本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是编者在多年从事理工科大学物理的系统化教学改革与实践的基础上编写而成的。为了适应信息社会对人才培养的需要。作者根据教学规律及物理学的学科发展特点,整合经典物理、近代物理以及物理与现代科学技术的内容,形成了以三大守恒定律、波粒二象性、狭义相对论和量子力学为核心的教材体系。该体系在教学实践中收到了较好的教学效果。
本书可作为高等学校理工科各专业的教材和参考书,同时出版了与本书配套的《大学物理学习指导》和《(大学物理>教学同步习题册》,并可以提供相应的电子教案。
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目录
绪论 1
第一篇 力学
第1章 力学的基本概念 4
1.1 矢量的基本运算 4
1.2 时间与空间 7
1.3 质点运动的一般描述 8
1.4 圆周运动 15
1.5 惯性和质量 19
思考题 22
习题 22
第2章 动量守恒定律 24
2.1 动量和力 24
2.2 动量守恒定律及其应用 29
思考题 32
习题 32
第3章 角动量守恒定律 35
3.1 质点的角动量力矩 35
3.2 质点的角动量守恒定律 36
3.3 刚体的运动 38
3.4 刚体的角动量转动定律转动惯量 41
3.5 刚体的角动量守恒定律 47
思考题 49
习题 50
第4章 能量守恒定律 52
4.1 功和功率 52
4.2 动能和功能定理 55
4.3 势能 57
4.4 能量守恒定律及其应用 61
思考题 66
习题 66
第5章 狭义相对论 69
5.1 伽利略变换经典时空观 69
5.2 迈克耳孙莫雷实验 71
5.3 狭义相对论基本原理 73
5.4 洛伦兹变换 77
5.5 相对论动力学 82
5.6 广义相对论的时空观 88
思考题 90
习题 90
第二篇 热学
第6章 气体动理论 92
6.1 理想气体的压强和温度的统计解释 92
6.2 能量均分定理理想气体的内能 97
6.3 理想气体分子速率分布律 101
6.4 玻尔兹曼分布律 105
6.5 分子的平均自由程 106
思考题 108
习题 108
第7章 热力学基础 110
7.1 内能、功和热量 110
7.2 热力学第一定律热容量 112
7.3 热力学第一定律的应用 114
7.4 循环过程卡诺循环 120
7.5 摘热力学第二定律 123
7.6 卡诺定理 127
思考题 129
习题 129
第三篇 电磁学
第8章 静电场 132
8.1 库仑定律静止电荷的电场 132
8.2 场强叠加原理连续带电体的电场 134
8.3 静电场的高斯定理 139
8.4 静电场的环路定理电势 144
8.5 电场强度与电势梯度 148
思考题 151
习题 151
第9章 静电场中的导体和电介质 153
9.1 静电场中的导体静电平衡 153
9.2 静电场中的电介质 157
9.3 电容器电场能量 162
思考题 169
习题 169
第10章 稳恒电流的磁场 172
10.1 磁场磁感应强度 172
10.2 磁通量磁场的高斯定理 177
10.3 安培环路定理 178
10.4 磁场对运动电荷及电流的作用 182
10.5 运动电荷的电磁场 192
思考题 196
习题 197
第11章 磁介质 200
11.1 磁介质的磁化 200
11.2 磁介质中的安培环路定理 206
思考题 209
习题 209
第12章 电磁感应 211
12.1 电磁感应定律 211
12.2 动生电动势 214
12.3 感生电动势涡旋电场 217
12.4 自感和互感 220
12.5 磁场能量 224
思考题 226
习题 227
第13章 电磁场基本理论 230
13.1 位移电流的磁场 230
13.2 麦克斯韦方程组 233
思考题 235
习题 236
第四篇 波动学
第14章 机械振动 238
14.1 简谐振动 238
14.2 简谐振动的实例 243
14.3 简谐振动的合成与分析 248
14.4 实际振动 255
思考题 259
习题 260
第15章 机械波 262
15.1 机械波的产生及特性 262
15.2 平面简谐波的波函数 265
15.3 波的能量 270
15.4 波的干涉 273
15.5 波的衍射 279
15.6 多普勒效应 281
15.7 非线性波 284
思考题 285
习题 286
第16章 电磁波 289
16.1 电磁波的波动方程 289
16.2 电磁波的产生 292
16.3 电磁波的能量 294
思考题 299
习题 299
第17章 波动光学 301
17.1 光的干涉 301
17.2 光的衍射 316
17.3 光的偏振 328
思考题 343
习题 343
第18章 物质波 345
18.1 德布罗意假设 345
18.2 中子和分子的衍射实验 348
18.3 不确定性关系 350
思考题 353
习题 353
第五篇 量子物理
第19章 量子光学 356
19.1 黑体辐射 356
19.2 光电效应 359
19.3 康普顿效应 364
思考题 367
习题 367
第20章 量子力学 368
20.1 波函数 368
20.2 薛定谔方程 372
20.3 势垒 隧道效应 377
20.4 氢原子 379
20.5 电子自旋 383
20.6 多电子原子 384
思考题 387
习题 388
第21章 物理学与现代科学技术 389
21.1 半导体与计算机 389
21.2 激光与捕陷原子 396
21.3 超导与超导量子干涉仪 406
21.4 态叠加原理与量子计算机 411
思考题 413
习题 413
习题答案 414
参考文献 420
附录 421
附录Ⅰ 常用基本物理常数表 421
附录Ⅱ 诺贝尔物理学奖 423
附录Ⅲ 中英文物理学常用词汇 429