●第0章 物理學導論 1 0.1 物理學及其發展概況 1 0.1.1 物理學是自然科學的基礎 1 0.1.2 物理學的研究內容 1 0.1.3 物理學的發展簡介 2 0.1.4 物理學的發展趨勢 2 0.2 改變世界的物理學 3 0.2.1 物理學與科學技術 3 0.2.2 物理學改善人們的物質生活 6 0.2.3 物理學改變人們對世界的 認識 6 0.3 物理學與人纔培養 6 0.3.1 物理學的特征 7 0.3.2 物理學是科學的世界觀和 方法論的基礎 7 0.3.3 學習物理學的方法 7 0.4 單位制和量綱 8 0.5 矢量和標量簡介 9 0.5.1 矢量和標量 9 0.5.2 矢量的運算 9 0.6 常用的物理常數摘錄 11 章 質點的運動與力 13 1.1 質點運動的描述 13 1.1.1 物理模型 坐標繫 13 1.1.2 質點運動的描述 14 1.2 平面曲線運動 圓周運動 19 1.2.1 切向加速度和法向加速度 20 1.2.2 圓周運動 角量 21 1.2.3 線量與角量的關繫 22 1.3 相對運動 23 1.4 力學中幾種常見的力 25 1.4.1 萬有引力 25 1.4.2 彈性力 26 1.4.3 摩擦力 27 1.5 牛頓運動定律 27 1.5.1 牛頓定律 28 1.5.2 牛頓第二定律 28 1.5.3 牛頓第三定律 29 1.6 牛頓運動定律的應用舉例 30 【課外閱讀與應用】 33 習題1 35 第2章 運動的守恆量與守恆 定律 40 2.1 動量與衝量 40 2.1.1 動量 40 2.1.2 衝量 41 2.1.3 質點的動量定理 41 2.1.4 質點繫的動量定理 43 2.1.5 質點繫的動量守恆定律 44 2.2 功 46 2.2.1 功 46 2.2.2 功率 47 2.3 動能定理 48 2.3.1 質點的動能和動能定理 48 2.3.2 質點繫的動能定理 49 2.4 保守力 勢能 50 2.4.1 保守力做功 50 2.4.2 勢能 51 2.5 機械能守恆定律 能量守恆與轉換 定律 52 2.5.1 功能原理 52 2.5.2 機械能守恆定律 52 2.5.3 能量守恆定律 53 2.5.4 功能原理及能量守恆定律應用 舉例 53 【課外閱讀與應用】 55 習題2 57 第3章 剛體的定軸轉動 61 3.1 剛體運動的描述 61 3.1.1 剛體的運動 61 3.1.2 描述剛體轉動的角量 62 3.2 剛體繞定軸的轉動定律 64 3.2.1 力矩 64 3.2.2 剛體定軸轉動定律 66 3.2.3 轉動慣量 68 3.2.4 剛體定軸轉動的應用舉例 70 3.3 剛體的動能和勢能 72 3.3.1 剛體定軸轉動的動能 72 3.3.2 剛體的重力勢能 72 3.3.3 剛體的機械能守恆定律 72 3.4 剛體的角動量 角動量守恆定律 72 3.4.1 質點對軸的角動量(動量矩) 73 3.4.2 質點的角動量(動量矩)定理 73 3.4.3 質點的角動量守恆定律 74 3.4.4 剛體定軸轉動的角動量 75 3.4.5 剛體定軸轉動的角動量定理 75 3.4.6 剛體的角動量守恆定律 75 習題3 78 第4章 機械振動 81 4.1 簡諧振動及描述 81 4.1.1 簡諧振動的基本特征 81 4.1.2 描述簡諧振動的特征量 82 4.1.3 旋轉矢量法 85 4.2 常見的幾種簡諧振動 87 4.2.1 彈簧振子 87 4.2.2 單擺和復擺 87 4.3 簡諧運動的能量 88 4.3.1 繫統的動能 88 4.3.2 繫統的勢能 88 4.3.3 繫統的機械能 88 * 4.4 簡諧運動的合成 90 4.4.1 兩個同方向、同頻率簡諧 運動的合成 90 4.4.2 兩個同方向、不同頻率簡諧 運動的合成 91 4.4.3 拍 91 *4.5 阻尼振動 受迫振動 共振 92 4.5.1 阻尼振動 93 