大學(xué)物理學(xué)（上冊(cè)）

前言

　　本書(shū)是為理工科大學(xué)生編寫的大學(xué)物理學(xué)教材，內(nèi)容涵蓋了教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制訂的基本要求，同時(shí)為滿足不同層次的教學(xué)要求，保持教材內(nèi)容的連續(xù)性和系統(tǒng)性，本書(shū)也編人了一些提高與擴(kuò)展內(nèi)容。　　本書(shū)以物理的基本知識(shí)點(diǎn)為載體，展示大學(xué)物理課程的知識(shí)和方法結(jié)構(gòu)，在力學(xué)部分，通過(guò)物理模型的抽象、基本參量的引入、特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，以及運(yùn)動(dòng)的合成、分解、變換等，使學(xué)生掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本內(nèi)容與研究方法；通過(guò)相互作用的瞬時(shí)、時(shí)間積累、空間積累等效應(yīng)，讓學(xué)生掌握動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)容與研究方法，在熱學(xué)部分，通過(guò)有目的地編排熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理初步，重點(diǎn)展現(xiàn)統(tǒng)計(jì)物理的基本概念和基本規(guī)律，在電磁學(xué)部分，通過(guò)展現(xiàn)麥克斯韋理論的完整形式，使學(xué)生掌握梯度、散度、旋度等場(chǎng)的研究方法，在波動(dòng)光學(xué)部分，通過(guò)相位差與光程差關(guān)系的介紹，讓學(xué)生掌握波動(dòng)光學(xué)關(guān)于干涉、衍射的規(guī)律，以及定量和半定量的研究方法，在近代物理部分，側(cè)重介紹近代物理中的基本概念，以及它們的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，加強(qiáng)近代基礎(chǔ)性知識(shí)中覆蓋面最廣的理論性內(nèi)容，同時(shí)適度加深數(shù)學(xué)要求，盡可能使學(xué)生形成比較完整和動(dòng)態(tài)發(fā)展的近代物理知識(shí)和方法結(jié)構(gòu)，并能解決一些典型的基本問(wèn)題，為后續(xù)相關(guān)課程和專業(yè)的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。另外為拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)態(tài)和發(fā)展的自然觀和科學(xué)觀，本書(shū)還在每章后面編排了與學(xué)科前沿相關(guān)的閱讀材料以及著名科學(xué)家的人物小傳。

內(nèi)容概要

本書(shū)是根據(jù)教育部非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)新制訂的《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》編寫的，并在涵蓋基本要求的所有核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一定廣度和深度的拓展和提高，使之既保持了傳統(tǒng)教材基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的特點(diǎn)，又突出了內(nèi)容現(xiàn)代化的時(shí)代特征，全書(shū)分上、下兩冊(cè)，本書(shū)為上冊(cè)，包括力學(xué)和熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理初步。    本書(shū)可作為高等學(xué)校理工科非物理類專業(yè)本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)學(xué)生選用，并可供社會(huì)讀者閱讀。

