大學(xué)物理（下）

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理學(xué)(第2版)(套裝上下冊(cè))》依據(jù)教育部頒布的“非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理教學(xué)基本要求”并結(jié)合編者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫而成，2008年被列入普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。 全書分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)內(nèi)容有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)、狹義相對(duì)論、靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)；下冊(cè)內(nèi)容包括振動(dòng)、波動(dòng)、波動(dòng)光學(xué)、氣體動(dòng)理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)、量子力學(xué)基礎(chǔ)、原子核和基本核子簡(jiǎn)介。此外，為開闊學(xué)生的視野，書中選編了若干篇閱讀材料，內(nèi)容涉及物理學(xué)研究前沿、物理學(xué)最新研究成果及物理學(xué)應(yīng)用等方面的知識(shí)?？紤]到非物理專業(yè)的實(shí)際情況，全書著重于物理學(xué)基本概念、基本知識(shí)及思維方式介紹，盡量避免一些繁瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算，盡量使用通俗化的語言。書中插圖由專業(yè)人員利用最新計(jì)算機(jī)軟件繪制而成，表達(dá)準(zhǔn)確、圖像精美，因而可讀性強(qiáng)。 為方便教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)，本套教材還配有學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和電子教案。指導(dǎo)書針對(duì)學(xué)習(xí)大學(xué)物理的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，作出了更為詳盡的闡述，并選編了相當(dāng)數(shù)量的例題和自測(cè)題；電子教案融入了大量的動(dòng)畫和素材，使教學(xué)過程變得更為生動(dòng)、有趣。 《大學(xué)物理學(xué)(第2版)(套裝上下冊(cè))》可作為高等學(xué)校非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教材。

書籍目錄

緒 論.第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 1.1 時(shí)間、空間與量綱 1.2 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 1.2.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 坐標(biāo)系 1.2.2 位置矢量與運(yùn)動(dòng)方程 1.2.3 位移與路程 1.2.4 速度 1.2.5 加速度 1.3 圓周運(yùn)動(dòng) 切向加速度和法向加速度 1.4 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 本章提要 閱讀材料(一) 思考題 習(xí)題 第2章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 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 2.1.4 牛頓定律的應(yīng)用 2.2 慣性系與非慣性系力學(xué) 2.2.1 慣性系與非慣性系 2.2.2 慣性力 2.2.3 科里奧利力 2.3 沖量 動(dòng)量守恒定律 2.3.1 沖量 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理 2.3.2 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理 2.3.3 動(dòng)量守恒定律 2.4 功和能 機(jī)械能守恒定律 2.4.1 功 功率 2.4.2 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理 2.4.3 質(zhì)點(diǎn)系的功能原理 2.4.4 機(jī)械能守恒定律與能量守恒定律 本章提要 閱讀材料(二) 思考題 習(xí)題 第3章 剛體的轉(zhuǎn)動(dòng) 3.1 剛體運(yùn)動(dòng)的描述 3.1.1 平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 3.1.2 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角量描述 3.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 3.2.1 力矩 3.2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)定律 3.2.