《大學(xué)物理學(xué)(上)》有7章內(nèi)容。第1章到第3章屬于經(jīng)典力學(xué)的內(nèi)容,講述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)以及剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng);第4章介紹狹義相對(duì)論基礎(chǔ)知識(shí);第5章到第7章屬于波動(dòng)與光學(xué)的內(nèi)容,講述振動(dòng)與波動(dòng)的基本特征、幾何光學(xué)基本規(guī)律以及光的干涉、衍射和偏振;第8章和第9章屬于熱學(xué)內(nèi)容,講述氣體動(dòng)理論和熱力學(xué)基本定律;第10章到第12章屬于電磁學(xué)內(nèi)容,講述靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)和電磁波的基本概念;第13章和第14章屬于量子物理基礎(chǔ)內(nèi)容,講述量子物理基本概念、原子中電子的狀態(tài)和分布規(guī)律,并簡單介紹固體的結(jié)構(gòu)及其組成粒子之間的相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律。上、下冊(cè)都開設(shè)專題閱讀,介紹物理前沿和現(xiàn)代物理思想。
《大學(xué)物理學(xué)(上)》涵蓋《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》的所有A類內(nèi)容,B類內(nèi)容有的帶“*”號(hào)出現(xiàn),有的寫成專題形式;適合中等學(xué)時(shí)的大學(xué)物理教學(xué)。
物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本、最普遍的形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。物理學(xué)的研究對(duì)象具有極大的普遍性,它的基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域,并廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門。以物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)為內(nèi)容的“大學(xué)物理學(xué)”課程,它所包括的經(jīng)典物理、近代物理以及它們?cè)诳茖W(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識(shí)是理工科學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。為了很好地完成“大學(xué)物理學(xué)”課程的教學(xué)任務(wù),目前有大量的相關(guān)教材。不同的教材是根據(jù)不同的實(shí)際情況編寫的,這是因?yàn)殡S著高校招生規(guī)模的擴(kuò)大,高等教育正在從精英教育向大眾教育過渡,分層次辦學(xué)以及人才培養(yǎng)多樣化的趨勢(shì)日漸突出。
本書編寫的初衷,是為中等學(xué)時(shí)的大學(xué)物理教學(xué)提供一套難度合適、篇幅精練、易教易學(xué)的教材。本書是根據(jù)教育部最新制定的《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》,在福州大學(xué)邱雄等人主編的《大學(xué)物理》(上、下冊(cè),2002版)基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫的。它涵蓋《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》的所有A類內(nèi)容;B類內(nèi)容有的帶“”號(hào)出現(xiàn)、有的寫成專題形式。
在本書編寫初衷的指導(dǎo)下,本書具備以下特色: (1)強(qiáng)調(diào)物理思想和物理圖像,簡約推導(dǎo),能夠用物理圖像解釋清楚的,盡量不用復(fù)雜的數(shù)學(xué)推證; (2)精心設(shè)計(jì)問題,引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí),體現(xiàn)引導(dǎo)式、研究性學(xué)習(xí)理念; (3)注重物理學(xué)知識(shí)與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合、與自然現(xiàn)象相結(jié)合、與生活相結(jié)合,以增強(qiáng)物理學(xué)理論的真實(shí)感和生動(dòng)感; (4)注重科學(xué)思維和方法的培養(yǎng),把物理學(xué)方法論中所涉及的一些基本原理介紹給讀者; (5)在近代物理學(xué)內(nèi)容的敘述上力求通俗、生動(dòng),突出物理學(xué)圖像,以近代物理學(xué)發(fā)展的歷史為主線編寫近代物理; (6)開設(shè)專題閱讀,介紹物理前沿和現(xiàn)代物理思想,以激發(fā)讀者學(xué)習(xí)物理的興趣; (7)版面設(shè)計(jì)美觀,寫作語言樸實(shí)流暢、通俗易懂。
本書分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)包括質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、狹義相對(duì)論、振動(dòng)波動(dòng)和光學(xué)等內(nèi)容,下冊(cè)包括熱學(xué)、電磁學(xué)、量子物理基礎(chǔ)和固體物理簡介等內(nèi)容。在保證大學(xué)物理教學(xué)體系的整體性和系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上,章節(jié)的編排適當(dāng)?shù)乜紤]了教學(xué)上的方便。例如,狹義相對(duì)論雖然屬于近代物理內(nèi)容,但本書把它排在質(zhì)點(diǎn)力學(xué)和剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)之后,目的是在經(jīng)典時(shí)空觀之后緊接著全新的狹義相對(duì)論時(shí)空觀,形成鮮明的對(duì)比;又如,由于振動(dòng)和波動(dòng)是波動(dòng)光學(xué)的基礎(chǔ),所以把光學(xué)安排在上冊(cè)。
