六大思想构建物理学　第2卷　R单元：物理学规律是协变的　E单元：电场和磁场是统一的　_托马斯 A. 摩尔_9787111526322

本书是对大学物理是课程重新设置的一个尝试，它突破了基础物理课程以“编年史”介绍的教学模式，采用了一个全新的教学理念来讲授物理学，即按照物理学发展过程中不可替代的六个重大物理思想来介绍物理学，突出了物理学的骨架，这种做法适应目前物理学科的发展，可以解决由于物理学学科的发展引起的知识量剧增和物理教育在选择教学内容时无从下手的困难。毫无疑问，这种突出物理学理论“骨架”的物理教学方法，无疑是以后物理课程教学改革的一个方向，用这种方法来处理物理学的教学内容，可以克服学生对入学后感到自己所学习的物理学都是过去二三百年的物理知识，没有新鲜感的问题。如本书介绍了各种各样的能量和守恒定律，虽然讲的都是牛顿力学为主的内容，但给人一种耳目一新的感觉，让人感到牛顿力学不单单是处理简单的运动问题，学生的视野一下子扩展到了多个领域，把传统的热学、化学等方面的问题拿到一块讲，做到了很好的融合。

前言《六大思想构建物理学》要目作者简介R单元E单元PrefaceTable of Contents for Six Ideas That Shaped PhysicsAbout the AuthorUnit RUnit E关于R单元的几点说明（中文）学生学习指导（英文）第R1章相对论原理10本章概览10R1.1 原理介绍12R1.2 事件和时空坐标14R1.3 参考系15R1.4 惯性参考系18R1.5 最终的相对性原理20R1.6 牛顿相对论21两分钟测试24习题25习题答案27第R2章同步时钟28本章概览28R2.1 电磁波的问题30R2.2 相对论的时钟同步33R2.3 SR单位35R2.4 时空图37R2.5 时空图电影40R2.6 雷达方法40两分钟测试43习题43习题答案47第R3章时间的本质48本章概览48R3.1 三类时间50R3.2 坐标时间是依赖参考系的50R3.3 雷达方法给出同样的结果52R3.4 几何类比54R3.5 固有时和时空间隔56两分钟测试60习题60习题答案63第R4章矩阵方程64本章概览64R4.1 矩阵方程介绍66R4.2 导出矩阵方程67R4.3 关于垂直位移69R4.4 支持矩阵方程的证据71R4.5 时空不是欧几里得的72R4.6 有关几何类比的更多讨论74R4.7 一些例子76两分钟测试78习题79习题答案81第R5章固有时间82本章概览82R5.1 弯曲的足迹84R5.2 时空中弯曲的世界线85R5.3 二项式近似89R5.4 时空间隔是最长的可能固有时91R5.5 实验证据93R5.6 双生子佯谬95两分钟测试98习题99习题答案102第R6章坐标变换104本章概览104R6.1 两观测者图概述106R6.2 约定107R6.3 画图的轴108R6.4 画图的轴110R6.5 阅读两观测者图112R6.6 洛伦兹变换114两分钟测试118习题119习题答案122第R7章洛伦兹收缩124本章概览124R7.1 运动物体的长度126R7.2 一根直杆的两观测者图126R7.3 是什么引起的收缩 129R7.4 收缩对参考系是对称的130R7.5 谷仓和杆的佯谬131R7.6 定义长度的其他方法135两分钟测试136习题137习题答案140第R8章宇宙速度极限142本章概览142R8.1 因果关系和相对性144R8.2 类时、类光和类空间隔147R8.3 时空的因果结构151R8.4 爱因斯坦速度变换152两分钟测试155习题156习题答案160第R9章四-动量162本章概览162R9.1 行动计划164R9.2 牛顿动量守恒不是独立于参考系的165R9.3 四-动量矢量166R9.4 四-动量的性质169R9.5 四-动量和相对性171R9.6 四-动量的时间和空间分量173两分钟测试176习题176习题答案179第R10章四-动量的守恒180本章概览180R10.1 能量-动量图182R10.2 四-动量守恒问题的求解184R10.3 粒子体系的质量188R10.4 光的四-动量190R10.5 对粒子物理的应用193R10.6 结束语195两分钟测试195习题196习题答案198附录RA换算为 SI单位的方程201RA.1 为什么使用SR单位201RA.2 基本量的换算201RA.3 SR单位方程换算为SI单位方程202RA.4 基于能量的SR单位203RA.5 实际练习204练习答案204附录RB相对论的多普勒效应205RB.1 多普勒效应介绍205RB.2 多普勒频移公式的推导205RB.3 天文学中的应用207RB.4 非相对论极限208RB.5 多普勒雷达209习题210习题答案210专业术语211符号及其含义216关于E单元的几点说明（中文）学生学习指导（英文）第E1章静电学226本章概览226E1.1 