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 3.2.4 轉(zhuǎn)動(dòng)定律應(yīng)用舉例 3.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的功和能 3.3.1 力矩的功 3.3.2 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能 3.3.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理 3.3.4 剛體的重力勢(shì)能 3.4 角動(dòng)量定理 角動(dòng)量守恒定律 3.4.1 質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量 3.4.2 剛體對(duì)定軸的角動(dòng)量 3.4.3 剛體的角動(dòng)量定理 3.4.4 角動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用 3.5 碰 撞 *3.6 剛體的進(jìn)動(dòng) 本章提要 閱讀材料(三) 思考題 習(xí)題 第4章 狹義相對(duì)論 4.1 愛因斯坦基本假設(shè) 4.1.1 力學(xué)相對(duì)性原理和伽俐略變換 4.1.2 狹義相對(duì)論產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和歷史條件 4.1.3 愛因斯坦基本假設(shè)(狹義相對(duì)論基本原理) 4.2 洛倫茲變換 4.2.1 洛倫茲坐標(biāo)變換 4.2.2 洛倫茲速度變換 4.3 狹義相對(duì)論時(shí)空觀 4.3.1 “同時(shí)性”的相對(duì)性 4.3.2 時(shí)間膨脹 4.3.3 長(zhǎng)度收縮 4.3.4 因果關(guān)系的絕對(duì)性 4.4 相對(duì)論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 4.4.1 相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系 4.4.2 相對(duì)論動(dòng)力學(xué)的基本方程 4.4.3 相對(duì)論動(dòng)能 4.4.4 靜能、總能和質(zhì)能關(guān)系.. 4.4.5 能量和動(dòng)量的關(guān)系 本章提要 閱讀材料(四) 思考題 習(xí)題 第5章 靜電場(chǎng) 5.1 電場(chǎng)強(qiáng)度 5.1.1 電荷及其性質(zhì) 5.、1.2 庫(kù)侖定律 5.1.3 電場(chǎng)強(qiáng)度 5.1.4 帶電體在外電場(chǎng)中所受的作用 5.2 靜電場(chǎng)中的高斯定理 5.2.1 電通量 5.2.2 靜電場(chǎng)中的高斯定理 5.3 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 電勢(shì) 5.3.1 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 5.3.2 電勢(shì)和電勢(shì)差 5.3.3 等勢(shì)面 電勢(shì)梯度 5.4 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 5.4.1 導(dǎo)體的靜電平衡 5.4.2 有導(dǎo)體存在時(shí)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的計(jì)算 5.4.3 靜電的應(yīng)用 5.5 靜電場(chǎng)中的介質(zhì) 5.5.1 電介質(zhì)的極化 5.5.2 電介質(zhì)中的電場(chǎng) 5.5.3 電位移矢量 電介質(zhì)中的高斯定理 5.6 靜電場(chǎng)的能量 5.6.1 電容和電容器 5.6.2 電容器的儲(chǔ)能 5.6.3 靜電場(chǎng)的能量 5.6.4 電荷系統(tǒng)的靜電能 本章提要 閱讀材料(五) 思考題 習(xí)題 第6章 穩(wěn)恒磁場(chǎng) 6.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度 6.1.1 磁現(xiàn)象 磁場(chǎng) 6.1.2 電流和電流密度 6.1.3 磁感應(yīng)強(qiáng)度 5 6.2 磁場(chǎng)中的高斯定理 6.2.1 磁感應(yīng)線 6.2.2 磁通量 6.2.3 磁場(chǎng)中的高斯定理 5 6.3 畢奧一薩伐爾定律及其應(yīng)用 6.3.1 穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng) 6.3.2 運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng) 6.3.3 載流線圈的磁矩 6.3.4 畢奧一薩伐爾定律的應(yīng)用 5 6.4 磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理 6.4.1 安培環(huán)路定理 6.4.2 安培環(huán)路定理的應(yīng)用 6.5 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和載流導(dǎo)線的作用 6.5.1 洛倫茲力 6.5.2 