大學(xué)物理學(xué)（下冊(cè)）

前言

近年來(lái)，大學(xué)基礎(chǔ)物理教學(xué)在教育改革進(jìn)程中，已經(jīng)經(jīng)歷了多次課程設(shè)置和課時(shí)數(shù)的調(diào)整，理工科類大學(xué)物理要求和學(xué)時(shí)差異越來(lái)越大。這套教材是編者基于現(xiàn)階段綜合性大學(xué)對(duì)大學(xué)物理課程的具體要求，并結(jié)合多年分別在理工科類各專業(yè)進(jìn)行大學(xué)物理教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，參照教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)新制定的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（2008年版）編寫(xiě)成的。物理學(xué)是所有自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)，它的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門(mén)，是大學(xué)低年級(jí)理工科類學(xué)生的一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)課程。為了實(shí)現(xiàn)在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決問(wèn)題的能力，對(duì)理工科類學(xué)生進(jìn)行扎實(shí)有效的基礎(chǔ)性訓(xùn)練，同時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)拓創(chuàng)新的科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)，此套教材的編寫(xiě)力爭(zhēng)做到既有基礎(chǔ)性和拓展性，又具有使用上的靈活性和可選擇性。本書(shū)分為上、下兩冊(cè)，系統(tǒng)地介紹了大學(xué)物理學(xué)的基本概念、基本公式和基本理論，主要內(nèi)容包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和近代物理基礎(chǔ)等內(nèi)容。上冊(cè)包含力學(xué)和電磁學(xué)，下冊(cè)包含熱學(xué)、光學(xué)和近代物理基礎(chǔ)部分，全書(shū)共17章。本書(shū)除保持了物理學(xué)的邏輯特點(diǎn)和知識(shí)的完備性外，有以下幾方面的特點(diǎn)：（1）力學(xué)部分根據(jù)研究對(duì)象的力學(xué)規(guī)律分類，整個(gè)內(nèi)容歸納為兩部分共四章：第一、第二章對(duì)單個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律進(jìn)行分析討論，介紹了經(jīng)典力學(xué)的基本定律和研究特點(diǎn)；第三章對(duì)質(zhì)點(diǎn)系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了闡述，從質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心入手，分析了質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)規(guī)律；第四章是將質(zhì)點(diǎn)系的力學(xué)規(guī)律應(yīng)用于特殊的質(zhì)點(diǎn)系——?jiǎng)傮w。（2）電磁學(xué)部分的內(nèi)容歷年來(lái)都是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。本書(shū)在保留傳統(tǒng)的基本內(nèi)容、基本章節(jié)順序的基礎(chǔ)上，對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行壓縮和簡(jiǎn)化（如直流電路、導(dǎo)體、磁介質(zhì)等章節(jié)均采取了比較簡(jiǎn)化的描述方式），例題、習(xí)題的難度適當(dāng)降低。對(duì)于新的應(yīng)用和發(fā)展，如霍耳效應(yīng)、渦電流等，均有由淺入深、概念清晰的敘述，為進(jìn)入有關(guān)領(lǐng)域的學(xué)科和技術(shù)研究提供必要的理論基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

本書(shū)根據(jù)教育部最新編制的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》(2008年版)的精神，并結(jié)合四川大學(xué)多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐編寫(xiě)而成。作者從新世紀(jì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的總體要求出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生的能力和素質(zhì)為目的，以物質(zhì)的存在形式和基本性質(zhì)為主線，以現(xiàn)代教育思想、教育方法為指導(dǎo)，來(lái)設(shè)計(jì)大學(xué)物理的內(nèi)容和課程體系。在學(xué)習(xí)經(jīng)典教材的基礎(chǔ)上，對(duì)難度和深度作了一些調(diào)整，使全書(shū)的脈絡(luò)更加清晰，深度、廣度更加合適。本書(shū)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、語(yǔ)言簡(jiǎn)練、深入淺出，盡量應(yīng)用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)，并有較寬的適用面。    本書(shū)分為上、下兩冊(cè)。上冊(cè)內(nèi)容為力學(xué)和電磁學(xué)；下冊(cè)內(nèi)容為熱學(xué)、光學(xué)、近代物理。本書(shū)可作為普通高等學(xué)校理工科類本科生大學(xué)物理課程的教材，也可供其他讀者參考。

