大學(xué)物理

前言

　　本書的初版積聚了眾多老師寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，自1997年出版以來，已被多所院校用作教材，并且榮獲了2001年軍隊(duì)級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，2004年，該版教材作了第一次修訂和改編，在保證基本理論體系的系統(tǒng)性、完整性、科學(xué)性的基礎(chǔ)上，注意了與中學(xué)物理的銜接，適當(dāng)?shù)靥岣吡似瘘c(diǎn)，重視基礎(chǔ)理論，加強(qiáng)了物理規(guī)律在實(shí)際中的應(yīng)用，特別是在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。該教材語言流暢，易教易學(xué)，深受廣大師生歡迎?！　榱诉m應(yīng)面向21世紀(jì)工科物理教學(xué)形勢(shì)的發(fā)展和滿足廣大師生的需求，考慮當(dāng)前國(guó)內(nèi)外物理教材改革的動(dòng)向以及我國(guó)大學(xué)物理教學(xué)的實(shí)際，根據(jù)教育部物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)最新頒發(fā)的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，2008年我們?cè)俅螌?duì)教材進(jìn)行了修訂和改編。修訂和改編的總體思路是保留原有的風(fēng)格和特色，立足于穩(wěn)中求新?！　?.體系上未做大的調(diào)整，仍然沿用國(guó)內(nèi)外經(jīng)過長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐形成的體系，分上、下兩冊(cè)出版。上冊(cè)主要內(nèi)容包括力學(xué)、振動(dòng)與波動(dòng)、熱學(xué)和電學(xué)；下冊(cè)主要內(nèi)容包括恒定電流、磁學(xué)、光學(xué)、近代物理以及現(xiàn)代技術(shù)的物理基礎(chǔ)。闡述中突出基本物理概念、思想、原理和方法，并且始終注意由淺入深，利于教學(xué)和自學(xué)?！　?.增加了“幾何光學(xué)基礎(chǔ)”，修訂了小篇幅的閱讀材料，調(diào)整更新了“現(xiàn)代技術(shù)的物理基礎(chǔ)”的部分專題。小篇幅的閱讀材料或在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上作適當(dāng)拓展，或介紹物理學(xué)前沿的有關(guān)內(nèi)容和某些新技術(shù)的原理，或聯(lián)系工程實(shí)際應(yīng)用與軍事應(yīng)用等，留有思維空間，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。上冊(cè)新編了對(duì)稱性與守恒定律、陀螺與慣性導(dǎo)航、混沌簡(jiǎn)介、次聲武器、熵與信息等6篇閱讀材料。下冊(cè)新編了超導(dǎo)電性、全息照相、液晶、核磁共振、電磁炮等8篇閱讀材料。原有的“現(xiàn)代技術(shù)的物理基礎(chǔ)”的專題調(diào)整和更新為傳感器技術(shù)、紅外成像技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)和新能源技術(shù)?！　?.更新了部分例題和習(xí)題。例題求解過程注重引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和分析問題解決問題的能力?！　?.全書采用全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)1996年公布的物理學(xué)名詞，并且新編了物理學(xué)詞匯的中英文對(duì)照表，便于師生查閱。

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，由首屆國(guó)家級(jí)教學(xué)名師在軍隊(duì)級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)教材《大學(xué)物理》的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育部的理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求，考慮國(guó)內(nèi)外物理教材改革的動(dòng)向以及我國(guó)當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)實(shí)際，修訂和改編而成。    全書分上下兩冊(cè)。上冊(cè)包括力學(xué)、振動(dòng)與波動(dòng)、熱學(xué)和電學(xué)，下冊(cè)包括恒定電流、磁學(xué)、光學(xué)、近代物理以及供選講的現(xiàn)代技術(shù)的物理基礎(chǔ)。另有陀螺與慣性導(dǎo)航、混沌簡(jiǎn)介、熵與信息、超導(dǎo)、液晶、核磁共振、次聲武器、電磁炮等小篇幅閱讀材料供學(xué)生選讀，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，開拓視野，提高科學(xué)素質(zhì)。書后還附有物理學(xué)詞匯中英文對(duì)照表，便于師生查閱。    本書可作為高等工科學(xué)校各專業(yè)、理科非物理類專業(yè)、軍隊(duì)院校合訓(xùn)和非合訓(xùn)各專業(yè)的本科教材，也可作為工程技術(shù)人員的參考書，或供自學(xué)者使用。