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 6.5.3 霍耳效應(yīng) 6.5.4 洛倫茲力在科學(xué)與工程技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例 6.5.5 安培力 6.6 磁力的功 6.6.1 磁力對(duì)載流導(dǎo)線做功 6.6.2 磁力矩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)載流線圈做功 6.7 磁介質(zhì) 6.7.1 磁介質(zhì)的分類 6.7.2 順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)的磁化 6.7.3 磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 6.7.4 鐵磁質(zhì) 本章提要 閱讀材料(六) 思考題 習(xí)題 第7章 電磁感應(yīng) 電磁場(chǎng) 7.1 電磁感應(yīng)的基本定律 7.1.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 7.1.2 法拉第電磁感應(yīng)定律 7.2 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 7.2.1 電源 電動(dòng)勢(shì) 7.2.2 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 7.3 感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng) 7.3.1 感生電動(dòng)勢(shì) 渦旋電場(chǎng) 7.3.2 電子感應(yīng)加速器 7.3.3 渦電流 7.4 自感應(yīng) 互感應(yīng) 7.4.1 自感 7.4.2 互感 7.5 磁場(chǎng)的能量 7.5.1 自感磁能 7.5.2 互感磁能 7.5.3 磁場(chǎng)能量 7.6 位移電流和全電流定律 7.6.1 位移電流 7.6.2 全電流定律 7.7 麥克斯韋方程組 本章提要 閱讀材料(七) 思考題 習(xí)題 附錄ⅰ 國(guó)際單位制(si) 附錄ⅱ 常用基本物理常量表 附錄ⅲ 物理量的名稱、符號(hào)和單位(si)一覽表 附錄ⅳ 空氣、水、地球、太陽系一些常用數(shù)據(jù) 附錄ⅴ 歷年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者 習(xí)題答案第8章 振 動(dòng)8.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng) 8.1.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的方程、速度和加速度 8.1.2 描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征量 8.1.3 旋轉(zhuǎn)矢量法 8.1.4 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的實(shí)例 8.1.5 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量 8.2 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 8.2.1 兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 8.2.2 兩個(gè)同方向不同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 8.2.3 相互垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 8.3 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng) 共振 8.3.1 阻尼振動(dòng) 8.3.2 受迫振動(dòng) 共振 8.4 振動(dòng)的分解 8.5 非線性振動(dòng)簡(jiǎn)介 本章提要 閱讀材料(八) 思考題 習(xí)題 第9章 波 動(dòng) 9.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 9.1.1 機(jī)械波的形成 9.1.2 描述波動(dòng)的物理量 9.2 平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程 9.3 波的能量 9.3.1 波的能量和能量密度 9.3.2 波的能流和能流密度 9.3.3 球面波 波的吸收 9.4 波的衍射 干涉 9.4.1 惠更斯原理 波的衍射 9.4.2 波的疊加原理 波的干涉 9.5 駐 波 9.5.1 駐波的形成 9.5.2 駐波的波動(dòng)方程 9.5.3 半波損失 9.5.4 弦線振動(dòng)的簡(jiǎn)正模式 9.6 多普勒效應(yīng) 5 9.7 電磁波 9.7.1 電磁波的波動(dòng)方程 9.7.2 電磁波的輻射 9.7.3 平面電磁波的傳播 9.7.4 電磁波譜 9.7.5 電磁波的能量和動(dòng)量 9.7.6 電磁波的動(dòng)量 9.8 非線性波簡(jiǎn)介 本章提要 閱讀材料(九) 思考題 習(xí)題 第10章 光 學(xué) 10.1 光的相干性 10.1.1 光源 10.1.2 光的相干性 10.1.3 光程 光程差 5 10.2 分波面干涉 10.2.1 楊氏雙縫干涉 10.2.2 菲涅耳雙面鏡 勞埃德鏡 5 10.3 分振幅干涉 10.3.1 薄膜干涉 10.3.2 薄膜的等厚干涉 10.3.3 薄膜的等傾干涉 10.3。