡諧振動的合成
二、 同一直線上兩個頻率相近的簡諧振動的合成
三、 兩個互相垂直的簡諧振動的合成
§7-3 阻尼振動、受迫振動和共振
一、 阻尼振動
二、 受迫振動
三、 共振
§7-4 關於波動的基本概念
一、 波的產生和傳播
二、 橫波和縱波
三、 波線和波面
四、 波速、波長以及波的周期和頻率
五、 波動所遵從的基本原理
§7-5 簡諧波
§7-6 波動方程和波的能量
*一、 一維波動方程
二、 波的能量
三、 波的能流和能流密度
§7-7 波的干涉
一、 波的干涉現象和規律
二、 駐波
§7-8 都卜勒效應
*§7-9 聲波、超音波和次聲波
一、 聲波
二、 超音波和次聲波
習題
第八章 狹義相對論
§8-1 狹義相對論的基本原理
一、 伽利略變換與經典時空觀念
二、 狹義相對論產生的背景和條件
三、 狹義相對論的基本原理
§8-2 狹義相對論的時空觀
一、 同時性的相對性
二、 時間延緩效應
三、 長度收縮效應
四、 速度變換法則
§8-3 狹義相對論動力學
一、 質速關係和相對論動力學基本方程
二、 質能關係
三、 能量-動量關係
習題
第九章 氣體、固體和液體的基本性質
§9-1 氣體動理論和理想氣體模型
一、 氣體的分子狀況
二、 理想氣體模型
三、 理想氣體狀態的描述
§9-2 理想氣體的壓強和溫度
一、 理想氣體的壓強公式
二、 熱力學第零定律
三、 溫度的微觀解釋
§9-3 理想氣體的內能
一、 分子運動自由度
二、 能量均分定理
三、 理想氣體的內能
§9-4 麥克斯韋速率分布律
一、 麥克斯韋速率分布律
二、 用速率分布函式求分子速率的統計平均值
*三、 麥克斯韋速率分布律的實驗驗證
*§9-5 范德瓦耳斯方程
一、 范德瓦耳斯方程的導出
二、 范德瓦耳斯等溫線和臨界點
§9-6 氣體內的輸運過程
一、 氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程
二、 黏性
*三、 熱傳導
*四、 擴散
§9-7 固體的性質及晶體結構的一般概念
一、 固體的一般性質
二、 關於晶體結構的一些概念
§9-8 晶體中粒子的相互作用
一、 晶體的結合
*二、 結合力的共同特徵
§9-9 非晶態和準晶態簡介
*一、 非晶態固體的微觀結構
二、 非晶態固體的套用
三、 準晶態簡介
§9-10 液體和液晶的微觀結構
一、 液體的微觀結構
*二、 液晶的類型和結構
§9-11 液體的表面性質
*一、 表面張力
二、 彎曲液面下的附加壓強
三、 與固體接觸處液面的性質
四、 毛細現象
習題
第十章 電荷和靜電場
§10-1 電荷和庫侖定律
一、 電荷
二、 庫侖定律
§10-2 電場和電場強度
一、 電場
二、 電場強度
三、 電場強度的計算
§10-3 高斯定理
一、 電場線
二、 電場強度通量
三、 高斯定理
§10-4 電勢及其與電場強度的關係
一、 靜電場屬於保守場
二、 電勢能、電勢差和電勢
三、 電勢的計算
四、 等勢面
五、 電勢與電場強度的關係
§10-5 靜電場中的金屬導體
一、 金屬導體的靜電平衡
二、 導體表面的電荷和電場
三、 導體空腔
四、 導體靜電平衡性質的套用
§10-6 電容和電容器
一、 孤立導體的電容
二、 電容器
三、 電容的計算
四、 電容器的連線
§10-7 靜電場中的電介質
一、 電介質的極化
二、 極化強度矢量
三、 極化強度與極化電荷的關係
四、 極化電荷對電場的影響
五、 電介質存在時的高斯定理
六、 邊界條件
§10-8 靜電場的能量
習題
第十一章 電流和恆磁場
§11-1 恆定電流條件和導電規律
一、 電流和電流密度
二、 電流的連續性方程和恆定電流條件
三、 導體的電阻
四、 導體的電阻率
五、 歐姆定律
六、 電功率和焦耳定律
七、 電動勢
§11-2 磁場和磁感應強度
一、 磁現象
二、 磁感應強度
三、 磁感應線和磁通量
§11-3 畢奧-薩伐爾定律
§11-4 磁場的高斯定理和安培環路定理
一、 磁場的高斯定理
二、 安培環路定理
§11-5 磁場對電流的作用
一、 安培定律
二、 兩平行長直電流之間的相互作用
三、 磁場對載流線圈的作用
§11-6 帶電粒子在磁場中的運動
一、 帶電粒子在勻強磁場中的運動
二、 帶電粒子比荷的測定
三、 霍耳效應