4.5.2 受迫振動 94 4.5.3 共振 94 習題4 95 第5章 機械波 98 5.1 機械波的形成和傳播 98 5.1.1 機械波的產生和傳播 98 5.1.2 波動的描述 99 5.2 平面簡諧波 100 5.2.1 平面簡諧波的波函數 100 5.2.2 波函數的物理意義 101 5.3 惠更斯原理 波的干涉 103 5.3.1 惠更斯原理 103 5.3.2 波的疊加原理、波的干涉 104 5.4 駐波 106 5.4.1 駐波的產生 106 5.4.2 駐波的波函數 107 5.4.3 相位躍變 半波損失 108 5.4.4 駐波的能量 109 5.5 多普勒效應 110 5.5.1 波源S相對於介質靜止， 觀察者A以速度ν0相對於 介質運動 110 5.5.2 觀察者相對於介質靜止，波源S 以速度vs相對於介質運動 111 5.5.3 波源S和觀察者同時相對於 介質運動 111 *5.5.4 衝擊波 112 習題5 113 第6章 熱力學基礎 116 6.1 熱力學基本概念 116 6.1.1 熱力學繫統 116 6.1.2 狀態參量 116 6.1.3 平衡態 117 6.1.4 準靜態過程 118 6.1.5 理想氣體的物態方程 118 6.2 內能 功和熱量 119 6.2.1 準靜態過程的功 119 6.2.2 準靜態過程中熱量的計算 120 6.2.3 內能 120 6.3 熱力學定律 121 6.4 熱力學定律在理想氣體等值 過程中的應用 122 6.4.1 等體過程 122 6.4.2 等壓過程 123 6.4.3 等溫過程 124 6.5 絕熱過程 125 6.6 循環過程 卡諾循環 127 6.6.1 循環過程 127 6.6.2 熱機及正循環 127 6.6.3 制冷機及逆循環 128 6.6.4 卡諾循環 128 6.7 熱力學第二定律 130 6.7.1 可逆過程與不可逆過程 131 6.7.2 熱力學第二定律 131 6.7.3 卡諾定理 132 習題6 133 第7章 氣體動理論基礎 137 7.1 分子熱運動理論 137 7.2 理想氣體的壓強公式 137 7.2.1 理想氣體的分子模型 137 7.2.2 理想氣體的壓強公式 138 7.3 溫度的微觀本質 139 7.4 能量均分定理 理想氣體的內能 140 7.4.1 分子的自由度 140 7.4.2 能量均分定理 140 7.4.3 理想氣體的內能 141 * 7.5 麥克斯韋氣體分子速率分布 141 7.5.1 分子運動的圖景 141 7.5.2 麥克斯韋速率分布律 142 第8章 真空中的靜電場 147 8.1 電荷的基本性質 147 8.1.1 電荷及相互作用 147 8.1.2 電荷的量子性 148 8.1.3 電荷守恆定律 148 8.1.4 電荷的相對論不變性 149 8.2 庫侖定律 149 8.2.1 庫侖定律的表述 149 8.2.2 電場力的疊加原理 150 8.3 電場 電場強度 150 8.3.1 靜電場 150 8.3.2 電場強度及疊加原理 151 8.3.3 電偶極子的電場強度 153 8.4 電通量 高斯定理 156 8.4.1 電場線 156 8.4.2 電通量 157 8.4.3 高斯定理 159 8.4.4 高斯定理的應用 160 8.5 靜電場的環路定理 164 8.5.1 靜電力做功 164 8.5.2 靜電場的環路定理 164 8.6 電勢能 電勢 165 8.6.1 電勢能 165 8.6.2 電勢 165 8.6.3 電勢差 166 8.6.4 電勢的計算 166 習題8 170 第9章 靜電場中的導體 與電介質 174 9.1 靜電場中的導體 174 9.1.1 導體的靜電感應 靜電 平衡 174 9.1.2 靜電平衡時導體上電荷的 分布 175 9.1.3 導體表面電場強度 176 9.1.4 孤立導體表面的電荷分布 