单位介绍228E1.2 电荷的本质是什么 229E1.3 物体如何带电231E1.4 电荷守恒233E1.5 库仑定律234E1.6 导体和绝缘体237E1.7 静电极化239两分钟测试242习题242习题答案244第E2章电场246本章概览246E2.1 场的概念248E2.2 的数学定义249E2.3 点电荷的场251E2.4 叠加原理253E2.5 偶极子的场255E2.6 分布电荷的处理方法257两分钟测试260习题261习题答案265第E3章电势266本章概览266E3.1 电势268E3.2 由计算271E3.3 由计算273E3.4 有关电荷分布的定理277E3.5 电场的能量279两分钟测试281习题282习题答案286第E4章导体288本章概览288E4.1 电流介绍290E4.2 一个微观模型291E4.3 电流密度295E4.4 导体上的静电荷298E4.5 电容301两分钟测试303习题303习题答案307第E5章驱动电流308本章概览308E5.1 电池的力学模型310E5.2 表面电荷引导着电流311E5.3 电池的Emf314E5.4 电阻317E5.5 导体消耗的功率319E5.6 电容器的放电321两分钟测试323习题325习题答案329第E6章电路分析330本章概览330E6.1 两导线的串联332E6.2 串联的电路元件334E6.3 电路图336E6.4 并联的电路元件338E6.5 复杂电路分析340E6.6 真实电池343E6.7 有关用电安全343两分钟测试344习题345习题答案349第E7章磁场350本章概览350E7.1 磁现象352E7.2 磁场的定义352E7.3 作用在运动电荷上的磁力354E7.4 均匀磁场中的自由电荷359E7.5 作用在导线上的磁力362两分钟测试367习题368习题答案373第E8章电流和磁体374本章概览374E8.1 运动导体产生的电流376E8.2 运动电荷的磁场378E8.3 一段导线的磁场382E8.4 长直导线的磁场383E8.5 环形回路的磁场385E8.6 所有磁体都涉及环流电荷387两分钟测试389习题390习题答案394第E9章对称性和通量396本章概览396E9.1 对称性论证398E9.2 对称物体的电场398E9.3 磁场的镜像规则402E9.4 对称电流分布的磁场403E9.5 通过一个表面的通量407两分钟测试410习题412习题答案414第E10章高斯定律416本章概览416E10.1 高斯定律418E10.2 利用高斯定律计算电场419E10.3 球对称电荷分布的场421E10.4 无限长柱对称分布的场423E10.5 无限大平板的场425E10.6 磁场的高斯定律428两分钟测试430习题432习题答案436第E11章安培定律438本章概览438E11.1 安培定律440E11.2 安培定律的应用442E11.3 轴对称电流分布的磁场443E11.4 无限大平板的磁场445E11.5 无限长螺线管的磁场447E11.6 电场的安培定律450两分钟测试452习题454习题答案458第E12章电磁场460本章概览460E12.1 为什么和必定相关462E12.2 场如何变换466E12.3 在磁场中运动的杆472E12.4 速度选择器中的运动473两分钟测试474习题475习题答案479第E13章麦克斯韦方程组480本章概览480E13.1 动力学场介绍482E13.2 安培定律的修正482E13.3 法拉第定律486E13.4 高斯定律无需修正491E13.5 麦克斯韦方程组492E13.6 局域场方程（选讲）494两分钟测试496习题498习题答案502第E14章电磁感应504本章概览504E14.1 磁通量和感应的EMF506E14.2 楞次定律508E14.3 自感509E14.4 感应器的“放电”511E14.5 磁场的能量513E14.6 变压器515两分钟测试518习题519习题答案522第E15章波的介绍 524本章概览524E15.1 波是什么？526E15.2 正弦波528E15.3 波的相速度531E15.4 波动方程533两分钟测试539习题540习题答案543第E16章电磁波544本章概览544E16.1 电磁波546E16.2 电磁波的性质548E16.3 电磁波中的能量552E16.4 电荷辐射的功率553E16.5 天空为什么是蓝的555E16.6 麦克斯韦彩虹556两分钟测试559习题559习题答案562专业术语565元素周期表574符号及其含义577

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