書(shū)籍目錄

前言第一篇 力學(xué)  第1章 運(yùn)動(dòng)學(xué)    1.1 參考系坐標(biāo)系對(duì)稱性    1.2 運(yùn)動(dòng)疊加原理理想模型化方法    1.3 描述一般曲線運(yùn)動(dòng)的線參量與角參量    1.4 相對(duì)運(yùn)動(dòng)    閱讀材料物理學(xué)中的簡(jiǎn)單性與對(duì)稱性概述    人物小傳牛頓(IsaaCNewton，1642－1727)    思考題    習(xí)題  第2章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)    2.1 力對(duì)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)效應(yīng)——牛頓三定律    2.2 力對(duì)物體的時(shí)間積累效應(yīng)——?jiǎng)恿渴睾愣ɡ?   2.3 力對(duì)物體的空間效應(yīng)——能量守恒定理    閱讀材料超重與失重    思考題    習(xí)題  第3章 剛體力學(xué)    3.1 力矩的瞬時(shí)效應(yīng)——?jiǎng)傮w的轉(zhuǎn)動(dòng)定律    3.2 力矩的時(shí)間累積效應(yīng)——?jiǎng)傮w的角動(dòng)量定理    3.3 力矩的空間累積效應(yīng)——?jiǎng)傮w的機(jī)械能守恒定律    閱讀材料宇航動(dòng)力學(xué)問(wèn)題    思考題    習(xí)題  第4章 振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)    4.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)    4.2 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)    4.3 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量    4.4 阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)共振    4.5 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成    閱讀材料“混沌”現(xiàn)象    思考題    習(xí)題  第5章 波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)    5.1 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播    5.2 乎面簡(jiǎn)諧波的運(yùn)動(dòng)方程    5.3 波動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程    5.4 波的能量    5.5 聲波、超聲波和次聲波    5.6 波的疊加    5.7 多普勒效應(yīng)    閱讀材料孤波    思考題    習(xí)題  第6章 狹義相對(duì)論    6.1 相對(duì)論產(chǎn)生的歷史背景    6.2 狹義相對(duì)論基本假設(shè)    6.3 洛倫茲變換    6.4 相對(duì)論時(shí)空觀    6.5 相對(duì)論的速度合成    6.6 相對(duì)論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)    6.7 廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介    人物小傳愛(ài)因斯坦(AlbenEinstein，1879－1955)    思考題    習(xí)題第二篇 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理初步  第7章 統(tǒng)計(jì)物理初步  第8章 熱力學(xué)  第9章 氣體和凝聚態(tài)

章節(jié)摘錄

　　本篇主要研究經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，第1章將研究力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)部分，運(yùn)動(dòng)學(xué)研究目標(biāo)就是描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而不去尋求物體具有這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。第2章和第3章將研究力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)部分，動(dòng)力學(xué)的研究目標(biāo)就是尋求物體具有某種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因。第4章和第5章，將研究力學(xué)中的兩種重要而特殊的運(yùn)動(dòng)形式：振動(dòng)和波動(dòng)。鑒于狹義相對(duì)論的時(shí)空觀與牛頓力學(xué)聯(lián)系緊密，已經(jīng)成為當(dāng)代物理的基本概念，故在第6章將介紹狹義相對(duì)論的基本概念和原理?！　∨c運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究方案類似，首先將物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式分為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和剛體轉(zhuǎn)動(dòng)兩種基本形式，并對(duì)每種基本運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，而對(duì)更為一般的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題則用基本運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)合成的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)?！　”酒獙?duì)每種基本運(yùn)動(dòng)形式的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究，都從三個(gè)不同的側(cè)面或角度展開(kāi)，即研究每種基本運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)效應(yīng)、時(shí)間累積效應(yīng)和空間累積效應(yīng)。瞬時(shí)效應(yīng)的基本思路是跟蹤物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的任意瞬時(shí)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，建立動(dòng)力學(xué)微分方程；時(shí)間累積效應(yīng)的基本思路是考察改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的內(nèi)因與外因?qū)ξ矬w作用一段時(shí)間之后，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變狀況，建立物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不同時(shí)間狀態(tài)間的變化規(guī)律；空間累積效應(yīng)的基本思路是考察改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的內(nèi)因與外因?qū)ξ矬w作用一段空間距離之后，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變狀況，建立物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不同空間狀態(tài)間的變化規(guī)律。原則上，從動(dòng)力學(xué)研究的三個(gè)側(cè)面或角度都可以得到物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，但是在不同情況下，用不同效應(yīng)解決實(shí)際問(wèn)題的繁簡(jiǎn)程度是不一樣的。瞬時(shí)效應(yīng)以研究物體中間運(yùn)動(dòng)過(guò)程為基礎(chǔ)來(lái)研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此中間過(guò)程的復(fù)雜程度決定了它解決實(shí)際問(wèn)題的繁簡(jiǎn)程度；時(shí)間累積效應(yīng)和空間累積效應(yīng)避開(kāi)了對(duì)物體中間過(guò)程的跟蹤研究，轉(zhuǎn)而通過(guò)研究始、末兩個(gè)狀態(tài)間的變化狀況來(lái)獲得物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此兩個(gè)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)參量是否容易確定決定了累積效應(yīng)解決實(shí)際問(wèn)題的難易程度。更一般的情況是將三種效應(yīng)結(jié)合起來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，往往也是最為方便的。

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