176 9.1.5 靜電屏蔽 177 9.1.6 有導體存在時的靜電場 分布 178 *9.2 靜電場中的電介質 180 9.2.1 電介質及其極化 180 9.2.2 電極化強度 182 9.2.3 電介質中的電場強度 極化 電荷與自由電荷的關繫 183 9.3 電容 電容器 183 9.3.1 孤立導體的電容 183 9.3.2 電容器 184 9.3.3 電介質對電容的影響——相對 電容率 187 9.3.4 電介質的擊穿 187 * 9.4 電介質中的高斯定理 電位移 188 9.4.1 電介質中的高斯定理 188 9.4.2 電位移 189 9.5 靜電場的能量 189 9.5.1 電容器儲存的電能 189 9.5.2 靜電場的能量 能量密度 190 習題9 191 0章 恆定電流的磁場 194 10.1 恆定電流 194 10.1.1 電流 電流密度 194 10.1.2 電阻定律 歐姆定律的 微分形式 195 10.1.3 穩恆電場的建立 197 10.2 恆定電流的磁場 畢奧-薩伐爾 定律 198 10.2.1 磁的基本現像 198 10.2.2 磁場 磁感應強度 198 10.2.3 畢奧-薩伐爾定律 199 10.2.4 載流線圈的磁矩 202 10.2.5 運動電荷的磁場 203 10.3 磁場的高斯定理 204 10.3.1 磁通量 204 10.3.2 磁場的高斯定理 204 10.4 磁場的安培環路定理 205 10.4.1 安培環路定理 206 10.4.2 安培環路定理的應用舉例 207 10.5 帶電粒子在磁場中的運動 209 10.5.1 帶電粒子在電場和磁場中 所受的力 209 10.5.2 帶電粒子在磁場中的運動 209 *10.5.3 霍爾效應與霍爾電壓 210 【課外閱讀與應用】 211 10.6 磁場對電流及載流線圈的作用 212 10.6.1 磁場對電流的作用 212 10.6.2 兩無限長平行載流直導線間的 相互作用 電流單位“安培” 的定義 213 10.6.3 磁場對載流線圈的作用 214 習題10 215 1章 磁場中的磁介質 219 11.1 磁介質的磁化 磁化強度 219 11.2 磁介質中的安培環路定理 221 11.3 鐵磁質 222 *【課外閱讀與應用】 224 習題11 225 2章 電磁感應及電磁波 227 12.1 電磁感應現像 法拉第電磁感應 定律 227 12.1.1 電磁感應現像 227 12.1.2 法拉第電磁感應定律 228 12.1.3 楞次定律 228 12.2 動生電動勢 230 12.3 感生電動勢 感生電場 232 12.3.1 感生電場 232 12.3.2 感生電動勢 232 12.3.3 渦電流及應用 234 12.4 自感和互感 235 12.4.1 自感電動勢 自感 235 12.4.2 互感電動勢 互感 237 12.5 磁場的能量 238 12.5.1 自感的儲能 238 12.5.2 磁場能量密度 239 12.6 Maxwell電磁場理論簡介 240 12.6.1 位移電流和全電流 241 12.6.2 電磁場、Maxwell電磁場 方程組 243 【課外閱讀與思考】 244 習題12 245 3章 波動光學基礎 249 13.1 光的微粒說與波動說簡介 249 13.1.1 光的微粒學說 249 13.1.2 光的波動學說的崛起 250 13.1.3 光的波動說的困難 251 13.2 光源 光的相干性 251 13.2.1 光源 251 13.2.2 相干光 252 13.2.3 光程和光程差 252 13.3 楊氏雙縫干涉 254 13.3.1 楊氏雙縫干涉實驗 254 13.3.2 楊氏雙縫干涉條紋特征 254 13.4 薄膜的等傾干涉 256 13.4.1 薄膜等傾干涉的光路 256 13.4.2 薄膜干涉特征 257 13.4.3 相鄰條紋對應薄膜厚度差 