書(shū)籍目錄

第九章  氣體動(dòng)理論  §9.1  熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)及其描述    9.1.1  熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀描述與微觀描述    9.1.2  狀態(tài)參量  平衡態(tài)    9.1.3  熱平衡  熱力學(xué)第零定律    9.1.4  熱力學(xué)溫標(biāo)  §9.2  理想氣體物態(tài)方程  §9.3  統(tǒng)計(jì)規(guī)律性  概率    9.3.1  統(tǒng)計(jì)規(guī)律性    9.3.2  概率  概率分布函數(shù)的歸一化條件  §9.4  理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度的微觀意義    9.4.1  理想氣體的微觀模型    9.4.2  理想氣體壓強(qiáng)公式    9.4.3  理想氣體的溫度意義  §9.5  能量均分定理    9.5.1  自由度    9.5.2  能量均分定理    9.5.3  理想氣體內(nèi)能  §9.6  麥克斯韋速率分布律    9.6.1  速率分布函數(shù)    9.6.2  麥克斯韋速率分布    9.6.3  三種速率  §9.7  玻耳茲曼分布  §9.8  真實(shí)氣體    9.8.1  真實(shí)氣體的等溫線    9.8.2  范德瓦耳斯方程  §9.9  分子的平均碰撞頻率和平均自由程  §9.10  氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象    9.10.1  黏性現(xiàn)象    9.10.2  擴(kuò)散現(xiàn)象    9.10.3  熱傳導(dǎo)現(xiàn)象  習(xí)題  討論題第十章  熱力學(xué)基礎(chǔ)  §10.1  準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程  §10.2  功熱量  內(nèi)能    10.2.1  功    10.2.2  熱量    10.2.3  內(nèi)能  §10.3  熱力學(xué)第一定律  §10.4  熱容  理想氣體的典型過(guò)程    10.4.1  熱容焓    10.4.2  理想氣體的摩爾熱容  邁耶公式    10.4.3  理想氣體的典型過(guò)程  §10.5  循環(huán)過(guò)程  卡諾循環(huán)    10.5.1  循環(huán)過(guò)程    10.5.2  卡諾循環(huán)  §10.6  熱力學(xué)第二定律的表述  卡諾定理    10.6.1  可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程    10.6.2  熱力學(xué)第二定律的兩種表述    10.6.3  卡諾定理    10.6.4  熱力學(xué)第二定律的微觀意義  §10.7  熵熵增加原理    10.7.1  熱力學(xué)概率    10.7.2  玻耳茲曼熵公式和熵增加原理    10.7.3  克勞修斯熵和熵變的計(jì)算    10.7.4  熵概念的拓展  習(xí)題  討論題第十一章  振動(dòng)  §11.1  簡(jiǎn)諧振動(dòng)    11 1.1  簡(jiǎn)諧振動(dòng)的描述    11 1.2  簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成  §11.2  阻尼振動(dòng)  §11.3  受迫振動(dòng)和共振    11 3.1  受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程    11.3.2  共振  習(xí)題  討論題第十二章  波動(dòng)  §12.1  簡(jiǎn)諧波    12.1.1  機(jī)械波的形成  橫波與縱波    12.1.2  平面簡(jiǎn)諧波函數(shù)    12.1.3  波函數(shù)的物理意義    12.1.4  波動(dòng)方程    12.1.5  波動(dòng)的能量  §12.2  惠更斯原理    12.2.1  惠更斯原理    12.2.2  波的衍射  §12.3  波的疊加  波的干涉  駐波    12.3.1  波的疊加原理    12.3.2  波的干涉    12.3.3  駐波  §12.4  聲波  §12.5  平面電磁波    12.5.1  真空中的平面電磁波的一般表達(dá)式    12.5.2  電磁波的能量  能流密度  §12.6  多普勒效應(yīng)  習(xí)題  討論題第十三章  光的干涉  §13.1  光波  §13.2  相干光波的產(chǎn)生  §13.3  光程  光程差    13.3.1  光程    13.3.2  光程差與相位差的關(guān)系    13.3.3  理想透鏡物像的等光程性  §13.4  分波前干涉——楊氏干涉實(shí)驗(yàn)    13.4.1  楊氏干涉實(shí)驗(yàn)裝置    13.4.2  楊氏實(shí)驗(yàn)干涉條紋的分布    13.4.3  干涉條紋的可見(jiàn)度    13.4.4  光場(chǎng)的空間相干性    13.4.5  光場(chǎng)的時(shí)間相干性    13.4.6  其他幾種兩光束分波前干涉裝置  §13.5  分振幅干涉——薄膜干涉    13.5.1  等傾干涉    13.5.2  等厚干涉    13.5.3  薄膜干涉應(yīng)用舉例  §13.6  邁克耳孫干涉儀  §13.7  兩柬平行光的干涉    13.7.1  干涉條紋及其間距    13.7.2  空間頻率    習(xí)題    討論題第十四章  光的衍射  §14.1  光的衍射現(xiàn)象  §14.2  惠更斯－菲涅耳原理  §14.3  單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射  §14.4  夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射和光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)    14.4.1  夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射    14.4.2  光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)  §14.5  衍射光柵  §14.6  光柵光譜    14.6.1  光柵的分光原理    14.6.2  光柵的分辨本領(lǐng)  §4.7  X射線衍射  習(xí)題  討論題第十五章  光的偏振  §15.1  自然光和偏振光    15.1.1  線偏振光、自然光和部分偏振光    15.1.2  圓偏振光和橢圓偏振光  §15.2  偏振片  馬呂斯定律  §15.3  反射和折射時(shí)的偏振  §15.4  散射光的偏振    15.4.1  光的散射現(xiàn)象    15.4.2  散射引起的偏振  §15.5  雙折射現(xiàn)象    15.5.1  晶體雙折射現(xiàn)象的基本描述    15.5.2  單軸晶體中的波面  惠更斯作圖法    15.5.3  波晶片  §15.6  人為雙折射現(xiàn)象及其應(yīng)用    15.6.1  光彈效應(yīng)    15.6.2  電光效應(yīng)    習(xí)題    討論題第十六章  狹義相對(duì)論基礎(chǔ)  §16.1  愛(ài)因斯坦的假設(shè)與洛倫茲變換    16.1.1  經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀  伽利略變換    16.1.2  邁克耳孫一莫雷實(shí)驗(yàn)    16.1.3  愛(ài)因斯坦的假設(shè)    16.1.4  洛倫茲變換  §16.2  相對(duì)論時(shí)空觀    16.2.1  同時(shí)的相對(duì)性    16.2.2  長(zhǎng)度的相對(duì)性    16.2.3  時(shí)間的相對(duì)性  §16.3  相對(duì)論速度變換公式  §16.4  相對(duì)論多普勒效應(yīng)  §16.5  狹義相對(duì)論中的動(dòng)量、質(zhì)量和能量    16.5.1  狹義相對(duì)論中的動(dòng)量    16.5.2  狹義相對(duì)論中的質(zhì)量    16.5.3  狹義相對(duì)論中的能量    16.5.4  狹義相對(duì)論中的能量和動(dòng)量的關(guān)系  習(xí)題第十七章  量子物理基礎(chǔ)  §17.1  量子概念的提出    17.1.1  普朗克的能量子假設(shè)    17.1.2  光電效應(yīng)    17.1.3  康普頓散射  §17.2  玻爾的氫原子模型    17.2.1  氫原子光譜  里德伯方程    17.2.2  盧瑟福的原子行星模型    17.2.3  玻爾的氫原子理論  §17.3  物質(zhì)波  波粒二象性    17.3.1  光的波粒二象性    17.3.2  物質(zhì)波    17.3.3  波粒二象性的統(tǒng)計(jì)解釋  概率波    17.3.4  不確定性原理  §17.4  薛定諤方程    17.4.1  方程的提出    17.4.2  一維方勢(shì)阱    17.4.3  勢(shì)壘和隧道效應(yīng)  §17.5  激光    17.5.1  受激吸收  自發(fā)輻射  受激輻射    17.5.2  激光的原理    17.5.3  激光器  §17.6  半導(dǎo)體    17.6.1  半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)    17.6.2  能帶的基本概念    17.6.3  導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)    17.6.4  本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體和pn結(jié)    習(xí)題習(xí)題答案中英文名詞對(duì)照表

