《大學物理簡明教程(第2版)/清華大學出版社“十二五”規(guī)劃教材·高等院校物理教材》分為6章,簡明而系統(tǒng)地講述了經(jīng)典力學、狹義相對論、熱力學、電磁學、波動學、量子物理基礎中的基本概念、規(guī)律以及基本理論的歷史發(fā)展進程,其內容涵蓋了大學物理教學的最基本要求。
《大學物理簡明教程(第2版)/清華大學出版社“十二五”規(guī)劃教材·高等院校物理教材》注重概念的準確、物理圖像的清晰。每章內容線索明確、邏輯縝密,以便于教學和自學!洞髮W物理簡明教程(第2版)/清華大學出版社“十二五”規(guī)劃教材·高等院校物理教材》也注意展現(xiàn)歷史上一些著名科學家的創(chuàng)新精神和研究方法,用不多的篇幅使讀者在較完整和系統(tǒng)地了解整個大學物理學框架的同時,從中領略和體會物理學發(fā)展過程中的人文內涵,從而提高科學素質。
《大學物理簡明教程(第2版)/清華大學出版社“十二五”規(guī)劃教材·高等院校物理教材》配有一定數(shù)量的例題、思考題和習題,可作為“不多學時”的各類型高等院校非物理學專業(yè)的理工科各專業(yè)以及經(jīng)管類、文科相關專業(yè)的大學物理教材,也可作為讀者的自學參考書。
本書不是學時少內容不少的那種壓縮,而是要使內容更加有機地結合,邏輯聯(lián)系更加縝密,要求教學方式和方法創(chuàng)新。
在科學與技術迅速結合和發(fā)展的今天,新興學科不斷地涌現(xiàn),物理學的概念、研究方法,以及嚴謹而富有創(chuàng)新性的邏輯思維方式和實驗技術在其他學科得到了廣泛的應用和認同,這顯示了物理學在自然科學和社會科學中重要的基礎性作用。為了適應當今科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展對人才的需求,近年來不少高等院校開設了學時不等的物理學課程以滿足各種學科專業(yè)的需求。
大學物理是高等院校的基礎課程,其重要性一方面在于它所提供的一定范圍的、系統(tǒng)的物理知識是科學素質的基礎;另一方面在于它蘊涵著思考和解決問題的科學思想、方法和態(tài)度,以及激發(fā)學習者創(chuàng)新意識的能力。筆者認為,不管物理學時的多少,不管是工科還是經(jīng)管、文科類學習者,課程內容安排可以有所側重,但不應偏離物理本身,應該給出基本上較完整、系統(tǒng)的物理學框架。這不是簡單的內容壓縮,而是要求內容更加有機地結合,邏輯聯(lián)系更加縝密,要求教學方式和方法創(chuàng)新。這是在不多學時之內既能使初學者理解物理學基本定律和物理方法,又能在理性邏輯思維能力上得到提高的一種教學追求。為此,本書基本上在每章開始向讀者指出本章的理論基礎,隨后是為闡明理論基礎和基本概念而安排的教學內容。這樣使教學線索比較明確,也起到對初學者學習的引導作用。
正是在這樣的指導思想下,我們編寫了第一版教材,此次再版是對原版教材的修訂,其框架沒有變化,個別地方有稍許調整,它包括了我們多年面對不多學時的工科、少學時的經(jīng)管和文科初學者教學實踐的體會,也包括了不少使用過此教材同行們的建議。本書共分6章。第1章為牛頓力學基礎,它簡介了牛頓力學的發(fā)展過程、經(jīng)典力學的基礎知識,以及牛頓定律在剛體和流體中的簡單應用。第2章為狹義相對論基礎,簡單介紹了狹義相對論的創(chuàng)立過程,講述了它的基本原理、時空觀和動力學的基本概念。第3章為熱力學物理基礎,簡介了熱學發(fā)展史,在介紹分子動理論統(tǒng)計概念和規(guī)律的基礎上著重講述了熱力學第一、第二定律。第4章為電磁學基礎,簡介了經(jīng)典電磁理論的發(fā)展史,講述了電磁場、電磁感應及電磁波的基本概念和規(guī)律。第5章為波動學基礎,概述了波動現(xiàn)象的歷史研究,講述了振動和波動的基本特征,以及光波干涉、衍射、偏振的基本現(xiàn)象和規(guī)律。第6章為量子物理基礎,包括量子概念的提出、波動量子理論的建立、原子的殼層結構模型、激光和能帶等基本概念和知識。
本書由呂金鐘主編,由邱紅梅(北京科技大學)、趙長春(中國地質大學(北京))協(xié)力完成,呂金鐘完成了全書的統(tǒng)稿工作。最后要特別說明,本書再編過程中參考了若干現(xiàn)有的教材,在許多方面得到了啟發(fā)和教益,難以一一指明,在此一并表示感謝!感謝此書再編過程中同行們給予的幫助和建議,感謝北京科技大學教務處、工科物理教學基地給予的支持,特別感謝原版教材編寫過程中張國華(北京科技大學)老師的辛勤勞動與智慧!對清華大學出版社朱紅蓮老師對本書提出的很多改進意見表示感謝!
