大學物理教程

前言

　　物理學研究自然界中各種最基本的運動形態(tài)及其規(guī)律，物理學為自然界的物質(zhì)結構相互作用和運動規(guī)律提供了一副絢麗多姿、結構嚴謹?shù)膱D畫。隨著科學技術的發(fā)展，學科的發(fā)展也日趨綜合，新型的交叉學科不斷涌現(xiàn)并迅速發(fā)展。物理學原理及其技術在許多學科中的應用也日趨廣泛。這些情況越來越印證了物理學是一切自然科學基礎的觀點的正確性和重要性。　　大學是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的場所。物理學是一切自然科學的基礎，大學基礎物理學課程具有很強的系統(tǒng)性、嚴謹性和邏輯性，是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)和科學思維方法、提高學生科研能力的重要基礎課程。學生在學習物理學課程中所獲得的科學思維方法，對他們樹立正確的人生觀將起到一定的積極作用。如今許多大學為文科學生開設70學時左右的大學物理學課程，多少說明了上述作用的存在?！　∞r(nóng)林院校中的絕大多數(shù)專業(yè)屬于自然科學的范疇，這些學科和物理學有著千絲萬縷的聯(lián)系。物理學原理及其技術在農(nóng)林業(yè)上的應用也日趨廣泛，這些應用已經(jīng)為農(nóng)林科學研究深入開展和農(nóng)林業(yè)增產(chǎn)起了巨大推動作用。農(nóng)林院校開設大學物理課程并保持一定的學時，對學生學習掌握基本的物理學知識，為他們?nèi)蘸蟮膭?chuàng)造性地開展相關工作具有重要意義。對物理教學而言，在講授好物理學知識的基礎上，例舉一些物理學原理及技術在農(nóng)林學上的應用實例，對農(nóng)林院校物理教學無疑是有益的。　　學校的一些碩士生、博士生、博士后和教師經(jīng)常向物理教師請教一些他們在科研工作中遇到的一些物理學問題。我們發(fā)現(xiàn)，這些問題并不涉及高深的物理學知識或物理學前沿的問題，而往往是一些物理學基礎知識。我們也發(fā)現(xiàn)，一些非物理專業(yè)出身的教師在搞科研工作中，由于沒有很好地掌握有關物理知識而走了彎路。這些情況從另一個側面告訴我們，在農(nóng)林院校里加強大學基礎物理教學是十分必要的。

內(nèi)容概要

　　《大學物理教程》是教育部高等農(nóng)林院校理科基礎課程教學指導委員會的推薦示范教材。根據(jù)教學指導委員會制定的農(nóng)林院校64學時物理教學大綱的要求，本教材精選了力學、熱學、電磁學、光學和近代物理四大部分傳統(tǒng)內(nèi)容，以物理在農(nóng)林中的應用為引言，逐步闡述農(nóng)林各專業(yè)學生應該掌握的物理學的基本概念和基本規(guī)律?！洞髮W物理教程》內(nèi)容簡潔、完整，脈絡清晰，適用于農(nóng)林院校少學時物理教學的需要。本教材是全國各地區(qū)9所農(nóng)林高校物理教學經(jīng)驗的結晶，在培養(yǎng)學生物理素質(zhì)方面有廣泛性和代表性。

