大學(xué)物理學(xué)（下冊）

前言

　　物理學(xué)以研究物質(zhì)世界的基本規(guī)律和本質(zhì)屬性為己任。物理學(xué)鞭辟人里的分析方法、高屋建瓴的思維模式、辯證唯物的認識論和世界觀以及所展現(xiàn)出來的和諧、對稱、統(tǒng)一的科學(xué)美，使得它自面世以來，就一直是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，技術(shù)科學(xué)的理論基礎(chǔ)，是一切工程技術(shù)的堅實支柱，是創(chuàng)新思想的源泉。物理學(xué)曾經(jīng)是，現(xiàn)在是，將來也是全球技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的主要驅(qū)動力。它代表著一整套獲得知識、組織知識和運用知識的有效方法和步驟。由于物理學(xué)的普遍性、基本性以及與其他學(xué)科的相關(guān)性，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維方法及科學(xué)研究能力，尤其是在培養(yǎng)具有綜合能力的創(chuàng)新人才方面起著其他學(xué)科不可替代的作用，這也就決定了大學(xué)物理學(xué)這一課程在高等教育中的地位?！　”窘滩牧η笈c教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會關(guān)于《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》相適應(yīng)。它是編者在總結(jié)多年教材改革和教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，吸取當(dāng)前國內(nèi)出版的面向21世紀物理教材的先進思想和優(yōu)秀教學(xué)改革成果，充分考慮一般工科本科院校學(xué)生的起點和基礎(chǔ)，集多年教學(xué)經(jīng)驗編寫的。本書以相對穩(wěn)定的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容為主，在保持大學(xué)物理課程持續(xù)發(fā)展的同時，緊緊追蹤物理科學(xué)技術(shù)的發(fā)展；以現(xiàn)代的視野重新演繹和審視傳統(tǒng)物理學(xué)的內(nèi)容，力圖在基礎(chǔ)的層次上尋找一些前沿內(nèi)容的根，邏輯地、緊湊地把一些相關(guān)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)或科學(xué)理論的建立集成到一起，使課程現(xiàn)代化更突出，讓學(xué)生感受到科學(xué)的不斷發(fā)展和進步，應(yīng)該如何批判繼承；內(nèi)容由淺入深、廣泛嚴謹，概念清晰準確，使科學(xué)思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更明顯，讓學(xué)生感受到融會貫通的樂趣；教學(xué)內(nèi)容和體系富有彈性，體系結(jié)構(gòu)科學(xué)，選擇靈活多樣，使分層次組織教學(xué)更方便，在深度和廣度上更好地適應(yīng)新一代的大學(xué)生起點和基礎(chǔ)。本書也力求體現(xiàn)當(dāng)代杰出物理學(xué)家和教育家、諾貝爾物理獎得主理查得·費曼所說的，“科學(xué)是一種方法，它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度（因為沒有事情是絕對已知的），如何對待疑問和不確定性，證據(jù)服從什么法則，如何去思考事物，做出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象”，使學(xué)生對物理學(xué)的內(nèi)容和方法、工作語言、概念和物理圖像、其歷史現(xiàn)狀和前沿等方面，從整體上有一個全面的了解，使大學(xué)物理學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的最有效的基礎(chǔ)課。

內(nèi)容概要

本書分上、下兩冊，內(nèi)容分五篇。第一篇力學(xué)；第二篇熱學(xué)；第三篇電磁學(xué)；第四篇機械振動和機械波、波動光學(xué)；第五篇相對論與量子物理。    本書作為非物理專業(yè)的大學(xué)物理教材，各篇基本內(nèi)容簡明扼要，注重突出課程內(nèi)容的現(xiàn)代化，基礎(chǔ)和分層次教學(xué)的需要以及培養(yǎng)科學(xué)思維的創(chuàng)新能力；選讀部分和科學(xué)家介紹通俗易懂，注重擴大學(xué)生的現(xiàn)代知識，拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)襟懷和眼光。    本書可作為高等工科院校各專業(yè)和理科非物理學(xué)專業(yè)的大學(xué)物理課程用書，也可供其他專業(yè)選用和大學(xué)物理教師教學(xué)參考。

