《大學(xué)物理簡明教程(第2版)/清華大學(xué)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(xué)、狹義相對論、熱力學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)學(xué)、量子物理基礎(chǔ)中的基本概念、規(guī)律以及基本理論的歷史發(fā)展進(jìn)程,其內(nèi)容涵蓋了大學(xué)物理教學(xué)的最基本要求。
《大學(xué)物理簡明教程(第2版)/清華大學(xué)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(zhǔn)確、物理圖像的清晰。每章內(nèi)容線索明確、邏輯縝密,以便于教學(xué)和自學(xué)。《大學(xué)物理簡明教程(第2版)/清華大學(xué)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(xué)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(gè)大學(xué)物理學(xué)框架的同時(shí),從中領(lǐng)略和體會(huì)物理學(xué)發(fā)展過程中的人文內(nèi)涵,從而提高科學(xué)素質(zhì)。
《大學(xué)物理簡明教程(第2版)/清華大學(xué)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(xí)題,可作為“不多學(xué)時(shí)”的各類型高等院校非物理學(xué)專業(yè)的理工科各專業(yè)以及經(jīng)管類、文科相關(guān)專業(yè)的大學(xué)物理教材,也可作為讀者的自學(xué)參考書。
本書不是學(xué)時(shí)少內(nèi)容不少的那種壓縮,而是要使內(nèi)容更加有機(jī)地結(jié)合,邏輯聯(lián)系更加縝密,要求教學(xué)方式和方法創(chuàng)新。
在科學(xué)與技術(shù)迅速結(jié)合和發(fā)展的今天,新興學(xué)科不斷地涌現(xiàn),物理學(xué)的概念、研究方法,以及嚴(yán)謹(jǐn)而富有創(chuàng)新性的邏輯思維方式和實(shí)驗(yàn)技術(shù)在其他學(xué)科得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)同,這顯示了物理學(xué)在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中重要的基礎(chǔ)性作用。為了適應(yīng)當(dāng)今科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展對人才的需求,近年來不少高等院校開設(shè)了學(xué)時(shí)不等的物理學(xué)課程以滿足各種學(xué)科專業(yè)的需求。
大學(xué)物理是高等院校的基礎(chǔ)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(shí)是科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ);另一方面在于它蘊(yùn)涵著思考和解決問題的科學(xué)思想、方法和態(tài)度,以及激發(fā)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新意識(shí)的能力。筆者認(rèn)為,不管物理學(xué)時(shí)的多少,不管是工科還是經(jīng)管、文科類學(xué)習(xí)者,課程內(nèi)容安排可以有所側(cè)重,但不應(yīng)偏離物理本身,應(yīng)該給出基本上較完整、系統(tǒng)的物理學(xué)框架。這不是簡單的內(nèi)容壓縮,而是要求內(nèi)容更加有機(jī)地結(jié)合,邏輯聯(lián)系更加縝密,要求教學(xué)方式和方法創(chuàng)新。這是在不多學(xué)時(shí)之內(nèi)既能使初學(xué)者理解物理學(xué)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(xué)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(chǔ),隨后是為闡明理論基礎(chǔ)和基本概念而安排的教學(xué)內(nèi)容。這樣使教學(xué)線索比較明確,也起到對初學(xué)者學(xué)習(xí)的引導(dǎo)作用。
正是在這樣的指導(dǎo)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(gè)別地方有稍許調(diào)整,它包括了我們多年面對不多學(xué)時(shí)的工科、少學(xué)時(shí)的經(jīng)管和文科初學(xué)者教學(xué)實(shí)踐的體會(huì),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(xué)基礎(chǔ),它簡介了牛頓力學(xué)的發(fā)展過程、經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),以及牛頓定律在剛體和流體中的簡單應(yīng)用。第2章為狹義相對論基礎(chǔ),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(shí)空觀和動(dòng)力學(xué)的基本概念。第3章為熱力學(xué)物理基礎(chǔ),簡介了熱學(xué)發(fā)展史,在介紹分子動(dòng)理論統(tǒng)計(jì)概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上著重講述了熱力學(xué)第一、第二定律。第4章為電磁學(xué)基礎(chǔ),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(yīng)及電磁波的基本概念和規(guī)律。第5章為波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ),概述了波動(dòng)現(xiàn)象的歷史研究,講述了振動(dòng)和波動(dòng)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(chǔ),包括量子概念的提出、波動(dòng)量子理論的建立、原子的殼層結(jié)構(gòu)模型、激光和能帶等基本概念和知識(shí)。
本書由呂金鐘主編,由邱紅梅(北京科技大學(xué))、趙長春(中國地質(zhì)大學(xué)(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(xué)教務(wù)處、工科物理教學(xué)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(xué))老師的辛勤勞動(dòng)與智慧!對清華大學(xué)出版社朱紅蓮老師對本書提出的很多改進(jìn)意見表示感謝!
