新工科大學(xué)物理(下冊(cè) 電磁學(xué)、光學(xué)與量子力學(xué))
定 價(jià):59 元
叢書名:國家工科物理教學(xué)基地 國家級(jí)精品課程使用教材 , 新核心 理工基礎(chǔ)教材
- 作者:李翠蓮 編
- 出版時(shí)間:2020/1/1
- ISBN:9787313217813
- 出 版 社:上海交通大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O4
- 頁碼:289
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《新工科大學(xué)物理(下冊(cè) 電磁學(xué)、光學(xué)與量子力學(xué))》分上下兩冊(cè),上冊(cè)為力學(xué)與熱學(xué)部分,下冊(cè)為電磁學(xué)、光學(xué)和量子力學(xué)。下冊(cè)包括34個(gè)知識(shí)點(diǎn)精講和相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)課后習(xí)題中部分難題的詳解。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)從層層遞進(jìn)的若干問題出發(fā)揭示知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵和外延,并配設(shè)若干課后練習(xí)。
《新工科大學(xué)物理(下冊(cè) 電磁學(xué)、光學(xué)與量子力學(xué))》可作為非物理類大學(xué)本科生的物理教材,也可作為期末、考研復(fù)習(xí)時(shí)強(qiáng)化物理知識(shí)點(diǎn)和熟悉大學(xué)物理解題方法的參考書。
為了響應(yīng)教育部“推進(jìn)新工科建設(shè)與發(fā)展,開展新工科研究和實(shí)踐”的號(hào)召,發(fā)揮綜合性大學(xué)的優(yōu)勢,適應(yīng)面向未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,推動(dòng)理工科向工科延伸,我們編寫了這套能向新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域不斷滲透、有助于提高未來社會(huì)接班人科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的《新工科大學(xué)物理》教材。下面從三個(gè)方面介紹本套教材期待解決的問題、特色和創(chuàng)新點(diǎn)。
首先,目前國內(nèi)使用的大學(xué)物理教材版本眾多:有上海交通大學(xué)基礎(chǔ)物理教研室編的《大學(xué)物理教程》、朱峰主編由清華大學(xué)出版社出版的《大學(xué)物理》、北京大學(xué)出版社出版的《簡明大學(xué)物理》等。關(guān)于大學(xué)物理的習(xí)題集就更多了,這里不一一列舉。這些教材為物理理論在工科學(xué)生中的普及和推廣起到了重要的作用。然而,這些物理教材一般只強(qiáng)調(diào)物理公式的推導(dǎo)和習(xí)題應(yīng)用,物理學(xué)豐富的發(fā)展史、物理學(xué)在現(xiàn)代工業(yè)、國防、科研中的應(yīng)用卻被忽略了,造成學(xué)生普遍感到物理學(xué)枯燥無趣,且深?yuàn)W難懂。因此,《新工科大學(xué)物理》的第一個(gè)要解決的問題就是掀開物理學(xué)神秘的面紗,讓學(xué)習(xí)者明白物理是有故事的,是有趣的。
其次,當(dāng)代學(xué)生生活在知識(shí)爆炸、信息暢通的時(shí)代,純粹的知識(shí)灌輸遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的需要,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力比任何時(shí)代都更加迫切。正如愛因斯坦指出的“發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立創(chuàng)新的一般能力,應(yīng)該始終放在首位”。著名物理學(xué)家楊振寧也在清華大學(xué)上了一學(xué)期《大學(xué)物理》后感慨地說,“如今中國學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn),但缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力”。因此,配合國家開發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略需求,切實(shí)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力是《新工科大學(xué)物理》教材要解決的第二個(gè)問題。
怎樣才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力呢?我們知道愛因斯坦在他26歲時(shí)就完成論文《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》,獨(dú)立而完整地提出狹義相對(duì)性原理,開創(chuàng)物理學(xué)的新紀(jì)元,他的創(chuàng)新能力是毋庸置疑的。那么,他的創(chuàng)新能力從哪里來的呢?讀過愛因斯坦傳記的讀者都知道,早在中學(xué)時(shí)代,愛因斯坦就從伯恩斯坦所著的多卷本《自然科學(xué)通俗讀本》中了解了整個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域里主要的成果和方法。這套書的第一卷的開始部分就論述了有關(guān)光速以及光和距離的內(nèi)容,以至于當(dāng)時(shí)16歲的愛因斯坦在無意中想到了一個(gè)奇特的“追光悖論”。從此,開始了長達(dá)10年的關(guān)于光速相對(duì)性以及關(guān)于光的傳播介質(zhì)“以太”存在問題的探索。這樣,在他26歲那年發(fā)表了《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》,成功地解釋他的“追光悖論”,創(chuàng)立狹義相對(duì)論也就是水到渠成的事了。從這個(gè)事例我們明白了創(chuàng)新是需要源頭、需要傳承、需要視野的。再舉一個(gè)例子,談?wù)勈裁词俏锢,物理與工程的聯(lián)系又是怎樣的。1824年,卡諾著寫的建立熱力學(xué)理論的第一篇法文文章中最基本的一句話,“任何不以做功為目的的熱傳導(dǎo)都是浪費(fèi)”,就是熱力學(xué)最根本的原理。它是不是與網(wǎng)上某句關(guān)于結(jié)婚和戀愛關(guān)系的流行語很像呀?ㄖZ的熱力學(xué)原理問世10年以后,克拉珀龍?jiān)?834年才讀懂了它,并畫出了卡諾的理想熱機(jī)的循環(huán)圖。克拉珀龍?jiān)谧约何恼碌淖詈筮隨手甩了一句話,說“如果對(duì)于任何一部熱機(jī),不以做功為目的的熱傳導(dǎo)都是在浪費(fèi)的話,那么灶上面那個(gè)正燒開水的壺,它最大的浪費(fèi)的地方不在壺里面,而在爐子和水壺的交界處。”