由于時間倉促,編者水平有限,書中難免存在錯誤和不足之處,敬請廣大讀者批評指正,謝謝!
編者2013年11月
第1章 牛頓力學基礎
1.1 牛頓力學的建立與發(fā)展
1.1.1 牛頓力學的建立與發(fā)展概述
1.1.2 牛頓三定律的表述
1.2 加速度矢量的表示
1.2.1 直角坐標系中加速度的表示
1.2.2 圓周運動中的切向加速度和法向加速度
1.3 牛頓力學中的幾種常見力
1.3.1 萬有引力
1.3.2 彈性力
1.3.3 摩擦力
1.4 不同參照系中力學量之間的關系
1.4.1 慣性系之間力學量的關系
1.4.2 慣性系和加速平動參照系之間力學量的關系
1.5 力的時間和空間積累效應 第1章 牛頓力學基礎
1.1 牛頓力學的建立與發(fā)展
1.1.1 牛頓力學的建立與發(fā)展概述
1.1.2 牛頓三定律的表述
1.2 加速度矢量的表示
1.2.1 直角坐標系中加速度的表示
1.2.2 圓周運動中的切向加速度和法向加速度
1.3 牛頓力學中的幾種常見力
1.3.1 萬有引力
1.3.2 彈性力
1.3.3 摩擦力
1.4 不同參照系中力學量之間的關系
1.4.1 慣性系之間力學量的關系
1.4.2 慣性系和加速平動參照系之間力學量的關系
1.5 力的時間和空間積累效應
1.5.1 動量守恒定律
1.5.2 機械能守恒定律
1.5.3 角動量守恒定律
1.5.4 對稱與守恒
1.6 剛體定軸轉動中的牛頓力學
1.6.1 剛體定軸轉動的轉動定律
1.6.2 剛體定軸轉動的動能定理
1.6.3 進動現(xiàn)象
1.7 連續(xù)流體中的牛頓力學
1.7.1 流體靜力學
1.7.2 流體動力學
1.7.3 黏滯流體的流動
思考題
習題
第2章 狹義相對論基礎
2.1 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換式
2.1.1 狹義相對論的基本原理
2.1.2 洛倫茲變換和洛倫茲速度變換
2.2 狹義相對論的時空觀
2.2.1 同時的相對性
2.2.2 長度收縮
2.2.3 時間延緩
2.3 狹義相對論質點動力學的基礎概念
2.3.1 相對論動量質量與速度關系動力學基本方程
2.3.2 質能關系E=mc2
2.4 廣義相對論簡介
2.4.1 廣義相對論的兩條基本原理
2.4.2 廣義相對論預言的幾個可觀測效應
思考題
習題
第3章 熱力學物理基礎
3.1 熱力學第零定律與溫度
3.2 氣體動理論
3.2.1 分子運動論發(fā)展概述
3.2.2 氣體分子的熱運動
3.2.3 理想氣體的壓強與溫度
3.2.4 能量均分定理
3.2.5 麥克斯韋速率分布率
3.3 熱力學第一定律
3.3.1 熱力學第一定律的建立
……
第4章 電磁學基礎
第5章 波動學基礎
第6章 量子物理基礎
習題答案
附錄A 國際單位制(SI)
附錄B 常用物理常數(shù)
附錄C 矢量
附錄D 數(shù)學公式
附錄E 希臘字母
主要參考文獻