《基礎物理學:上冊(第2版)》第一版是教育部“面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革研究項目——理科非物理類專業(yè)基礎物理內(nèi)容和課程體系研究”的成果,是面向21世紀課程教材。經(jīng)過多年教學實踐的檢驗,被列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,并作了全面的修訂。 本書在體系和內(nèi)容方面進行了改革,全書不僅將近代物理的基礎理論適當提前至E冊.使得在課程的較多部分運用近代物理的概念和方法進行闡釋,而且在經(jīng)典物理的各個部分,結合近代物理的概念、理論和思想方法,介紹了經(jīng)典物理在前沿學科和高新科學技術中的廣泛應用,既體現(xiàn)r經(jīng)典物理內(nèi)容的現(xiàn)代化,文切實有效地加強了基礎,同時又注意適應現(xiàn)代社會和學科發(fā)展的要求。 本書上冊主要內(nèi)容為質點運動與牛頓定律、狹義相對論的時空觀、守恒定律(一)、守恒定律(二)、彈性體與流體、振動、波、波粒二象性、薛定諤方程、原子結構等10章。下冊主要內(nèi)容為靜電場、磁場、電磁感應和電磁場、交流電、電磁波、光通過各向同性介質及其邊界時的傳播、干涉和衍射、光徑各向異性介質中的傳播、氣體分子動理論、熱力學、物態(tài)與相等11章。本刪為上冊。 本書可作為高等字校非物理類專業(yè)基礎物理課程的教材,也可供其他專業(yè)的師生及科技人員參考。
緒論
§1物理學研究的對象
一、物質與運動
二、自然界物質的層次結構
三、物質問的基本相互作用
*§2物理學發(fā)展簡史
一、物理學的萌芽
二、經(jīng)典物理學的建立和完善
三、近代物理的產(chǎn)生和發(fā)展
§3 物理學對社會進步和科技發(fā)展的作用
第一章 質點的運動與牛頓定律
§1.1質點和質點的運動
一、質點
二、長度和時間的測量基準
三、參考系和坐標系
四、位矢
五、位移
六、速度
七、加速度
八、速度、加速度的分量式(一)
九、角速度
十、速度、加速度的分量式(二)
十一、相對運動
十二、例題
§1.2 牛頓運動定律
一、牛頓運動定律
二、慣性運動和加速運動
……
第十章 原子結構
附錄
基本物理常量
一些常用單位的換算因子
一、牛頓運動定律 牛頓三定律是質點動力學的基本定律。對于那些不能看作質點的一般物體,也都可以把它們看作由許多個質點組成的系統(tǒng)。所以牛頓定律也是研究一般物體動力學問題的基礎。牛頓和伽利略、笛卡兒、惠更斯等都以觀察和實驗為依據(jù),同時采用理論分析,研究了動力學的基本規(guī)律。牛頓做了集大成的工作,總結成了三定律。牛頓特別重視"力"的概念。三定律與他所研究的引力定律一起,構成了他的理論體系的框架,在廣闊的范圍內(nèi)得到成功的應用。直到20世紀初才在高速領域和微觀領域發(fā)現(xiàn)它的局限性。牛頓三定律的基本內(nèi)容可以表述如下:第一定律:任何物體都將保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài),直到其他物體施加于它的作用力迫使它改變這種狀態(tài)。第二定律:物體在受到外力作用時,所獲得的加速度的大小與合外力的大小成正比,并與物體的質量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同。第三定律:任何兩個物體之間的相互作用力,必定大小相等,方向相反,沿著同一直線,分別作用在這兩個物體上。下面略述幾點與上述內(nèi)容有關的概念。二、慣性運動和加速運動 牛頓定律把物體的運動區(qū)分為兩類:一類包括靜止的狀態(tài)和勻速直線運動的狀態(tài)。另一類是有加速度的運動狀態(tài)。靜止和勻速直線運動是物體自然的運動狀態(tài),物體自身具有使它的運動狀態(tài)保持不變的屬性,這一屬性就是物體的慣性。這種因慣性而保持不變的運動狀態(tài)也就稱為慣性運動狀態(tài)。但是物體周圍還有其他物體存在,物體與周圍其他物體相互作用,使它受到其他物體施加于它的力。力的作用迫使物體改變原有的運動狀態(tài)而獲得加速度。作用于物體的力是改變物體原有運動狀態(tài)而進入加速運動狀態(tài)的因素。三、慣性參考系 在三定律的上述表述中,力和慣性顯示突出的作用。其中還隱含著一個重要的概念沒有明顯表達出,這就是"慣性參考系。" 物體是作慣性運動還是作加速運動,取決于它是否從外界受到力的作用?墒菑倪\動學我們知道,物體的運動狀態(tài)是與描述運動的參考系相關聯(lián)的。選取兩個相對作加速運動的參考系S和S'來看,設有一物體A對于S沒有加速度,那么,它對于S'就必定有加速度。