書籍目錄

第1部分 力學
　第1章 力學基本定律
　　1.1 質(zhì)點運動學
　　1.2 質(zhì)點動力學
　　1.3 功勢能
　　1.4 功能原理機械能守恒定律
　　1.5 動量與沖量動量定理
　　1.6 動量守恒定律
　　1.7 剛體力學
　　1.8 狹義相對論基礎
　　思考題
　　習題
　第2章 振動和波
　　2.1 簡諧振動
　　2.2 簡諧振動的合成
　　2.3 簡諧波
　　2.4 波的疊加和干涉
　　思考題
　　習題
　第3章 流體力學
　　3.1 理想流體
　　3.2 伯努利方程
　　3.3 泊肅葉公式和斯托克斯公式
　　3.4 液體的表面現(xiàn)象
　　思考題
　　習題
第2部分 熱學
　第4章 氣體動理論
　　4.1 氣體動理論的基本概念
　　4.2 理想氣體的壓強和溫度
　　4.3 能量按自由度均分定理
　　4.4 麥克斯韋速率分布律
　　4.5 氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程
　　4.6 輸運過程
　　思考題
　　習題
　第5章 熱力學
　　5.1 熱力學第一定律
　　5.2 熱力學第一定律在理想氣體中的應用
　　5.3 循環(huán)過程
　　5.4 熱力學第二定律
　　思考題
　　習題
第3部分 電磁學
　第6章 靜電場
　　6.1 庫侖定律和電場強度
　　6.2 靜電場的高斯定理
　　6.3 靜電場的環(huán)路定理電勢
　　6.4 靜電場中的導體和電介質(zhì)
　　6.5 靜電場的能量和電容
　　思考題
　　習題
　第7章 恒定磁場
　　7.1 恒定電流與歐姆定律的微分形式
　　7.2 基爾霍夫定律
　　7.3 磁現(xiàn)象的電本質(zhì)畢奧一薩伐爾定律
　　7.4 磁場中的高斯定律
　　7.5 安培環(huán)路定律
　　7.6 洛倫茲力和安培力
　　7.7 磁介質(zhì)
　　思考題
　　習題
　第8章 電磁感應
　　8.1 法拉第電磁感應定律
　　8.2 動生和感生電動勢
　　8.3 自感和互感
　　8.4 磁場的能量
　　8.5 麥克斯韋方程組
　　思考題
　　習題
第4部分 光學和近代物理
　第9章 物理光學
　　9.1 光度學基礎
　　9.2 光的干涉
　　9.3 光的衍射
　　9.4 光的偏振
　　9.5 光的其他現(xiàn)象
　　思考題
　　習題
　第10章 近代物理
　　10.1 經(jīng)典物理的困難和量子論的提出
　　10.2 薛定諤方程
　　10.3 原子的殼層結構
　　10.4 激光
　　10.5 原子核和放射性
　　思考題
　　習題
附錄
　附錄A 國際單位制(SI)
　附錄B 常用物理常數(shù)
　附錄C 矢量
　附錄D 希臘字母
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　力學是最古老的科學之一，它的發(fā)展過程是人類對于機械運動的認識過程。約在公元前三四百年，古希臘的歐多克斯就提出了地心說，他用27個球?qū)觼斫忉屘祗w的運動。后來亞里士多德對這個理論做了改進，到公元2世紀，托勒玫把這種學說發(fā)展到了登峰造極的地步。經(jīng)典力學就是在批判亞里士多德的這些錯誤觀點中建立起來的。阿基米德擅長對物理問題進行數(shù)學處理，他得出了著名的浮力定理和杠桿的平衡條件。阿基米德敘述杠桿平衡的學說，奠定了靜力學的基礎。伽利略對物理規(guī)律的論證過程是：一般觀察——假說——數(shù)學分析、推論——實驗驗證，這種論證思想方法為后人揭開物理學的各種規(guī)律提供了范例。牛頓系統(tǒng)地總結了伽利略、惠更斯和開普勒等人的工作，得出了牛頓運動三定律和萬有引力定律。牛頓在1687年出版的《自然哲學數(shù)學原理》這部經(jīng)典著作中，從力學的基本概念和基本定律出發(fā)，利用他所發(fā)明的微積分這一數(shù)學工具，把天體力學和地面上的力學統(tǒng)一起來，創(chuàng)立了現(xiàn)代的質(zhì)點經(jīng)典力學。繼牛頓在質(zhì)點動力學方面取得的成就之后，俄國數(shù)學家歐勒提出了質(zhì)點及剛體運動的一般微分方程；法國科學家達朗貝爾提出了達朗貝爾原理，這個原理有可能把動力學問題化為平衡問題來處理；拉格朗日建立了虛功原理的普遍形式，并與達朗貝爾原理相結合，提出了廣義坐標動力學。這些科學家為經(jīng)典力學逐步嚴密、科學的發(fā)展奠定了基礎。20世紀下半葉、航天任務基本實現(xiàn)以后，力學家開始轉向新的力學生長點，特別是在天文學、地學、生物學方面取得豐碩成果。結合天體現(xiàn)象的研究，用磁流體力學研究太陽風的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，用流體力學結合恒星動力學解釋星系螺旋結構，用相對論流體力學研究星系的演化等取得了成果。力學家研究了生物的形態(tài)和組織，建立了生物力學、形成一門新的生物醫(yī)學學科。

圖書封面

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