書籍目錄

第三篇  電磁學(xué)(續(xù))第10章  電磁相互作用  10.1  磁場對運動電荷的作用  10.2  磁場對電流的作用  思考題  習(xí)題10  閱讀材料第11章  變化的電磁場  11.1  電磁感應(yīng)定律  11.2  動生電動勢  11.3  感生電動勢感生電場  11.4  自感互感  11.5  磁場的能量  11.6  位移電流  11.7  麥克斯韋方程組和電磁波  思考題  習(xí)題11  閱讀材料    第四篇  振動和波波動光學(xué)第12章  機械振動  12.1  簡諧振動  12.2  描述簡諧振動的特征量  12.3  孤立系統(tǒng)簡諧振動的能量  12.4  旋轉(zhuǎn)矢量  12.5  角諧振動  12.6  簡諧振動的合成  12.7  阻尼振動受迫振動和共振  思考題  習(xí)題12  閱讀材料第13章  機械波  13.1  機械波的形成與圖像幾個概念  13.2  平面簡諧波的波函數(shù)(波動方程)  13.3  波的能量  13.4  惠更斯原理波的衍射、反射與折射  13.5  波的疊加  13.6  聲波  *13.7  多譜勒效應(yīng)  思考題  習(xí)題13  閱讀材料第14章  光的干涉  14.1  光的電磁理論光的相干性  14.2  分波陣面法干涉空間相干性  14.3  分振幅法干涉薄膜的等厚與等傾干涉  14.4  邁克耳孫干涉儀時間相干性  14.5  多光束的干涉  思考題  習(xí)題14  閱讀材料第15章  光的衍射  15.1  光的衍射現(xiàn)象惠更斯-菲涅耳原理  15.2  單縫夫瑯禾費衍射  15.3  圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)  15.4  光柵衍射  15.5  X射線衍射  思考題  習(xí)題15  閱讀材料第16章  光的偏振  16.1  光的橫波性  自然光和偏振光  16.2  起偏與檢偏  馬呂斯定律  16.3  反射和折射時光的偏振布儒斯特定律  16.4  雙折射尋常光和非常光  16.5  橢圓偏振光和圓偏振光偏振光的干涉  思考題  習(xí)題16  閱讀材料    第五篇  相對論量子物理第17章  狹義相對論基礎(chǔ)  17.1  伽利略相對性原理  17.2  伽利略變換與牛頓力學(xué)的困難  17.3  狹義相對論的基本假設(shè)與洛倫茲變換式  17.4  狹義相對論的時空觀  17.5  狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ)  思考題  習(xí)題17  閱讀材料第18章  量子力學(xué)基礎(chǔ)  18.1  熱輻射普朗克的能量子假說  18.2  光電效應(yīng)光的波粒二象性  18.3  康普頓效應(yīng)光量子性的進一步證實  18.4  氫原子光譜  18.5  德布羅意假設(shè)實物粒子的波粒二象性  18.6  海森伯不確定關(guān)系  18.7  波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋  18.8  薛定諤方程及應(yīng)用  18.9  氫原子的量子理論簡介  *18.10  激光原理及其應(yīng)用  思考題  習(xí)題18  閱讀材料參考答案主要參考書

章節(jié)摘錄

　　前面各章中研究了靜電場和穩(wěn)恒磁場的基本規(guī)律，在表達這些規(guī)律的公式中，電場和磁場是各自獨立的，但是激發(fā)電場和磁場的源——電荷和電流卻是相互關(guān)聯(lián)的。1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，從一個側(cè)面揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。基于方法論中的對稱性原理，既然“電流能產(chǎn)生磁場”，那反過來“是否磁場也可以產(chǎn)生電流呢”？英國物理學(xué)家法拉第于1821年提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設(shè)想，之后經(jīng)過10年的艱苦工作，并經(jīng)歷了無數(shù)次的挫折和失敗，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這一劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)，不但揭示了電和磁的聯(lián)系，為電磁理論奠定了基礎(chǔ)；并且找到了磁生電的規(guī)律，開辟了人類使用電能的道路，成為現(xiàn)代發(fā)電機、電動機、變壓器等技術(shù)的基礎(chǔ)?！　←溈怂鬼f在全面系統(tǒng)地總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，于1862年歸納出了電磁場的基本方程——麥克斯韋方程組，從而建立了完整的電磁場的理論體系，理論上預(yù)言了電磁波的存在。1888年，赫茲通過實驗證實了電磁波的理論。

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