本书是参照教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2010年版),根据70学时左右的少学时大学物理课程特点,在罗圆圆教授主编的《大学物理》(第2版)的基础上改编而成的。全书共13章,主要内容包括质点运动学、质点动力学、刚体力学基础、狭义相对论力学基础、静电场、恒定磁场、电磁感应、气体动理论、热力学基础、振动学基础、机械波、波动光学、量子物理基础。
物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。物理学研究的对象具有极大的普遍性,研究的内容极其广泛,它是自然科学中最具有活力的带头学科,是整个自然科学和工程技术的基础,也是高新技术发展的源泉和先导。
随着科学技术的发展,不同学科间相互渗透和融合的趋势日益明显,科学技术正在更高层次走向综合化和整体化。近代物理学的概念、研究方法和实验技术在许多自然科学领域和工程技术中得到广泛的应用,促使新型的交叉学科不断出现,并由此形成了一系列高新技术部门,迅速地影响着人类对自然的基本认识和人类的社会生活。因此,物理学是各类人才所必须具备的基础知识。
本书是参照教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2010年版)以及70学时左右的少学时大学物理课程特点,在编者多年教学实践的基础上,同时参考了国内外的优秀教材编写而成的。全书共13章,主要内容包括质点运动学、质点动力学、刚体力学基础、狭义相对论力学基础、静电场、恒定磁场、电磁感应、气体动理论、热力学基础、振动学基础、机械波、波动光学、量子物理基础。全书突出基本概念、基本规律,突出物理思路、方法及其应用,注意联系生活实际,联系工程实际,力求物理图像清晰,着力培养学生分析问题、解决问题以及独立获取知识的能力。本书力求在保持必要的系统性的同时,删繁就简,压缩篇章,确保科学准确,力求易教易学。每章之后附有习题,以供读者系统训练,书后附有参考答案。
参加本书编写工作的有刘崧、辛勇、胡爱荣、刘笑兰、钟双英、廖清华、邓新发、姜卫群、杨蓓、魏异、陈华英、赵书毅、陈国云、刘文兴等,钟双英在本书编写和插图绘制过程中做了大量工作,在此表示感谢。全书由刘崧统稿。由于编者水平有限,加之本书编写时间仓促,书中难免存在不妥之处,恳切希望读者批评指正。
第1章 质点运动学
§1.1 质点空间位置的描述
§1.2 位移速度加速度
§1.3 用直角坐标表示速度和加速度
§1.4 用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度
§1.5 圆周运动的角量描述
§1.6 相对运动
习题
第2章 质点动力学
§2.1 牛顿运动定律
§2.2 动量和动量守恒定律
§2.3 能量守恒定律
习题
第3章 刚体力学基础
§3.1 刚体的基本运动
§3.2 力矩转动定律
§3.3 刚体定轴转动的动能定理
§3.4 角动量角动量守恒定律
习题
第4章 狭义相对论力学基础
§4.1 经典力学的绝对时空观及其困难
§4.2 狭义相对论基本原理洛伦兹坐标变换式
§4.3 狭义相对论的时空观
习题
第5章 静电场
§5.1 库仑定律
§5.2 电场强度
§5.3 电场强度通量高斯定理
§5.4 静电场的环路定理电势
§5.5 静电场中的导体
§5.6 电容电场的能量电介质的电容率
习题
第6章 恒定磁场
§.6.1 磁场磁感应强度
§6.2 毕奥一萨伐尔定律
§.6.3 磁场的高斯定理
§6.4 安培环路定理磁介质的磁导率
§6.5 磁场对电流的作用
§6.6 带电粒子在磁场中的运动
习题
第7章 电磁感应
§7.1 电源电动势
§7.2 电磁感应的基本规律
§7.3 动生电动势
§7.4 感生电动势感生电场
§7.5 自感和互感
§7.6 磁场的能量
习题
第8章 气体动理论
§8.1 气体动理论的基本概念
§8.2 平衡态理想气体物态方程
§8.3 理想气体的压强公式温度公式
§8.4 能量按自由度均分原理理想气体的内能
§8.5 麦克斯韦速率分布
§8.6 玻耳兹曼分布
§8.7 气体分子的平均自由程
习题
第9章 热力学基础
§9.1 热力学第一定律
§9.2 热力学第一定律在等值过程的应用
§9.3 绝热过程
§9.4 循环过程热机
§9.5 热力学第二定律
§9.6 可逆与不可逆过程
§9.7 卡诺循环卡诺定理
习题
第10章 振动学基础
§10.1 简谐振动的描述
§10.2 简谐振动的能量
§10.3 阻尼振动和受迫振动共振
§10.4 简谐振动合成
习题
第ll章 机械波
§11.1 机械波的形成与传播
§11.2 平面简谐波
§11.3 波的能量和能流
§11.4 惠更斯原理
§11.5 波的叠加原理波的干涉
§11.6 驻波半波损失
§11.7 多普勒效应
习题
第12章 波动光学
§12.1 光源光的相干性
§12.2 分波阵面干涉
§12.3 光程和光程差
§12.4 分振幅干涉
§12.5 光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理
§12.6 夫琅禾费衍射
§12.7 衍射光栅和光栅光谱
§12.8 偏振光马吕斯定律
§12.9 反射和折射时产生的偏振布儒斯特定律
习题
第13章 量子物理基础
§13.1 黑体辐射普朗克量子假设
§13.2 光的量子性
§13.3 氢原子光谱玻尔的氢原子理论
§13.4 微粒的波粒二象性
§13.5 不确定关系
§13.6 波函数薛定谔方程
习题
附录Ⅰ国际单位制(SI)
附录Ⅱ基本物理常量