基礎(chǔ)物理學(xué)-上冊

內(nèi)容概要

　　《基礎(chǔ)物理學(xué)：上冊（第2版）》第一版是教育部“面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革研究項目——理科非物理類專業(yè)基礎(chǔ)物理內(nèi)容和課程體系研究”的成果，是面向21世紀(jì)課程教材。經(jīng)過多年教學(xué)實踐的檢驗，被列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，并作了全面的修訂?！　”緯隗w系和內(nèi)容方面進行了改革，全書不僅將近代物理的基礎(chǔ)理論適當(dāng)提前至E冊．使得在課程的較多部分運用近代物理的概念和方法進行闡釋，而且在經(jīng)典物理的各個部分，結(jié)合近代物理的概念、理論和思想方法，介紹了經(jīng)典物理在前沿學(xué)科和高新科學(xué)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，既體現(xiàn)r經(jīng)典物理內(nèi)容的現(xiàn)代化，文切實有效地加強了基礎(chǔ)，同時又注意適應(yīng)現(xiàn)代社會和學(xué)科發(fā)展的要求?！　”緯蟽灾饕獌?nèi)容為質(zhì)點運動與牛頓定律、狹義相對論的時空觀、守恒定律（一）、守恒定律（二）、彈性體與流體、振動、波、波粒二象性、薛定諤方程、原子結(jié)構(gòu)等10章。下冊主要內(nèi)容為靜電場、磁場、電磁感應(yīng)和電磁場、交流電、電磁波、光通過各向同性介質(zhì)及其邊界時的傳播、干涉和衍射、光徑各向異性介質(zhì)中的傳播、氣體分子動理論、熱力學(xué)、物態(tài)與相等11章。本刪為上冊?！　”緯勺鳛楦叩茸中７俏锢眍悓I(yè)基礎(chǔ)物理課程的教材，也可供其他專業(yè)的師生及科技人員參考。