*四、 電子感應加速器
§11-7 磁介質的磁化
一、 物質磁性的概述
二、 磁化的磁介質內的磁感應強度
三、 磁化強度與磁化電流的關係
四、 有磁介質存在時的安培環路定理
五、 邊界條件
*§11-8 鐵磁性
一、 自發磁化強度
二、 居里溫度
三、 鐵磁體內的磁疇結構
四、 磁滯現象
習題
附錄
(一) 物理學常用常量
(二) 矢量分析中的常用關係式
(三) 國際單位制的有關規定
下卷
第十二章 電磁感應和麥克斯韋電磁理論
§12-1 電磁感應及其基本規律
一､ 電磁感應現象
二､ 電磁感應定律
三､ 感應電動勢
§12-2 互感和自感
一､ 互感現象
二､ 自感現象
*§12-3 渦流和趨膚效應
一､ 渦流
二､ 趨膚效應
§12-4 磁場的能量
*§12-5 超導體的電磁特性
§12-6 麥克斯韋電磁理論
一､ 位移電流
二､ 麥克斯韋方程組
§12-7 電磁波的產生和傳播
一､ 從電磁振盪到電磁波
二､ 偶極振子發射的電磁波
*三､ 赫茲實驗
四､ 電磁波的波譜
*§12-8 電磁波理論
*§12-9 電磁場的能量和動量
一､ 電磁場的能量密度和能流密度
二､ 電磁場的動量和光壓
習題
第十三章 電路和磁路
§13-1 基爾霍夫定律
一､ 基爾霍夫第一定律
二､ 基爾霍夫第二定律
三､ 注意幾個問題
§13-2 交流電和交流電路的基本概念
一､ 交流電的類型
二､ 描述簡諧交流電的特徵量
三､ 單元件的阻抗和相位差
§13-3 交流電路的矢量圖解法
一､ 串聯電路
二､ 並聯電路
§13-4 交流電路的複數解法
一､ 交流電簡諧量與複數的對應關係
二､ 元件和電路的復阻抗
三､ 交流電路的基爾霍夫方程組及其複數形式
§13-5 交流電的功率
一､ 瞬時功率和有功功率
二､ 視在功率和無功功率
*三､ 提高功率因數的意義和方法
*§13-6 串聯共振電路
一､ 串聯共振現象
二､ 串聯共振電路的品質因數(Q值)
三､ 串聯共振電路的頻率選擇性
§13-7 磁路和磁路定律
一､ 在磁介質分界面上磁感應線的折射
二､ 磁路的概念
三､ 磁路定律
習題
第十四章 光學
§14-1 幾何光學中的基本定律和原理
一､ 光的直線傳播定律
二､ 光的反射定律和折射定律
三､ 全反射
四､ 光的可逆性原理
§14-2 光在球面上的折射
一､ 介紹幾個概念
二､ 球面折射公式
三､ 高斯公式
四､ 球面折射成像的作圖法
五､ 球面折射的橫向放大率
§14-3 光在球面上的反射
§14-4 薄透鏡
一､ 薄透鏡
二､ 薄透鏡成像
三､ 放大鏡
§14-5 光波及其相干條件
一､ 光波
二､ 光程
三､ 相干條件
四､ 獲得相干光波的方法
§14-6 楊氏雙縫干涉
一､ 楊氏實驗
*二､ 對干涉條紋可見度的分析
§14-7 薄膜干涉
一､ 薄膜干涉
二､ 邁克耳孫干涉儀
§14-8 惠更斯-菲涅耳原理和衍射現象分類
一､ 惠更斯-菲涅耳原理
二､ 衍射現象的分類
§14-9 單縫和圓孔的夫琅禾費衍射
一､ 單縫的夫琅禾費衍射
二､ 圓孔的夫琅禾費衍射
§14-10 衍射光柵
§14-11 衍射規律的套用
一､ 光學系統分辨本領的分析
二､ X射線在晶體中的衍射
*§14-12 信息光學
一､ 光學信息處理
二､ 全息照相
§14-13 光的偏振態
一､ 自然光和線偏振光
二､ 部分偏振光
*三､ 橢圓偏振光和圓偏振光
§14-14 偏振光的獲得和檢測
一､ 偏振光的獲得
二､ 偏振光的檢測
§14-15 旋光現象和電磁場的光效應
一､ 旋光現象
*二､ 磁致旋光效應
*三､ 電光效應
§14-16 光的吸收､色散和散射
一､ 光的吸收
二､ 光的色散
三､ 光的散射
習題124
第十五章 波與粒子
§15-1 黑體輻射
一､ 熱輻射
二､ 黑體輻射的基本規律
三､ 普朗克輻射公式和能量子的概念
§15-2 光電效應
一､ 光電效應的實驗規律
二､ 經典理論遇到的困難
三､ 愛因斯坦的光子論及其對光電效應的解釋
§15-3 康普頓效應
一､ 康普頓效應及其觀測
二､ 光子論對康普頓效應的解釋
三､ 光的波粒二象性
§15-4 氫原子光譜和玻爾的量子論
一､ 原子的核型結構模型及其與經典理論的矛盾
二､ 氫原子光譜的規律性
三､ 玻爾的量子論
§15-5 微觀粒子的波動性
一､ 德布羅意波及其實驗觀測