4 邁克耳孫干涉儀 10.4 光的衍射 10.4.1 光的衍射現(xiàn)象及其分類 10.4.2 惠更斯一菲涅耳原理 10.4.3 單縫衍射 10.4.4 圓孔夫瑯禾費(fèi)衍射 10.4.5 光學(xué)儀器的分辨能力 10.5 光 柵 10.5.1 光柵衍射現(xiàn)象 10.5.2 光柵衍射規(guī)律 10.5.3 光柵光譜 10.6 x射線衍射 10.7 光的偏振 10.7.1 自然光 偏振光 10.7.2 偏振片的起偏與檢偏 10.7.3 馬呂斯定律 10.7.4 反射和折射光的偏振 10.7.5 晶體的雙折射 10.8 偏振光的干涉 人為雙折射 旋光現(xiàn)象 10.8.1 偏振光的干涉 10.8.2 人為雙折射 10.8.3 旋光現(xiàn)象  10.9 現(xiàn)代光學(xué)簡(jiǎn)介 10.9.1 全息技術(shù) 10.9.2 非線性光學(xué)簡(jiǎn)介.. 10.9.3 光纖技術(shù) 本章提要 閱讀材料(十) 思考題 習(xí)題 第11章 氣體動(dòng)理論 11.1 平衡態(tài) 溫度 理想氣體狀態(tài)方程 11.1.1 平衡態(tài) 11.1.2 溫度 11.1.3 理想氣體狀態(tài)方程 11.1.4 統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本概念 11.2 理想氣體的壓強(qiáng) 11.2.1 理想氣體的微觀模型 平衡狀態(tài)氣體的統(tǒng)計(jì)假設(shè) 11.2.2 理想氣體壓強(qiáng)公式及其統(tǒng)計(jì)意義 11.3 溫度的微觀本質(zhì) 11.3.1 溫度的微觀解釋 11.3.2 方均根速率 11.4 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 11.4.1 分子的自由度 11.4.2 能量均分定理 11.4.3 理想氣體的內(nèi)能 11.5 麥克斯韋速率分布 11.5.1 麥克斯韋速率分布律 11.5.2 三個(gè)統(tǒng)計(jì)速率 11.6 玻耳茲曼分布 11.7 氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程 11.8 氣體內(nèi)的輸運(yùn)過程 11.8.1 內(nèi)摩擦現(xiàn)象(粘滯現(xiàn)象) 11.8.2 熱傳導(dǎo)現(xiàn)象 11.8.3 擴(kuò)散現(xiàn)象” 本章提要 閱讀材料(十一) 思考題 習(xí)題 第12章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 12.1 準(zhǔn)靜態(tài)過程 12.1.1 準(zhǔn)靜態(tài)過程 12.1.2 內(nèi)能、功和熱量 12.1.3 準(zhǔn)靜態(tài)過程的功和熱量 12.2 熱力學(xué)第一定律 12.2.1 熱力學(xué)第一定律 12.2.2 熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體平衡過程的應(yīng)用 12.3 循環(huán)過程和卡諾循環(huán) 12.3.1 循環(huán)過程 12.3.2 卡諾循環(huán) 12.4 熱力學(xué)第二定律 12.4.1 熱力學(xué)第二定律 12.4.2 熱力學(xué)第二定律兩種表述的等效性 12.4.3 可逆與不可逆過程 12.4.4 卡諾定理 12.5 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 熵 12.5.1 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 12.5.2 熵 熵增原理 12.5.3 熵的熱力學(xué)表示 12.5.4 熵與能量退化 開放系統(tǒng)熵變 本章提要 閱讀材料(十二) 思考題 習(xí)題 第13章 量子力學(xué)基礎(chǔ) 13.1 黑體輻射和普朗克量子假設(shè) 13.1.1 黑體輻射 13.1.2 普朗克量子假設(shè)和普朗克公式 13.2 光的量子性 13.2.1 光電效應(yīng) 13.2.2 康普頓效應(yīng) 13.3 玻爾的氫原子理論 13.3.1 氫原子光譜 13.3.2 玻爾氫原子理論 13.4 實(shí)物粒子的波粒二象性 13.4.1 德布羅意波 13.4.2 德布羅意波的實(shí)驗(yàn)證明 13.4.3 德布羅意波的應(yīng)用 13.4.4 德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋 13.5 不確定關(guān)系 13.6 薛定諤方程 13.6.1 波函數(shù) 概率密度 13.6.2 薛定諤方程 13.6.3 一維無限深方勢(shì)阱 13.6.4 一維方勢(shì)壘隧道效應(yīng) 13.6.5 一維線性諧振子 宇稱 13.7 算符與平均值 13.7.1 算符的本征值和本征函數(shù) 13.7.2 力學(xué)量的算符表示 13.7.3 態(tài)疊加原理 13.7.4 力學(xué)量測(cè)量結(jié)果概率平均值 13.7.5 算符的對(duì)易和不確定關(guān)系 13.8 氫原子的量子理論 13.8.1 氫原子的薛定諤方程 13.8.2 