大學物理能力訓(xùn)練與知識拓展

內(nèi)容概要

　　本書是配合大學物理教材和課堂教學而編寫的輔助教材。全書通過約500個精選和編寫的各種典型題目的分析和求解，指導(dǎo)學生掌握基本概念與基本原理，加強學生能力和科學素質(zhì)的培養(yǎng)，介紹物理概念與基本原理在日常生活、科學技術(shù)和工程實際中的應(yīng)用，在普通物理的層次上了解乃至理解現(xiàn)代物理學前沿及其進展。
　　本書將大學物理的基本內(nèi)容劃分為10章，每一章內(nèi)容都由學習要求與重點難點、知識框架、基本概念與基本原理討論題、基本能力訓(xùn)練題、綜合能力與知識拓展訓(xùn)練題5個方面組成，每個方面各有其側(cè)重點且相輔相成。
　　本書可供理工科院校學生及教師使用。

書籍目錄

第一章質(zhì)點力學
　一、學習要求與重點難點
　二、知識框架
　三、基本概念與基本原理討論題
　四、基本能力訓(xùn)練題
　五、綜合能力與知識拓展訓(xùn)練題
　1．失重
　2．潮汐
　3．競走速度與搖擺
　4．彈弓效應(yīng)
第二章剛體力學
　一、學習要求與重點難點
　二、知識框架
　三、基本概念與基本原理討論題
　四、基本能力訓(xùn)練題
　五、綜合能力與知識拓展訓(xùn)練題
　1．稱量人體各部分的重量
　2．空車與重車
　3．麥克斯韋輪
　4．臺球的滑動與滾動
　5．溜溜球
第三章狹義相對論基礎(chǔ)
　一、學習要求與重點難點
　二、知識框架
　三、基本概念與基本原理討論題
　四、基本能力訓(xùn)練題
　五、綜合能力與知識拓展訓(xùn)練題
　1．因果事件的次序問題
　2．光行差
　3．雙生子效應(yīng)
　……
第四章　靜電場
第五章　穩(wěn)恒磁場
第六章　電磁感應(yīng)　電磁場
第七章　機械振動和機械波
第八章　波動光學
第九章　量子物理
第十章　氣體動理論與熱力學基礎(chǔ)
答案
附錄
主要參考書目

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   現(xiàn)有一潛水艇停在海水平面下100m處，艇上所攜聲納的喇叭對著前方發(fā)射聲波（由于波衍射作用發(fā)射出的波有覆蓋范圍而且習慣上以第一級衍射極小所對應(yīng)的張角為覆蓋范圍），現(xiàn)潛水艇前上方的海面有一敵艦，二者相距1000m。請你為潛水艇的聲納設(shè)計一個喇叭，給出其形狀和尺寸，使該聲納在使用波長為10cm的聲波時，信號在水平方向的覆蓋范圍為60°張角，但又不讓敵艦收到信號。 提示潛水艇聲納系統(tǒng)通過其喇叭所發(fā)射的聲波可看做聲波通過喇叭口的衍射。聲波的覆蓋范圍看做通過喇叭口衍射的中央極大的范圍。 本題內(nèi)容：物理學原理在工程技術(shù)中的應(yīng)用。 考察知識點：衍射的應(yīng)用。 題型：設(shè)計題。 4.射電望遠鏡 隨著物理學的發(fā)展，物理學與天體物理學之間的滲透已經(jīng)大大加強了。天文觀測現(xiàn)象為物理學提供了地球上實驗室無法得到的物理現(xiàn)象和物理過程，現(xiàn)在我們可以說宇宙及其中的各種天體已成為巨大物理實驗室。 按觀測手段可以把天文學分為光學天文學、射電天文學、X射線和γ射線天文學。射電天文學是利用射電天文望遠鏡觀測天體的無線電波段的輻射，從20世紀40年代開始，射電天文學已成為重大天文發(fā)現(xiàn)的發(fā)祥地和天文諾貝爾獎的搖籃。英國天文物理學家賴爾（M.Ryle，1918—1984，圖8—26）因發(fā)明綜合孔徑射電天文望遠鏡與利用射電天文望遠鏡而發(fā)現(xiàn)了脈沖星的另一位英國天文物理學家（A.Hewish，1924—）共同獲得1974年諾貝爾獎。1993年赫爾斯（H.Hulse，1950—）和泰勒（J.Taylor，1941—）又因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星獲諾貝爾獎。脈沖雙星之所以重要，是泰勒在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上成功地觀測到了廣義相對論所預(yù)言的引力波。 計算題 北京天文臺的米波綜合孔徑射電天文望遠鏡由設(shè)置在東西方向的一列28個拋物面組成，如圖8—27所示，這些天線用等長的電纜連到同一接收器上（這樣各電纜對各天線接收的電磁波信號不會產(chǎn)生附加的相差），接收由空間射電源發(fā)射的232Hz的電磁波，工作時各天線的作用等效于間距為6cm，總數(shù)為192個天線的一維天線陣列。問 （1）接收器接收到的從正天頂上一顆射電源發(fā)射來的電磁波將產(chǎn)生極大強度還是極小強度？ （2）在正天頂東方多大角度的射電源發(fā)射來的電磁波將產(chǎn)生第一級極小強度？ （3）又在正天頂東方多大角度的射電源發(fā)射來的電磁波將產(chǎn)生下一級極大強度？ 提示 相當于光柵衍射問題中極大強度和極小強度的分析和求解。 5.法拉第光纖電流傳感器 1844—1846年間，法拉第在研究電磁現(xiàn)象與光現(xiàn)象之間的聯(lián)系時發(fā)現(xiàn)，磁場能使本來不具有旋光性的物質(zhì)產(chǎn)生旋光性。即當一束線偏振光穿過無旋性介質(zhì)時，如果在介質(zhì)中沿光的傳播方向施加一外磁場，光通過介質(zhì)后，光的振動面就會轉(zhuǎn)過一個角度，這種現(xiàn)象被稱為磁致旋光效應(yīng)或法拉第效應(yīng)。實驗表明，對于給定的介質(zhì)，在磁場不是非常強時，振動面的轉(zhuǎn)角與介質(zhì)的長度L和磁場強度H成正比：θ=VH L。其中，比例系數(shù)V叫做韋爾代（Verdet）常數(shù)，由介質(zhì)和光波波長決定。

編輯推薦

《大學物理能力訓(xùn)練與知識拓展》主要涉及四個方面的內(nèi)容，即物理學與日常生活；物理學原理在科學技術(shù)與工程實際中的應(yīng)用；近代物理的重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明；物理前沿及其進展。編者編寫的這部分訓(xùn)練題是為了培養(yǎng)學生運用所學的理論知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，同時也使學生對所學知識不但具有縱向深度，而且具有橫向廣度，以體現(xiàn)教學改革的思想，達到培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目的。這也是《大學物理能力訓(xùn)練與知識拓展》的特色之所在。

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