大學(xué)物理學(xué)（上冊(cè)）

前言

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式以及相互作用規(guī)律的科學(xué)，是人類探索自然奧秘的過(guò)程中形成的學(xué)科。物理學(xué)最初是從對(duì)力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究發(fā)展起來(lái)的，后來(lái)又研究熱現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象、光現(xiàn)象以及輻射的規(guī)律。到19世紀(jì)末，物理學(xué)已經(jīng)形成了一個(gè)完整的體系，被稱為經(jīng)典物理學(xué)。在20世紀(jì)初的30年里，物理學(xué)經(jīng)歷了一場(chǎng)偉大的革命——相對(duì)論和量子力學(xué)誕生了，從此產(chǎn)生了近代物理學(xué)。相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大理論支柱，直接促進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。超大規(guī)模的集成電路、人工設(shè)計(jì)的新型材料、激光技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、低溫與超導(dǎo)、新能源的開發(fā)和應(yīng)用等，究其根源，無(wú)不以現(xiàn)代物理學(xué)基本原理為基礎(chǔ)。以經(jīng)典物理學(xué)、近代和現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)為主要內(nèi)容的大學(xué)物理課程，是高等院校非物理專業(yè)學(xué)生的一門重要的學(xué)習(xí)課程。該課程在學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)、科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)中起著重要的作用。隨著時(shí)代的發(fā)展，年輕人的興趣和志向更加多元化，我國(guó)高等教育的大眾化的步伐，使得人才培養(yǎng)模式發(fā)生了重大變化。因此作者和教師的任務(wù)就是探索如何在新形勢(shì)下，教好大學(xué)物理這門課，以適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)高素質(zhì)人才的科學(xué)素質(zhì)的需要。本書就是為了滿足培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才的高等學(xué)校對(duì)大學(xué)物理課程改革發(fā)展和實(shí)際教學(xué)的要求而編寫的。以下幾點(diǎn)是本書編寫的主要思路與特點(diǎn)。（1） 提高全民族科學(xué)文化素質(zhì)，培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的技術(shù)應(yīng)用型人才，是技術(shù)應(yīng)用型人才教育的價(jià)值取向。在這樣的教育思想指導(dǎo)下，以“基本要求”中的核心內(nèi)容構(gòu)成本書的基本框架，同時(shí)選取少量的拓展內(nèi)容作為知識(shí)的擴(kuò)展和延伸，所有拓展內(nèi)容均冠以“*”號(hào)，刪去它們并不影響全書的系統(tǒng)性和連貫性。并且選取了一定數(shù)量的與教材內(nèi)容相配合的原理應(yīng)用的內(nèi)容和閱讀材料，以便使學(xué)生了解物理學(xué)的基礎(chǔ)性、前瞻性，以及物理學(xué)與人們生活的密切相關(guān)性，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性，拓寬視野和創(chuàng)新意識(shí)。(2) 在內(nèi)容選取上，一方面，盡可能地從現(xiàn)代物理學(xué)的認(rèn)識(shí)高度，自上而下審視經(jīng)典物理學(xué)內(nèi)容； 另一方面，現(xiàn)代物理學(xué)內(nèi)容較抽象，涉及的數(shù)學(xué)深?yuàn)W、復(fù)雜，對(duì)于低年級(jí)非物理專業(yè)學(xué)生實(shí)施教學(xué)有一定的難度，因此在處理這部分內(nèi)容時(shí)，可采用普通物理學(xué)的教學(xué)方法。本書在注重物理概念準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，盡可能避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推證，采用圖形圖像，在物理概念、物理規(guī)律的闡述上力求運(yùn)用辯證唯物主義觀點(diǎn)，做到由淺入深、由易到難、由具體到抽象、由特殊到一般。文字流暢、通俗易懂、便于自學(xué)。（3） 本書在內(nèi)容銜接上，避免了與中學(xué)物理內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)，而是在中學(xué)物理的基礎(chǔ)上深入提高，并增加了許多高等工科大學(xué)應(yīng)有的物理內(nèi)容?？紤]到不同地區(qū)、不同專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的情況，并且考慮了中學(xué)物理課程改革對(duì)大學(xué)物理課程教學(xué)可能帶來(lái)的影響，適度地降低了部分內(nèi)容的起點(diǎn)，希望能較好地與中學(xué)物理基礎(chǔ)相銜接。

內(nèi)容概要

本書參照了教育部物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制訂的《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，涵蓋了基本要求中的核心內(nèi)容。在內(nèi)容選取上采用壓縮經(jīng)典，簡(jiǎn)化近代；削枝強(qiáng)干，突出重點(diǎn)；簡(jiǎn)約理論論證，適度增加應(yīng)用等方法，以適應(yīng)不同院校和專業(yè)對(duì)大學(xué)物理的要求。同時(shí)考慮到技術(shù)應(yīng)用型院校的特點(diǎn)和實(shí)際情況，在保證必要的基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，適度降低了例題和習(xí)題的難度?！　∪珪稚稀⑾聝蓛?cè)。上冊(cè)內(nèi)容包括力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波和熱學(xué)。下冊(cè)包括電磁學(xué)、光學(xué)、狹義相對(duì)論和量子物理?！　”緯勺鳛榧夹g(shù)應(yīng)用型高等院校工科類各專業(yè)大學(xué)物理課程的教材，可作為非物理專業(yè)大學(xué)物理課程的教材或參考書，也可供文理科相關(guān)專業(yè)選用和社會(huì)讀者閱讀。