書籍目錄

第二版前言第一版序第1章  質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述  1.1  參考系坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)  1.2  位置位移速度加速度  1.3  直角坐標(biāo)描述  1.4  自然坐標(biāo)描述  1.5  角量描述  1.6  參考系的變換  內(nèi)容提要  習(xí)題第2章  牛頓運(yùn)動(dòng)定律  2.1  牛頓運(yùn)動(dòng)定律  2.2  力學(xué)中常見的幾種力  2.3  牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用  2.4  物理量的單位和量綱  2.5  非慣性系慣性力  2.6  動(dòng)力學(xué)方程的數(shù)值求解  內(nèi)容提要  習(xí)題第3章  功和能  3.1  功動(dòng)能定理  3.2  保守力勢(shì)能  3.3  功能原理機(jī)械能守恒定律  3.4  宇宙速度  內(nèi)容提要  習(xí)題第4章  沖量和動(dòng)量  4.1  沖量動(dòng)量定理  4.2  動(dòng)量守恒定律  4.3  碰撞  4.4  質(zhì)心質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理  4.5  質(zhì)量流動(dòng)與火箭飛行原理  內(nèi)容提要  習(xí)題  閱讀材料1  對(duì)稱性與守恒定律第5章  剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)  5.1  剛體的運(yùn)動(dòng)  5.2  剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律  5.3  定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的功能關(guān)系  5.4  角動(dòng)量與角動(dòng)量守恒定律  5.5  回轉(zhuǎn)儀進(jìn)動(dòng)  內(nèi)容提要  習(xí)題  閱讀材料2  陀螺與慣性導(dǎo)航第6章  機(jī)械振動(dòng)  6.1  簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)  6.2  微振動(dòng)的簡(jiǎn)諧近似  6.3  簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量表示法  6.4  簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量  6.5  振動(dòng)方向相互平行的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成  6.6  振動(dòng)方向相互垂直的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成  6.7  阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)共振  內(nèi)容提要  習(xí)題  閱讀材料3  混沌簡(jiǎn)介第7章  機(jī)械波  7.1機(jī)械波的一般概念  7.2平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)  7.3波的能量  7.4惠更斯原理  7.5波的干涉  7.6駐波  7.7聲波  7.8多普勒效應(yīng)  內(nèi)容提要  習(xí)題  閱讀材料4  次聲武器第8章  氣體動(dòng)理論  8.1  物質(zhì)結(jié)構(gòu)的微觀模型平衡態(tài)  8.2  理想氣體的壓強(qiáng)和溫度  8.3  能量按自由度均分定理內(nèi)能  8.4  麥克斯韋速率分布律  8.5  玻爾茲曼分布律  8.6  分子碰撞平均自由程  8.7  氣體內(nèi)的輸運(yùn)過程  8.8  實(shí)際氣體的范德瓦耳斯方程  內(nèi)容提要  習(xí)題第9章  熱力學(xué)基礎(chǔ)  9.1  熱力學(xué)第一定律  9.2  熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用  9.3  絕熱過程和多方過程  9.4  循環(huán)過程卡諾循環(huán)  9.5  熱力學(xué)第二定律  9.6  熵熵增加原理  內(nèi)容提要  習(xí)題  閱讀材料5  熵與信息第10章  真空中的靜電場(chǎng)  10.1  電荷庫(kù)侖定律  10.2  電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度  10.3  電通量高斯定理  10.4  靜電場(chǎng)的環(huán)路定理  10.5  電勢(shì)能電勢(shì)  10.6  電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的微分關(guān)系  內(nèi)容提要  習(xí)題第11章  靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì)  11.1  靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體  11.2  電容電容器  11.3  靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)  11.4  有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理  11.5  靜電場(chǎng)的能量  11.6  靜電的應(yīng)用  內(nèi)容提要  習(xí)題  閱讀材料6  靜電防護(hù)習(xí)題參考答案附錄  附錄Ⅰ  物理量的名稱、符號(hào)和單位(SI)一覽表  附錄Ⅱ  基本物理常量表  附錄Ⅲ  有關(guān)地球和太陽的一些常用數(shù)據(jù)表  附錄Ⅳ  物理學(xué)詞匯中英文對(duì)照表

