《大学物理基础教程/普通高等教育“十三五”规划教材》是适应当前教育教学改革的需要,依据教育部高等学校非物理专业基础课教学指导分委员会制定的《非物理类理工科专业大学物理课程教学基本要求》(简称《基本要求》)的精神,在作者多年教学研究、教学实践和教改经验的基础上,结合学校各专业对物理课内容的要求而编写的。教材涵盖《基本要求》的核心内容,并考虑高校许多专业对少学时的教学需要,采取了压缩经典、简化近代内容、突出重点的方法精心组织内容,具有层次分明、叙述简练、概念准确、创意新颖和逻辑性强的特色。
《大学物理基础教程/普通高等教育“十三五”规划教材》共18章,包含力学、振动和波动、热学基础、电磁学、波动光学以及近代与当代物理基础六篇内容。参考授课64~96学时。
《大学物理基础教程/普通高等教育“十三五”规划教材》可作为高等院校非物理类专业本科少学时的大学物理课程的教材或教学参考书,也可以供其他有关专业选用和广大读者阅读。
物理学是一切自然科学的基础,物理学的发展广泛并且直接推动着技术的革命和社会的文明。因此,大学物理课程是理工科大学生的一门重要基础课,其任务就是为提高大学生现代科学素质服务的,从而为培养人才打好必要科学基础;提高学生的逻辑思维能力和抽象思维能力;培养学生的创新思维和创新精神;为学生进一步学习专业知识,掌握专业理论、培养专业技能打下必要的基础。本书就是为了适应高等工程教育的培养目标和发展需要,积累作者多年从事物理教学经验,考虑理工类专业少学时大学物理课程的教学要求,参照教育部《非物理类理工科专业大学物理课程教学基本要求》,为适应高等学校理工类专业少学时大学物理课程数学的需要编写的。
本书针对工科学生的基础,特别是全面实行学分制的背景,侧重于物理学的基本知识、基本概念、基本原理和基本定律,突出物理学知识的完整性、逻辑性和准确性。为了便于学生掌握、理解和阅读,对书中内容进行分层次的叙述,对某些问题进行了方式多样、不拘一格的讨论和说明,每一章都精选了一些例题、思考题、选择题、填空题和计算题。通过这些基本问题的训练,使学生达到学好大学物理的目的。
本教材的特点如下:
(1)内容整体上既保持了物理基础学科知识的系统性与完整性,又考虑到学时特点,教材叙述简明扼要,难度适中,同时也注意培养学生的科学思想与物理学的研究方法,以使学生受到启发,激发学生的求知欲望和创新精神。
(2)在讲述方法上,针对普通高等院校理工类专业学生特点,尽量做到讲清基本概念,阐明基本原理,运用基本方法,避免繁杂的理论推导,并且适当降低复杂的计算要求。
(3)在讲述内容的结构上考虑到与中学物理内容的衔接,同时考虑与理工科专业后续课程的衔接,注意强化物理原理和方法在工程技术中的应用,注意理论联系实际并增加高新技术物理等内容。
参加本教材编写工作的有华东交通大学理学院王洵、刘志敏、雷宇、邱万英、张建松、艾剑锋、刘志荣、任才贵、刘正方、朱莉华等。全书由王洵任主编并负责统稿工作,刘志敏、雷宇任副主编,郝虎在、黄克林主审。
由于编者水平所限,教材中不妥和疏漏之处在所难免,希望读者批评指正,以便改进。
第一篇 力学
第1章 质点运动学
1.1 参考系坐标系和质点
1.2 位置矢量位移
1.3 速度与加速度
1.4 直线运动
1.5 抛体运动
1.6 圆周运动
1.7 相对运动
习题
第2章 质点动力学
2.1 牛顿运动定律
2.2 几种常见的力
2.3 牛顿定律的应用
2.4 冲量动量动量定理
2.5 动量守恒定律
2.6 功动能动能定理
2.7 势能机械能守恒定律
2.8 角动量定理角动量守恒定律
习题
第3章 刚体的定轴转动
3.1 刚体定轴转动的角量描述
3.2 转动惯量定轴转动定律
3.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律
习题
第二篇 振动和波动
第4章 机械振动
4.1 简谐振动
4.2 简谐振动的旋转矢量表示法
4.3 同方向同频率简谐振动的合成
习题
第5章 机械波
5.1 机械波的产生和传播
5.2 平面简谐波的波动方程
5.3 波的能量
5.4 惠更斯原理
5.5 波的叠加原理波的干涉驻波
习是基
第三篇 热学基础
第6章 气体动理论
6.1 平衡状态与理想气体状态方程
6.2 麦克斯韦分子速率分布律
6.3 压强与温度的微观解释
6.4 能量按自由度均分定理
习题
第7章 热力学基础
7.1 热力学第一定律
7.2 理想气体的热力学过程
7.3 循环过程
7.4 热力学第二定律
习题
第四篇 电磁学
第8章 真空中的静电场
8.1 电荷库仑定律
8.2 电场电场强度
8.3 电通量真空中静电场的高斯定理
8.4 静电场的环路定理电势能
8.5 电势
8.6 电场强度与电势的关系
习题
第9章 静电场中的导体和电介质
9.1 静电场中的导体
9.2 电容电容器
9.3 静电场中的电介质
9.4 静电场的能量
习题
第10章 稳恒电流的磁场
10.1 稳恒电流与电动势
10.2 磁场与磁感应强度
10.3 磁场的高斯定理
10.4 电流和运动电荷的磁场
10.5 磁场的环路定理
习题
第11章 磁场对电流的作用
11.1 磁场对载流导线段的作用
11.2 磁场对载流平面线圈的磁力矩
11.3 磁场对运动电荷的作用
11.4 磁介质
习题
第12章 电磁感应和电磁场
12.1 电磁感应的基本现象及其规律
12.2 动生电动势与感生电动势
12.3 自感与互感
12.4 磁场能量
12.5 麦克斯韦电磁场理论
12.6 电磁波
习题
第五篇 波动光学
第13章 光的干涉
13.1 光源光的相干性光程光程差
13.2 杨氏双缝干涉实验
13.3 薄膜干涉
习题
第14章 光的衍涉
14.1 光的衍射现象惠更斯一菲涅耳原理
14.2 单缝夫琅禾费衍射
14.3 衍射光栅
习题
第15章 光的偏振
15.1 自然光和偏振光
15.2 起偏与检偏马吕斯定律.
15.3 反射和折射时光的偏振布儒斯特定律
习题
第六篇 近代与当代物理基础
第16章 狭义相对论基础
16.1 伽利略变换和经典力学的时空观
16.2 狭义相对论基本原理和洛伦兹变换
16.3 狭义相对论的时空观
16.4 狭义相对论动力学基础
习题
第17章 波与粒子
17.1 光电效应
17.2 光的波粒二象性
17.3 德布罗意波实物粒子的波粒二象性
17.4 不确定关系
17.5 量子力学简介
习题
第18章 当代物理专题
18.1 固体的能带结构
18.2 半导体
18.3 激光
18.4 声波
附录A 常用数学公式
附录B 大学物理常用的物理常数表
参考文献