由于時(shí)間倉促,編者水平有限,書中難免存在錯(cuò)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(xué)基礎(chǔ)
1.1 牛頓力學(xué)的建立與發(fā)展
1.1.1 牛頓力學(xué)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(biāo)系中加速度的表示
1.2.2 圓周運(yùn)動(dòng)中的切向加速度和法向加速度
1.3 牛頓力學(xué)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(xué)量之間的關(guān)系
1.4.1 慣性系之間力學(xué)量的關(guān)系
1.4.2 慣性系和加速平動(dòng)參照系之間力學(xué)量的關(guān)系
1.5 力的時(shí)間和空間積累效應(yīng) 第1章 牛頓力學(xué)基礎(chǔ)
1.1 牛頓力學(xué)的建立與發(fā)展
1.1.1 牛頓力學(xué)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(biāo)系中加速度的表示
1.2.2 圓周運(yùn)動(dòng)中的切向加速度和法向加速度
1.3 牛頓力學(xué)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(xué)量之間的關(guān)系
1.4.1 慣性系之間力學(xué)量的關(guān)系
1.4.2 慣性系和加速平動(dòng)參照系之間力學(xué)量的關(guān)系
1.5 力的時(shí)間和空間積累效應(yīng)
1.5.1 動(dòng)量守恒定律
1.5.2 機(jī)械能守恒定律
1.5.3 角動(dòng)量守恒定律
1.5.4 對稱與守恒
1.6 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的牛頓力學(xué)
1.6.1 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律
1.6.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理
1.6.3 進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象
1.7 連續(xù)流體中的牛頓力學(xué)
1.7.1 流體靜力學(xué)
1.7.2 流體動(dòng)力學(xué)
1.7.3 黏滯流體的流動(dòng)
思考題
習(xí)題
第2章 狹義相對論基礎(chǔ)
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(shí)空觀
2.2.1 同時(shí)的相對性
2.2.2 長度收縮
2.2.3 時(shí)間延緩
2.3 狹義相對論質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)概念
2.3.1 相對論動(dòng)量質(zhì)量與速度關(guān)系動(dòng)力學(xué)基本方程
2.3.2 質(zhì)能關(guān)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(yù)言的幾個(gè)可觀測效應(yīng)
思考題
習(xí)題
第3章 熱力學(xué)物理基礎(chǔ)
3.1 熱力學(xué)第零定律與溫度
3.2 氣體動(dòng)理論
3.2.1 分子運(yùn)動(dòng)論發(fā)展概述
3.2.2 氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)
3.2.3 理想氣體的壓強(qiáng)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(xué)第一定律
3.3.1 熱力學(xué)第一定律的建立
……
第4章 電磁學(xué)基礎(chǔ)
第5章 波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)
第6章 量子物理基礎(chǔ)
習(xí)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(xué)公式
附錄E 希臘字母
主要參考文獻(xiàn)