章節(jié)摘錄

　　第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述　　在物質(zhì)多種多樣的運(yùn)動(dòng)形式中，最簡(jiǎn)單而又最基本的運(yùn)動(dòng)是物體之間或物體各部分之間相對(duì)位置的變化，稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、宇宙飛船的航行、水的流動(dòng)等都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)。力學(xué)就是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的所有形。式中幾乎都包含機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此，力學(xué)成為物理學(xué)和許多工程技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)?！　⊙芯苛W(xué)，我們采取由表及里、從現(xiàn)象到本質(zhì)的步驟。先描述物體的位置如何隨時(shí)間變化，這部分內(nèi)容稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)。然后進(jìn)一步研究物體間的相互作用及其對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，這部分內(nèi)容稱為動(dòng)力學(xué)。本章研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)?！　?.1 參考系坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)　　1.11 參考系與坐標(biāo)系　　一棵樹對(duì)地面來說是靜止的，對(duì)前進(jìn)著的車輛來說它在向后運(yùn)動(dòng)。在勻速前進(jìn)的車廂中，自由下落的小球?qū)噹麃碚f是沿直線運(yùn)動(dòng)的，對(duì)地面來說它的運(yùn)動(dòng)軌道卻是曲線。因此要描述物體的運(yùn)動(dòng)，首先必須指明是相對(duì)哪一個(gè)物體才有意義。被事先選定的標(biāo)準(zhǔn)物體稱為參考系。以參考系為標(biāo)準(zhǔn)，就是將參考系當(dāng)作是“靜止”的，來研究物體相對(duì)于參考系的運(yùn)動(dòng)。例如我們可以將飛行中的飛機(jī)當(dāng)作是“靜止”的，研究乘客相對(duì)于飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)。這里，飛機(jī)就是研究乘客運(yùn)動(dòng)的參考系。參考系的選擇可以是任意的，主要看問題的性質(zhì)和研究起來是否方便。討論地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常選地球?yàn)閰⒖枷怠Ｈ粢芯坑钪骘w船的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)載火箭剛發(fā)射時(shí)，一般選地球?yàn)閰⒖枷担划?dāng)飛船繞太陽運(yùn)行時(shí)，則可選太陽為參考系。事實(shí)上，地球以大約3.0×101m·s-1的速度繞太陽運(yùn)動(dòng)，而太陽在銀河系中也以約3.0×105m·s-1的速度運(yùn)動(dòng)著，因此，運(yùn)動(dòng)本身是絕對(duì)的，而對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述是相對(duì)的?！　∫棵枋鑫矬w的運(yùn)動(dòng)，還要在參考系上建立坐標(biāo)系。坐標(biāo)系是固連在參考系上的，實(shí)際上它就是參考系抽象而成的數(shù)學(xué)框架。直角位置系是常用的坐標(biāo)系，根據(jù)問題的不同特點(diǎn)，也可選用其他坐標(biāo)系，如柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系等，選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可以給問題的處理帶來方便?！　∪魏挝矬w的運(yùn)動(dòng)都是在時(shí)間和空間中進(jìn)行的，運(yùn)動(dòng)不能脫離空間，也不能脫離時(shí)間，因此要定量描述物體的運(yùn)動(dòng)還應(yīng)當(dāng)建立時(shí)間的“坐標(biāo)軸”。

編輯推薦

　　該教材是在第一版的基礎(chǔ)上修訂而成的。在保證基本理論體系的系統(tǒng)性、完整性、科學(xué)性的基礎(chǔ)上，注意了與中學(xué)物理的銜接，適當(dāng)?shù)靥岣吡似瘘c(diǎn)，重視基礎(chǔ)理論，加強(qiáng)了物理規(guī)律在實(shí)際中的應(yīng)用，特別是在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。該教材語言流暢，易教易學(xué)，深受廣大師生歡迎?！　≡摃卜稚舷聝蓛?cè)。本書為其中的上冊(cè)，主要內(nèi)容包括力學(xué)、振動(dòng)與波動(dòng)、熱學(xué)和電學(xué)。

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