編寫教材是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑之一,福州大學(xué)的所有大學(xué)物理學(xué)任課教師都參與了本書的編寫工作。龔炎芳、張曉嵐和陳永毅編寫第1章到第4章和專題A,陳美鋒、曾群英、江云坤和楊開宇編寫第5章到第7章和專題B,蔣夏萍和黃碧華編寫第8章、第9章、專題C和專題D,曾曉萌、蘇萬鈞、鐘志榮和翁臻臻編寫第10章到第12章、專題E和專題F,曾永志、黃春暉、王松陽和夏巖編寫第13章、第14章和專題G。全書由陸培民、陳美鋒主編。
本書編寫參考了許多資料和兄弟院校的教材,在此一并表示真誠的謝意。
第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
1.1 參考系和坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)
1.1.1 參考系和坐標(biāo)系
1.1.2 時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和長度標(biāo)準(zhǔn)
1.1.3 質(zhì)點(diǎn)
1.2 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述
1.2.1 位置矢量運(yùn)動(dòng)方程
1.2.2 位移路程
1.2.3 速度速率
1.2.4 加速度
1.2.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題
1.2.6 平面曲線運(yùn)動(dòng)的自然坐標(biāo)描述
1.2.7 圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述
1.3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)
習(xí)題
第2章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本定律
2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律
2.1.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律
2.1.2 力學(xué)中常見的幾種力
2.1.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用I
2.1.4 非慣性系慣性力
2.2 動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律
2.2.1 動(dòng)量定理
2.2.2 動(dòng)量守恒定律
2.2.3 質(zhì)心和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定律
2.3 角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律
2.3.1 角動(dòng)量定理
2.3.2 角動(dòng)量守恒定律
2.4 功和能
2.4 動(dòng)能定理
2.4.2 保守力和勢(shì)能
2.4.3 機(jī)械能守恒定律
習(xí)題
第3章 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)
3.1 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的描述
3.1.1 剛體的運(yùn)動(dòng)
3.1.2 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角量描述
3.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律
3.2.1 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律
3.2.2 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
3.2.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律的應(yīng)用
3.3 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的功和能
3.4 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量守恒定律
3.4.1 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量定理
3.4.2 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量守恒定律
習(xí)題
第4章 狹義相對(duì)論基礎(chǔ)
4.1 經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀
4.1.1 經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀
4.1.2 伽利略變換。
4.2 狹義相對(duì)論的基本原理
4.2.1 邁克耳孫一莫雷實(shí)驗(yàn)
4.2.2 狹義相對(duì)論的基本原理
4.3 狹義相對(duì)論時(shí)空觀
4.3.1 同時(shí)的相對(duì)性
4.3.2 時(shí)間膨脹
4.3.3 長度收縮
4.4 洛倫茲變換
4.4.1 洛倫茲坐標(biāo)變換
4.4.2 洛倫茲速度變換
4.5 狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
4.5.1 相對(duì)論質(zhì)量和動(dòng)量
4.5.2 相對(duì)論動(dòng)力學(xué)的基本方程
4.5.3 相對(duì)論能量
4.5.4 相對(duì)論能量和動(dòng)量的關(guān)系
專題A 廣義相對(duì)論和現(xiàn)代宇宙學(xué)簡介
習(xí)題
第5章 振動(dòng)和波動(dòng)
第6章 幾何學(xué)
第7章 波動(dòng)光學(xué)