第一章 電荷、庫侖定律及電場
一、電荷、庫侖定律及電場研究背景
二、電荷、庫侖定律及電場強(qiáng)度的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、電場與電場強(qiáng)度概念的科學(xué)意義及影響
四、靜電場在工農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
五、應(yīng)用舉例
六、練習(xí)與思考
第二章 電場線、電通量與高斯定理
一、電場線、電通量和高斯定理建立的背景
二、電場線、電通量和高斯定理的數(shù)學(xué)表述及物理解析
三、電場線、電通量及高斯定理的意義
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第三章 靜電場的環(huán)路定理與電勢
一、靜電場的環(huán)路定理與電勢建立背景
二、靜電場的環(huán)路定理與電勢的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、靜電場環(huán)路定理的科學(xué)意義
四、練習(xí)與思考
第四章 靜電場與導(dǎo)體的相互作用
一、靜電場與導(dǎo)體的相互作用建立背景
二、靜電場與導(dǎo)體相互作用的數(shù)學(xué)表示及物理解析
三、應(yīng)用舉例
四、練習(xí)與思考
第五章 電介質(zhì)與外加靜電場的相互作用
一、電介質(zhì)與外加靜電場相互作用規(guī)律建立背景
二、電介質(zhì)與外加靜電場相互作用的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、電介質(zhì)與電場相互作用的研究意義
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第六章 電容器與靜電場能
一、電容器、電容器的電容以及靜電場能的研究背景
二、電容器電容和靜電場能的數(shù)學(xué)表達(dá)及物理解析
三、電容器在電路中的應(yīng)用
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第七章 電源、穩(wěn)恒電流
一、電源與電流的研究背景
二、電流、電流密度的數(shù)學(xué)表述及物理解析
三、電源的應(yīng)用
四、練習(xí)與思考
第八章 磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的磁效應(yīng)
一、磁感應(yīng)強(qiáng)度及電流的磁效應(yīng)研究背景
二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及畢奧一薩伐爾定律的意義及影響
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第九章 磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理
一、磁場中的高斯定理和安培環(huán)路定理建立背景
二、磁場高斯定理和安培環(huán)路定理的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、磁場的高斯定理及安培環(huán)路定理的意義與影響
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第十章 磁場對(duì)載流導(dǎo)線的作用
一、磁場對(duì)電流作用的研究背景
二、磁場對(duì)電流作用力的數(shù)學(xué)表述及物理解析
三、磁場安培力(力矩)做功原理分析及其應(yīng)用
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第十一章 霍爾效應(yīng)
一、霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
二、霍爾效應(yīng)的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、霍爾效應(yīng)的應(yīng)用
四、霍爾效應(yīng)研究的發(fā)展
五、應(yīng)用舉例
六、練習(xí)與思考
第十二章 磁介質(zhì)及其與磁場的相互作用
一、磁介質(zhì)及其與磁場相互作用研究背景
二、順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)磁性的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)理論的科學(xué)意義及對(duì)人類生活的影響
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第十三章 鐵磁質(zhì)
一、鐵磁質(zhì)的研究背景
二、鐵磁質(zhì)性質(zhì)的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、鐵磁材料在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用
四、練習(xí)與思考
第十四章 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及電磁感應(yīng)定律
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及電磁感應(yīng)定律建立背景
二、電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、電子感應(yīng)加速器
四、電磁感應(yīng)定律的意義和影響
五、電磁感應(yīng)之美
六、練習(xí)與思考
第十五章 自感、互感以及磁場的能量
一、自感、互感及磁場能量的研究背景
二、自感、互感以及磁場能量的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、自感、互感在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用
四、練習(xí)與思考
第十六章 麥克斯韋方程組及電磁波
一、麥克斯韋方程及電磁波研究背景
二、麥克斯韋電磁理論與麥克斯韋方程組