書籍目錄

第1章　質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)　1.1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述　　1.1.1 參考系質(zhì)點(diǎn)　　1.1.2 位置矢量運(yùn)動(dòng)方程位移和路程　　1.1.3 速度　　1.1.4 加速度　原理應(yīng)用　洲際導(dǎo)彈及其射程　1.2 圓周運(yùn)動(dòng)及其描述　　1.2.1 勻速率圓周運(yùn)動(dòng)　　1.2.2 變速圓周運(yùn)動(dòng)　　1.2.3 圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述　1.3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)　原理應(yīng)用全球定位系統(tǒng)和應(yīng)用　內(nèi)容提要　習(xí)題第2章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律　2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律　　2.1.1 牛頓第一定律　　2.1.2 牛頓第二定律　　2.1.3 牛頓第三定律　2.2 幾種常見(jiàn)的力　　2.2.1 萬(wàn)有引力重力　　2.2.2 彈性力　　2.2.3 摩擦力　2.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用　原理應(yīng)用同步衛(wèi)星的發(fā)射　內(nèi)容提要　習(xí)題第3章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律　3.1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理　　3.1.1 沖量質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理　　3.1.2 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理　3.2 動(dòng)量守恒定律　3.3 功動(dòng)能定理　　3.3.1 功　　3.3.2 功率　　3.3.3 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理　3.4 保守力與非保守力勢(shì)能　　3.4.1 保守力做功　　3.4.2 保守力和非保守力　　3.4.3 勢(shì)能　3.5 功能原理機(jī)械能守恒定律　　3.5.1 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理　　3.5.2 質(zhì)點(diǎn)系的功能原理　　3.5.3 機(jī)械能守恒定律　3.6 碰撞　原理應(yīng)用應(yīng)用力學(xué)模型和規(guī)律分析“哥倫比亞”號(hào)失事的原因　內(nèi)容提要　習(xí)題第4章 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)第5章 機(jī)械振動(dòng)第6章 機(jī)械波第7章 氣體動(dòng)理論第8章 熱力學(xué)基礎(chǔ)附錄A　矢量　A.1 標(biāo)量和矢量　A.2 矢量合成的幾何法　A.3 矢量合成的解析法　A.4 矢量的標(biāo)積和矢積附錄B　我國(guó)法定計(jì)量單位和國(guó)際單位制(SI)單位　B.1 國(guó)際單位制的基本單位　B.2 國(guó)際單位制的輔助單位　B.3 國(guó)際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位　B.4 我國(guó)選定的非國(guó)際單位制單位附錄C　空氣、水、地球、太陽(yáng)系的一些常用數(shù)據(jù)附錄D　力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波和熱學(xué)的量和單位附錄E　一些基本物理常數(shù)附錄F　部分常用數(shù)學(xué)公式　F.1 級(jí)數(shù)公式　F.2 三角函數(shù)公式　F.3 導(dǎo)數(shù)公式　F.4 積分公式習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)我們把在給定范圍內(nèi)由大量微觀粒子所組成的宏觀物體稱為熱力學(xué)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)），而把能夠與所研究的熱力學(xué)系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體稱為系統(tǒng)的外界（簡(jiǎn)稱外界）。在容器中裝入一定量的氣體，如果熱力學(xué)系統(tǒng)與外界不交換任何能量（做功和傳遞能量）和物質(zhì)，系統(tǒng)內(nèi)部也沒(méi)有任何形式的能量交換（如由化學(xué)變化或原子核反應(yīng)等引起的能量轉(zhuǎn)換），在經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后，此系統(tǒng)整體的宏觀性質(zhì)將不隨時(shí)間而變化，且具有確定狀態(tài)，熱力學(xué)系統(tǒng)所處的這種狀態(tài)為平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱平衡態(tài)。系統(tǒng)處于平衡時(shí)的另一特征，表現(xiàn)為系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有宏觀的粒子流和能量流。從微觀上看，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，組成系統(tǒng)的微觀粒子仍處于不停的無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)之中，只是它們的統(tǒng)計(jì)平均效果不隨時(shí)間變化，因此熱力學(xué)平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，稱為熱動(dòng)平衡。2.氣體的狀態(tài)參量在力學(xué)中研究質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們用位矢和速度（動(dòng)量）來(lái)描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而在討論有大量作熱運(yùn)動(dòng)的分子構(gòu)成的氣體的狀態(tài)時(shí)，位矢和速度（動(dòng)量）只能用來(lái)描述分子的微觀狀態(tài)。為了研究整個(gè)氣體的宏觀狀態(tài)，對(duì)一定量（即質(zhì)量m一定）的氣體，當(dāng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，可以用壓強(qiáng)p、體積V以及溫度T這三個(gè)宏觀物理量來(lái)描述其狀態(tài)，這就是氣體的狀態(tài)參量

編輯推薦

《大學(xué)物理學(xué)(上冊(cè))》由清華大學(xué)出版社出版。

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