前言

本書內(nèi)容完全涵蓋了2006年我國教育部發(fā)布的“非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程基本要求”，標(biāo)“”的章節(jié)和例題非基本要求，可供選用。書中各篇對物理學(xué)的基本概念與規(guī)律進(jìn)行了正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規(guī)律和概念為基礎(chǔ)，推演出相應(yīng)的概念與規(guī)律。筆者認(rèn)為，在教學(xué)上應(yīng)用這種演繹邏輯更便于學(xué)生從整體上理解和掌握物理課程的內(nèi)容。
力學(xué)篇是以牛頓定律為基礎(chǔ)展開的。除了直接應(yīng)用牛頓定律對問題進(jìn)行動力學(xué)分析外，還引入了動量、角動量、能量等概念，并著重講解相應(yīng)的守恒定律及其應(yīng)用。除慣性系外，還介紹了利用非慣性系解題的基本思路，剛體的轉(zhuǎn)動、振動、波動這三章內(nèi)容都是上述基本概念和定律對于特殊系統(tǒng)的應(yīng)用。狹義相對論的講解以兩條基本假設(shè)為基礎(chǔ)，從同時性的相對性這一“關(guān)鍵的和革命的”（楊振寧語）概念出發(fā)，逐漸展開得出各個重要結(jié)論。這種講解可以比較自然地使學(xué)生從物理上而不只是從數(shù)學(xué)上弄懂狹義相對論的基本結(jié)論。
光學(xué)篇以電磁波和振動的疊加的概念為基礎(chǔ)，講述了光電干涉和衍射的規(guī)律。第11章光的偏振講述了光的橫波特征。
熱學(xué)篇的講述是以微觀的分子運動的無規(guī)則性這一基本概念為基礎(chǔ)的。除了闡明經(jīng)典力學(xué)對分子運動的應(yīng)用外，特別引入并加強(qiáng)了統(tǒng)計概念和統(tǒng)計規(guī)律，包括麥克斯韋速率分布律的講解。對熱力學(xué)第一定律也闡述了其微觀意義。對熱力學(xué)第二定律是從宏觀熱力學(xué)過程的方向性講起，說明方向性的微觀根源，并利用熱力學(xué)概率定義了玻耳茲曼熵并說明了熵增加原理，然后再進(jìn)一步導(dǎo)出克勞修斯熵及其計算方法。這種講法最能揭示熵概念的微觀本質(zhì)，也便于理解熵概念的推廣應(yīng)用。
電磁學(xué)篇按照傳統(tǒng)講法，講述電磁學(xué)的基本理論，包括靜止和運動電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，介質(zhì)中的電場和磁場，電磁感應(yīng)，電磁波等。前言大學(xué)物理學(xué)（第三版）（上冊）本書各章均配有思考題和習(xí)題，以幫助學(xué)生理解和掌握已學(xué)的物理概念和定律或擴(kuò)充一些新的知識。這些題目有易有難，絕大多數(shù)是實際現(xiàn)象的分析和計算。題目的數(shù)量適當(dāng)，不以多取勝。也希望學(xué)生做題時不要貪多，而要求精，要真正把做過的每一道題從概念原理上搞清楚，并且用盡可能簡潔明確的語言、公式、圖像表示出來，需知，對一個科技工作者來說，正確地書面表達(dá)自己的思維過程與成果也是一項重要的基本功。
本書在保留經(jīng)典物理精髓的基礎(chǔ)上，特別注意加強(qiáng)了現(xiàn)代物理前沿知識和思想的介紹。本書內(nèi)容取材在注重科學(xué)性和系統(tǒng)性的同時，還注重密切聯(lián)系實際，選用了大量現(xiàn)代科技與我國古代文明的資料，力求達(dá)到經(jīng)典與現(xiàn)代，理論與實際的完美結(jié)合。
物理教學(xué)除了“授業(yè)”外，還有“育人”的任務(wù)。為此本書介紹了十幾位科學(xué)大師的事跡，簡要說明了他們的思想境界、治學(xué)態(tài)度、開創(chuàng)精神和學(xué)術(shù)成就，以之作為學(xué)生為人處事的借鑒。在此我還要介紹一下我和帕塞爾教授的一段交往。帕塞爾教授是哈佛大學(xué)教授，1952年因?qū)�核磁共振研究的成果榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。我于1977年看到他編寫的《電磁學(xué)》，深深地為他的新講法所折服。用他的書講述兩遍后，于1987年貿(mào)然寫信向他請教，沒想到很快就收到他的回信（見附圖）和贈送給我的教材（第二版）及習(xí)題解答。他這種熱心幫助一個素不相識的外國教授的行為使我非常感動。
帕塞爾《電磁學(xué)》（第二版）封面
本書作者與帕塞爾教授合影（1993年）
帕塞爾回信復(fù)印件
他在信中寫道“本書170—171頁關(guān)于L. Page的注解改正了第一版的一個令人遺憾的疏忽。1963年我寫該書時不知道Page那篇出色的文章，我并不認(rèn)為我的講法是原創(chuàng)的——遠(yuǎn)不是這樣——但當(dāng)時我沒有時間查找早先的作者追溯該講法的歷史�，F(xiàn)在既然你也喜歡這種講法，我希望你和我一道在適當(dāng)時機(jī)宣揚Page的1912年的文章。”一位物理學(xué)大師對自己的成就持如此虛心、謙遜、實事求是的態(tài)度使我震撼。另外他對自己書中的疏漏（實際上有些是印刷錯誤）認(rèn)真修改，這種嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度和科學(xué)精神也深深地教育了我。帕塞爾這封信所顯示的作為一個科學(xué)家的優(yōu)秀品德，對我以后的為人處事治學(xué)等方面都產(chǎn)生了很大影響，始終視之為楷模追隨仿效，而且對我教的每一屆學(xué)生都要展示帕塞爾的這一封信對他們進(jìn)行教育，收到了很好的效果。
本書的撰寫和修訂得到了清華大學(xué)物理系老師的熱情幫助（包括經(jīng)驗與批評），也采納了其他兄弟院校的教師和同學(xué)的建議和意見。此外也從國內(nèi)外的著名物理教材中吸取了很多新的知識、好的講法和有價值的素材。這些教材主要有：新概念物理教程（趙凱華等），F(xiàn)eyman Lectures on Physics，Berkeley Physics Course（Purcell E M, Reif F, et al.），The Manchester Physics Series（Mandl F, et al.），Physics（Chanian H C.），F(xiàn)undamentals of Physics（Resnick R），Physics（Alonso M et al.）等。
對于所有給予本書幫助的老師和學(xué)生以及上述著名教材的作者，本人在此謹(jǐn)致以誠摯的謝意。清華大學(xué)出版社諸位編輯對第三版雜亂的原稿進(jìn)行了認(rèn)真的審閱和編輯，特在此一并致謝。


張三慧2008年1月于清華園