書籍目錄

緒論 1物理學(xué)研究的對象 一、物質(zhì)與運動 二、自然界物質(zhì)的層次結(jié)構(gòu) 三、物質(zhì)問的基本相互作用 2物理學(xué)發(fā)展簡史 一、物理學(xué)的萌芽 二、經(jīng)典物理學(xué)的建立和完善 三、近代物理的產(chǎn)生和發(fā)展 3物理學(xué)對社會進步和科技發(fā)展的作用 第一章質(zhì)點的運動與牛頓定律 1.1質(zhì)點和質(zhì)點的運動 一、質(zhì)點 二、長度和時間的測量基準(zhǔn) 三、參考系和坐標(biāo)系 四、位矢 五、位移 六、速度 七、加速度 八、速度、加速度的分量式（一） 九、角速度 十、速度、加速度的分量式（二） 十一、相對運動 十二、例題 1.2牛頓運動定律 一、牛頓運動定律 二、慣性運動和加速運動 三、慣性參考系 四、質(zhì)量和力 五、作用和反作用 六、幾種常見的力 七、慣性力 八、量綱 九、例題 1.3伽利略相對性原理 思考題 習(xí)題 第二章狹義相對論的時空概念 2.1愛因斯坦的基本假設(shè) 一、牛頓力學(xué)的時空性質(zhì) 二、愛因斯坦的基本假設(shè)和洛倫茲變換 2.2洛倫茲變換和相對論時空性質(zhì) 一、同時的相對性 二、長度的收縮 三、時間的延緩 四、速度變換 五、四維時空 六、例題 思考題 習(xí)題 第三章守恒定律（一） 3.1動量和動量守恒 一、動量和動量定理 二、一對質(zhì)點的動量守恒 三、質(zhì)點系 四、質(zhì)心 五、例題 3.2功與能機械能守恒 一、功 二、動能 三、勢能和保守力 四、幾種保守力和非保守力 五、質(zhì)點系的勢能 六、機械能和機械能守恒 七、勢能曲線 3.3粒子碰撞守恒定律應(yīng)用舉例 一、彈性正碰和斜碰 二、反應(yīng) 三、質(zhì)心參考系 四、守恒定律應(yīng)用舉例 3.4相對論的質(zhì)量、動量和能量 一、相對論的動量一速度關(guān)系 二、相對論的質(zhì)量一能量關(guān)系 三、例題 思考題 習(xí)題 第四章守恒定律（二） 4.1角動量和角動量守恒 一、力矩 二、角動量定理 三、角動量守恒 4.2行星運動 一、用有效勢能解行星運動問題 二、約化質(zhì)量 三、例題 4.3盧瑟福α粒子散射 一、兩種原子模型 二、α粒子的散射過程 4.4剛體運動 一、剛體的運動 二、剛體的動力學(xué) 三、例題 4.5守恒與對稱 思考題 習(xí)題 第五章彈性體和流體 5.1固體的彈性 一、彈性體與流體 二、應(yīng)力和應(yīng)變 三、應(yīng)力一應(yīng)變曲線 5.2流體的運動 一、流體運動的描述 二、連續(xù)性方程 三、伯努利方程 四、實際流體 五、例題 思考題 習(xí)題 第六章振動 6.1簡諧振動 一、彈簧振子 二、簡諧振動的特征量 三、簡諧振動的其他表示法 四、簡諧振動的能量 五、線性諧振子 六、幾個例子 七、簡諧振動的一般特征 八、微振動 九、例題 6.2振動的合成和分解 一、同方向同頻率的簡諧振動的合成 二、同方向不同頻率的兩個簡諧振動的合成 三、兩個相互垂直的同頻率的簡諧振動的合成 四、兩個相互垂直的不同頻率的簡諧振動的合成李薩如圖形 五、振動的分解 6.3阻尼振動 一、阻尼振動方程 二、阻尼振動方程的解 三、品質(zhì)因數(shù) 6.4受迫振動 一、受迫振動方程 二、穩(wěn)態(tài)解的振幅、相位與驅(qū)動力頻率的關(guān)系共振 三、共振峰的銳度 四、隔振 思考題 習(xí)題 第七章波 7.1機械波 7.2簡諧波 一、簡諧波 二、波長、頻率和波速 三、波的幾何描述 四、簡諧波的數(shù)學(xué)表示 五、波矢和三維空間簡諧波的數(shù)學(xué)表示 六、例題 7.3波的產(chǎn)生和傳播 一、波動方程 二、波速 三、波的能量 四、能流密度 五、地震震級和烈度 7.4聲波與電磁波 一、聲波 二、電磁波 三、例題 7.5惠更斯原理波的衍射、反射和折射 一、惠更斯原理 二、波的衍射 三、波的反射和折射定律 7.6波的疊加駐波 一、波的疊加原理 二、駐波 三、簡正模式 四、例題 7.7波包 一、相速度和群速度 二、波包 三、色散 四、孤波 7.8多普勒效應(yīng) 一、聲音的多普勒效應(yīng) 二、光的多普勒效應(yīng) 三、哈勃關(guān)系 四、例題 思考題 習(xí)題 第八章波粒二象性 8.1黑體輻射與能量量子化 8.2光的粒子性 一、光電效應(yīng) 二、康普頓效應(yīng) 三、電磁輻射具有粒子性的其他著名實驗 四、例題 8.3實物粒子的波動性 一、德布羅意假設(shè) 二、物質(zhì)波的實驗驗證 三、粒子波動性的應(yīng)用 四、例題 8.4波函數(shù)的統(tǒng)計解釋 一、概率的一些基本概念 二、物質(zhì)波的概率解釋 三、電子和光子的雙縫衍射 8.5不確定關(guān)系 一、不確定關(guān)系 二、例題 思考題 習(xí)題 第九章薛定諤方程 9.1薛定諤方程 一、波函數(shù)的一些性質(zhì) 二、自由粒子的波豳數(shù) 三、態(tài)疊加原理 四、薛定諤方程 9.2定態(tài)薛定諤方程 一、定態(tài)薛定諤方程 二、本征方程和本征值 三、本征函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件 四、定態(tài)波函數(shù)的一些性質(zhì) 9.3一維無限深勢阱 一、薛定諤方程 二、能級 三、波函數(shù) 四、宇稱 五、例題 9.4一維線性諧振子 一、經(jīng)典的一維諧振子 二、量子力學(xué)的一維線性諧振子 三、諧振子的能量 四、波函數(shù)和概率密度 9.5勢壘貫穿與隧道效應(yīng) 一、經(jīng)典力學(xué)中的勢壘問題 二、一維方勢壘的薛定諤方程 三、波函數(shù)和概率密度函數(shù) 四、隧道效應(yīng)應(yīng)用舉例 思考題 習(xí)題 第十章原子結(jié)構(gòu) 10.1氫原子光譜和玻爾模型 一、原子的核型結(jié)構(gòu) 二、氫原子光譜 三、玻爾模型的量子理論 四、玻爾的氫原子模型和量子化 五、氫原子量子化條件和圓運動參量 六、例題 10.2粒子在中心勢場中的運動 一、薛定諤方程 二、角動量算符￡和￡的本征值和本征函數(shù) 10.3氫原子的能級 一、薛定諤方程 二、定態(tài)波函數(shù) 三、能級和簡并 四、概率密度和概率分布函數(shù) 五、類氫離子的能級 六、能級躍遷及選擇定則 10.4磁場中的原子 一、軌道磁矩 二、塞曼效應(yīng) 三、施特恩—格拉赫實驗 10.5電子自旋 一、譜線的精細結(jié)構(gòu) 二、電子自旋 三、自旋角動量算符的本征函數(shù) 四、氫原子的定態(tài)波函數(shù) 五、自旋和軌道磁矩之間的相互作用 六、原子的總角動量 七、磁共振 10.6原子殼層結(jié)構(gòu)與元素周期表 一、單電子近似 二、元素周期律與原子殼層結(jié)構(gòu) 三、各個元素的原子殼層結(jié)構(gòu)——元素周期表 四、泡利不相容原理的說明 10.7分子 一、化學(xué)鍵 二、分子能級和分子光譜 思考題 習(xí)題 附錄 基本物理常量 一些常用單位的換算因子