257 13.4.4 薄膜等傾干涉的應用 258 13.5 薄膜的等厚干涉 259 13.5.1 劈尖干涉 259 13.5.2 牛頓環 262 13.5.3 邁克爾遜干涉儀 263 13.6 光的衍射 265 13.6.1 光的衍射 265 13.6.2 惠更斯-菲涅耳原理 265 13.6.3 衍射分類 265 13.7 單縫的夫瑯禾費衍射 266 13.7.1 半波帶法 266 13.7.2 單縫衍射條紋特征 267 13.8 圓孔衍射 光學儀器的分辨本領 269 13.8.1 圓孔衍射 269 13.8.2 光學儀器的分辨本領 270 【課外閱讀與應用】 271 習題13 276 4章 狹義相對論基礎 279 14.1 經典時空觀 伽利略變換 279 14.1.1 牛頓力學的時空觀 279 14.1.2 伽利略變換 279 14.1.3 經典力學的相對性原理 280 14.1.4 經典力學的困難 280 14.2 狹義相對論的基本原理 281 14.2.1 狹義相對論的基本假設 281 14.2.2 洛倫茲變換式 282 14.2.3 狹義相對論的時空觀 283 14.3 狹義相對論的動力學基礎 286 14.3.1 相對論力學的基本方程 286 14.3.2 質量-能量關繫式 287 14.3.3 相對論動量和能量關繫式 288 【課外閱讀與應用】 289 習題14 290 5章 量子物理基礎 292 15.1 黑體輻射 普朗克的量子假說 292 15.1.1 黑體輻射 292 15.1.2 黑體輻射的基本規律 293 15.1.3 普朗克假設和普朗克黑體 輻射公式 295 15.2 光電效應 康普頓效應 296 15.2.1 光電效應實驗的規律 296 15.2.2 愛因斯坦的光量子論 297 15.2.3 康普頓效應 298 15.2.4 光的波粒二像性 300 15.3 德布羅意波 實物粒子的二像性 300 *15.4 不確定關繫 301 【課外閱讀與應用】 303 習題15 304 參考文獻 306
內容簡介
《大學物理（第3版）》是根據教育部關於理工科大學物理的教學要求並結合高職類專業的特點和要求，在《大學物理(第2版)》的基礎上改編修訂的。本書在吸收靠前外同類教材優點的同時融入作者多年的教學經驗，既保證物理學知識體繫的完整性，又突出以物理學的思想和方法來分析問題、解決問題的綜合能力培養的特點。增補和修改了一些物理學在相關交叉學科的發展和應用實例，盡量使覆蓋專業面廣些，以滿足不同專業的需求。 《大學物理（第3版）》共分15章，分別介紹了物理學導論、質點的運動與力、運動的守恆量與守恆定律、剛體的定軸轉動、機械振動、機械波、熱力學基礎、氣體動理論基礎、真空中的靜電場、靜電場中的導體與電介質、恆定電流的磁場、磁場中的磁介質、電磁感應及電磁波、波動光學基礎、狹義相對論基礎、量子物理基礎。增補和修改了一些與工程技術相關的例題和習題，每章習題都給出了參考答案。 《大學物理（第3版）》可作為高職類不同專......
第3版前言 物理學是其他自然科學和工程技術的基礎，是人類文明的基石。有人說物理學是科技之母、理性之光，既能派生出許多應用性的專業和技術，又沉澱了濃厚的人文精神和美學色彩。 良好的物理基礎是研究其他自然科學與工程技術科學的基本保障。物理學所闡述的基本原理、基本知識、基本思想、基本規律和基本方法，是學生學習後續專業課的保障。學好物理學，能全面提高學生科學素質和科學研究能力，能拓展學生的科學思維方法。大學物理課程是理工類各專業的必修公共基礎課，在培養學生科學世界觀、科學思維方法、嚴謹求實的科學態度和追求真理的科學精神，運用物理規律解決實際問題的能力，增強創新意識和獨立獲取知識的能力等方面起著重要的作用。 本書仍保持《大學物理(第2版)》課程體繫結......
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