章節(jié)摘錄

插圖：二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電效應(yīng)是赫茲（H.Hertz，1857-1894）在1888年首先發(fā)現(xiàn)的，但對(duì)其機(jī)制不清楚。直到19世紀(jì)末，電子被發(fā)現(xiàn)后，人們才認(rèn)識(shí)到這是大量電子在光照下逸出金屬表面的現(xiàn)象。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法用經(jīng)典物理來(lái)解釋。后來(lái)采用愛(ài)因斯坦的光量子概念得以完滿解釋。光電效應(yīng)的現(xiàn)象是：當(dāng)光照在金屬表面時(shí)，金屬表面會(huì)放出電子，稱為光電子，如圖17.1-4所示。陰極P和陽(yáng)極C被放在抽成高真空的玻璃管中，稱為光電管GD。兩個(gè)電極以一個(gè)電流計(jì)和電源連接在一起。當(dāng)光電管處于黑暗情況下，電流計(jì)示數(shù)為零。當(dāng)有足夠高頻率的光通過(guò)窗口W射到P板上時(shí)，電流計(jì)顯示電路中有電流通過(guò)，稱為光電流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納如下：（1）飽和電流一定強(qiáng)度的單色光照射陰極金屬板P，有光電子逸出金屬表面。在PC間加正向電壓使光電子加速向陽(yáng)極c運(yùn)動(dòng)，從而在回路中形成光電流。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，加速電壓u=u-u愈大，光電流越大；但是當(dāng)加速電壓增加到一定量值時(shí)，光電流將趨于穩(wěn)定，達(dá)到飽和值l；如果照射光的頻率保持不變，增加照射光的強(qiáng)度，其飽和電流增大，說(shuō)明從P極板逸出的光電子數(shù)增加了。

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《大學(xué)物理學(xué)(下冊(cè))》是由高等教育出版社出版的。

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