二､ 不確定關係
習題
第十六章 量子力學基礎
§16-1 波函式及其統計詮釋
一､ 經典物理學中的波函式
二､ 在量子力學中波函式的統計意義
三､ 波函式的空間對稱性——宇稱的概念
§16-2 薛丁格方程
一､ 含時薛丁格方程
二､ 定態薛丁格方程
三､ 力學量的算符表示
四､ 本徵函式､本徵值和平均值
五､ 機率守恆和機率流密度矢量
§16-3 一維勢阱和勢壘問題
一､ 一維無限深方勢阱
二､ 勢壘穿透和隧道效應
*§16-4 一維諧振子問題
一､ 一維諧振子的定態薛丁格方程
二､ 一維諧振子的本徵函式和能量本徵值
*§16-5 氫原子
一､ 有心力場中的薛丁格方程
二､ 角動量的本徵函式和相應的量子數
三､ 徑向波函式和氫原子的能級
四､ 能量的本徵函式和能級的簡併度
*§16-6 氫原子中電子的機率分布
一､ 電子機率的徑向分布
二､ 電子機率的角度分布
習題
第十七章 電子的自旋和原子的殼層結構
§17-1 電子的自旋
一､ 施特恩-格拉赫實驗
二､ 電子自旋和自旋磁矩
§17-2 原子的殼層結構
一､ 元素性質的周期性
二､ 原子中電子的殼層結構
*§17-3 X射線
一､ X射線的發射和發射譜
二､ 同步輻射
*§17-4 雷射
一､ 雷射原理
二､ 雷射的套用
習題
第十八章 熱力學與統計物理學概述
§18-1 熱力學第一定律
一､ 熱力學中的基本概念
二､ 熱力學第一定律
三､ 熱容和焓
§18-2 理想氣體的熱力學過程
一､ 等體過程
二､ 等壓過程
三､ 等溫過程
四､ 絕熱過程
*五､ 多方過程
§18-3 卡諾循環
一､ 循環
二､ 卡諾循環
§18-4 熱力學第二定律
一､ 可逆過程和不可逆過程
二､ 熱力學第二定律的兩種表述
三､ 熱力學第二定律的實質
§18-5 卡諾定理
§18-6 熵增加原理
一､ 熵的概念
二､ 熵增加原理和熱力學基本關係式
§18-7 自由能和自由焓
一､ 自由能和最大功原理
二､ 自由焓和化學勢
§18-8 熱力學第三定律
一､ 獲得超低溫的有效方法
二､ 熱力學第三定律
§18-9 統計物理學的基本概念
一､ 粒子運動狀態的描述
二､ 系統微觀運動狀態的描述
三､ 三種系統及其微觀態數
四､ 等機率假設
§18-10 玻耳茲曼統計
一､ 玻耳茲曼系統的最概然分布——玻耳茲曼分布
二､ 麥克斯韋速度分布律
三､ 在重力場中粒子按高度的分布
習題
第十九章 原子核和粒子
§19-1 原子核的一般性質
一､ 原子核的組成
二､ 原子核的質量數和電荷數
三､ 原子核的大小和形狀
*§19-2 原子核的量子性質
一､ 原子核的自旋和磁矩
二､ 核磁共振
三､ 原子核的電四極矩
§19-3 核力
一､ 核力的性質
二､ 核力的介子場理論
三､ 核力的夸克模型
§19-4 原子核的穩定性和結合能
一､ 核素圖和β穩定線
二､ 原子核的結合能
三､ 結合能的釋放和利用
§19-5 原子核衰變的基本規律
一､ 放射性衰變
二､ 放射性衰變的規律
*三､ 放射系
§19-6 三類放射性衰變
一､ α衰變和衰變能的概念
二､ β衰變和中微子假說
三､ γ衰變和穆斯堡爾效應
四､ 放射性同位素的套用
§19-7 對粒子的探索和研究
§19-8 粒子及其相互作用
一､ 關於“基本粒子”
二､ 粒子內在屬性的描述
三､ 物質存在的基本形式
四､ 粒子的相互作用
五､ 粒子的分類
六､ 強子結構的夸克模型
§19-9 粒子物理的標準模型
一､ 三代費米子
二､ 基本相互作用
三､ 規範玻色子
習題
第二十章 天體和宇宙
§20-1 宇宙中的天體
一､ 恆星
二､ 太陽系
三､ 星際物質
四､ 星系和星系團
§20-2 太陽和它的八大行星
一､ 太陽的結構和活動
二､ 太陽的八大行星
三､ 關於太陽系大行星的新定義
§20-3 恆星及其演化
一､ 恆星的一般物理特性
二､ 恆星的演化過程略述
§20-4 緻密天體
一､ 白矮星
二､ 中子星
三､ 黑洞
§20-5 標準宇宙學模型
一､ 大爆炸宇宙學的觀測､實驗基礎
二､ 大爆炸宇宙學的理論基礎
三､ 宇宙學的標準模型——大爆炸宇宙學
四､ 宇宙膨脹的規律
五､ 大爆炸宇宙學理論模型的疑難
習題
附錄
(一) 物理學常用常量
(二) 矢量分析中的常用關係式
(三) 國際單位制的有關規定
主要參考資料