lz及l(fā)2的本征值及本征函數(shù) 13.8.3 徑向波函數(shù)的求解 13.8.4 三個(gè)量子數(shù) 13.8.5 氫原子的波函數(shù) 13.8.6 電子云 13.9 多電子原子中的電子分布 13.9.1 電子自旋自旋量子數(shù) 13.9.2 多電子原子中的電子分布 13.10 激光原理 13.10.1 激光的特性 13.10.2 原子的激發(fā)、輻射與吸收 13.10.3 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 13.10.4 光學(xué)諧振腔 13.10.5 激光器一 本章提要 閱讀材料(十三) 思考題 習(xí)題 第14章 原子核物理和粒子物理簡(jiǎn)介 14.1 原子核的基本性質(zhì) ]4.1.1 原子核的組成 14.1.2 原子核的大小 14.1.3 核力 14.1.4 核的自旋與磁矩 14.2 原子核的結(jié)合能 裂變和聚變 14.2.1 原子核的結(jié)合能 14.2.2 重核的裂變 14.2.3 輕核的聚變 14.3 原子核的放射性衰變 14.3.1 放射性衰變 14.3.2 放射性衰變規(guī)律 14.3.3 放射性強(qiáng)度 14.4 粒子物理簡(jiǎn)介 14.4.1 粒子的基本特征 14.4.2 粒子的相互作用及其統(tǒng)一模型 14.4.3 粒子的分類 14.4.4 夸克模型 本章提要 閱讀材料(十四) 思考題 習(xí)題 習(xí)題答案

章節(jié)摘錄

插圖：自然界中一切物質(zhì)都處在永恒不息的運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的基本屬性，這種運(yùn)動(dòng)的普遍性和永恒性稱為運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性，而運(yùn)動(dòng)的形式又是多種多樣、千變?nèi)f化的，其中最簡(jiǎn)單、最普遍而又最基本的一種運(yùn)動(dòng)形式是一個(gè)物體在空間相對(duì)于另一物體的位置（或者一物體的某一部分相對(duì)于其他部分的位置）隨時(shí)間而變化的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，例如，行星繞太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車的奔馳，貨物的升降，戰(zhàn)士的沖鋒等等，都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，力學(xué)（Mechanics）就是研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)，為了研究，首先要描述，對(duì)于一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)情況的描述是與觀察者相關(guān)的，例如，火車是否已經(jīng)開動(dòng)了，車上的觀察者和站臺(tái)上的觀察者得出的結(jié)論是不相同的，這就是運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性，從被研究的運(yùn)動(dòng)對(duì)象而言，力學(xué)可分為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)和剛體力學(xué)，我們首先要對(duì)它們的運(yùn)動(dòng)作出描述，這就是運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematics），運(yùn)動(dòng)學(xué)中相當(dāng)一部分概念和公式在中學(xué)物理課程中已學(xué)習(xí)過了，這里重提不是簡(jiǎn)單重復(fù)，而是更科學(xué)、更嚴(yán)格、更全面也更系統(tǒng)化了，特別是有關(guān)數(shù)學(xué)概念和運(yùn)算，如矢量、微分、積分等，它們是理解和掌握本章基本概念必備的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，初學(xué)者應(yīng)特別注重這一點(diǎn)。本章首先定義描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量，如位置矢量、位移、速度和加速度等，進(jìn)而討論這些量隨時(shí)間變化的關(guān)系，然后以圓周運(yùn)動(dòng)為例討論曲線運(yùn)動(dòng)中的法向加速度和切向加速度，最后將介紹相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的速度疊加定理。位移、速度和加速度是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重要物理量，它們都具有相對(duì)性、瞬時(shí)性和矢量性，也反映了物體運(yùn)動(dòng)的基本特性，只有掌握了這些特性，才能正確理解這些物理量的意義。

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《大學(xué)物理學(xué)(第2版)(套裝上下冊(cè))》是普通高等教育“十二五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材之一。

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