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   一、牛頓運動定律 牛頓三定律是質(zhì)點動力學(xué)的基本定律。對于那些不能看作質(zhì)點的一般物體，也都可以把它們看作由許多個質(zhì)點組成的系統(tǒng)。所以牛頓定律也是研究一般物體動力學(xué)問題的基礎(chǔ)。 牛頓和伽利略、笛卡兒、惠更斯等都以觀察和實驗為依據(jù)，同時采用理論分析，研究了動力學(xué)的基本規(guī)律。牛頓做了集大成的工作，總結(jié)成了三定律。牛頓特別重視"力"的概念。三定律與他所研究的引力定律一起，構(gòu)成了他的理論體系的框架，在廣闊的范圍內(nèi)得到成功的應(yīng)用。直到20世紀(jì)初才在高速領(lǐng)域和微觀領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)它的局限性。 牛頓三定律的基本內(nèi)容可以表述如下： 第一定律：任何物體都將保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，直到其他物體施加于它的作用力迫使它改變這種狀態(tài)。 第二定律：物體在受到外力作用時，所獲得的加速度的大小與合外力的大小成正比，并與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。 第三定律：任何兩個物體之間的相互作用力，必定大小相等，方向相反，沿著同一直線，分別作用在這兩個物體上。 下面略述幾點與上述內(nèi)容有關(guān)的概念。 二、慣性運動和加速運動 牛頓定律把物體的運動區(qū)分為兩類：一類包括靜止的狀態(tài)和勻速直線運動的狀態(tài)。另一類是有加速度的運動狀態(tài)。靜止和勻速直線運動是物體自然的運動狀態(tài)，物體自身具有使它的運動狀態(tài)保持不變的屬性，這一屬性就是物體的慣性。這種因慣性而保持不變的運動狀態(tài)也就稱為慣性運動狀態(tài)。但是物體周圍還有其他物體存在，物體與周圍其他物體相互作用，使它受到其他物體施加于它的力。力的作用迫使物體改變原有的運動狀態(tài)而獲得加速度。作用于物體的力是改變物體原有運動狀態(tài)而進入加速運動狀態(tài)的因素。 三、慣性參考系 在三定律的上述表述中，力和慣性顯示突出的作用。其中還隱含著一個重要的概念沒有明顯表達出，這就是"慣性參考系。" 物體是作慣性運動還是作加速運動，取決于它是否從外界受到力的作用?？墒菑倪\動學(xué)我們知道，物體的運動狀態(tài)是與描述運動的參考系相關(guān)聯(lián)的。選取兩個相對作加速運動的參考系S和S＇來看，設(shè)有一物體A對于S沒有加速度，那么，它對于S＇就必定有加速度。

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