三、電磁波性質(zhì)
四、電磁理論的發(fā)展及其對(duì)人類社會(huì)的影響
五、練習(xí)與思考
第十七章 光的直線傳播、光的反射及折射
一、光的直線傳播、反射及折射的研究背景
二、光的直線傳播、反射和折射的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、光的折射和反射應(yīng)用典型實(shí)例——-光纖通信
四、練習(xí)與思考
第十八章 光的偏振
一、偏振光研究背景
二、偏振光的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、光的偏振理論的應(yīng)用一一波片與旋光
四、偏振光知識(shí)在生活中的應(yīng)用
五、練習(xí)與思考
第十九章 光的干涉
一、光的干涉理論建立背景
二、光的干涉現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述和物理解析
三、光的干涉理論的應(yīng)用——對(duì)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的理論解釋
四、光的干涉理論和干涉現(xiàn)象對(duì)自然科學(xué)發(fā)展和人類生活的影響
五、練習(xí)與思考
第二十章 薄膜干涉
一、日常中的薄膜干涉現(xiàn)象
二、薄膜干涉的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、薄膜干涉的科學(xué)意義、對(duì)人類生活的影響及發(fā)展
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第二十一章 光的衍射
一、衍射現(xiàn)象的研究背景
二、光衍射現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、光的衍射理論的應(yīng)用
四、衍射現(xiàn)象在現(xiàn)代信息記錄、傳遞、搜集中的應(yīng)用
五、練習(xí)與思考
第二十二章 光柵衍射
一、光柵衍射的研究背景
二、光柵衍射的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、光柵在現(xiàn)代工業(yè)和人類生活中的應(yīng)用
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第二十三章 黑體輻射規(guī)律及普朗克能量量子假說
一、黑體輻射和普朗克能量量子論研究背景
二、黑體輻射規(guī)律和普朗克能量量子論的數(shù)學(xué)表述和物理解析
三、普朗克公式的拓展
四、黑體輻射研究的科學(xué)意義及對(duì)人類生活的影響
五、應(yīng)用舉例
六、練習(xí)與思考
第二十四章 光電效應(yīng)
一、光電效應(yīng)研究背景
二、光電效應(yīng)的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、光電效應(yīng)的科學(xué)意義及對(duì)人類生活的影響
四、練習(xí)與思考
第二十五章 原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜、玻爾理論
一、原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜及玻爾理論研究背景
二、氫原子線狀光譜、玻爾理論的數(shù)學(xué)描述和物理解析
三、玻爾理論的意義及局限
四、里德伯公式和玻爾理論的應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第二十六章 德布羅意波
一、德布羅意波的建立背景
二、德布羅意波的數(shù)學(xué)表述及物理解析
三、德布羅意波在科學(xué)技術(shù)、人類生活中的應(yīng)用
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第二十七章 不確定關(guān)系
一、不確定關(guān)系以及態(tài)疊加原理建立背景
二、不確定關(guān)系以及態(tài)疊加原理的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、不確定關(guān)系的意義及影響
四、不確定關(guān)系的應(yīng)用與發(fā)展
五、練習(xí)與思考
第二十八章 波函數(shù)統(tǒng)計(jì)詮釋及態(tài)疊加原理
一、波函數(shù)統(tǒng)計(jì)詮釋與態(tài)疊加原理的建立背景
二、波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)詮釋、態(tài)疊加原理的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)詮釋和態(tài)疊加原理的意義
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第二十九章 薛定諤方程及其應(yīng)用
一、薛定諤方程建立背景
二、薛定諤方程建立過程中所經(jīng)歷的困難
三、薛定諤方程的數(shù)學(xué)描述及物理解析
四、薛定諤方程的應(yīng)用
五、薛定諤方程存在的問題
六、薛定諤方程的科學(xué)意義及影響
七、練習(xí)與思考
第三十章 一維散射——隧道效應(yīng)
一、一維散射問題提出的背景
二、一維散射問題的數(shù)學(xué)描述和物理解析
三、一維散射問題的意義與影響
四、應(yīng)用舉例
五、練習(xí)與思考
第三十一章 氫原子的量子理論
一、氫原子研究背景
二、氫原子的量子理論描述和物理解析
三、氫原子中電子角動(dòng)量取向量子化的證明——塞曼效應(yīng)
四、氫原子量子理論的意義
五、練習(xí)與思考
第三十二章 電子自旋和泡利不相容原理
一、電子自旋和泡利不相容原理建立的背景
二、電子自旋與泡利不相容原理的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、電子自旋理論的應(yīng)用——解釋斯特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)
四、對(duì)電子自旋的拓展理解
五、電子自旋理論的科學(xué)意義和可能的發(fā)展
六、練習(xí)與思考
第三十三章 激光
一、受激輻射理論的建立和激光技術(shù)的發(fā)展
二、激光理論的數(shù)學(xué)描述及物理解析
三、激光的意義及應(yīng)用
四、練習(xí)與思考
第三十四章 量子糾纏、量子計(jì)算與量子信息
一、量子糾纏、量子計(jì)算與量子信息的研究歷史
二、量子糾纏與量子信息的數(shù)學(xué)描述與物理解析
三、量子信息的應(yīng)用舉例
附錄 典型難題詳解