大學(xué)物理（下冊(cè)）

前言

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本最普遍的運(yùn)動(dòng)形式（機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、微觀粒子運(yùn)動(dòng)等）及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對(duì)象具有極大的普遍性，它的基本理論滲透到自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門，它是自然科學(xué)的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。以物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為內(nèi)容的大學(xué)物理課，它所包括的經(jīng)典物理、近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識(shí)等都是一個(gè)高級(jí)工程技術(shù)人員所必備的。因此，大學(xué)物理課是高等工業(yè)學(xué)校各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課，高等工業(yè)學(xué)校中開設(shè)大學(xué)物理課的作用，一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)；另一方面使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究問題的方法。這些都起著開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)適應(yīng)能力、提高人才素質(zhì)的重要作用，學(xué)好大學(xué)物理課，不僅對(duì)學(xué)生在校的學(xué)習(xí)十分重要，而且對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新技術(shù)，不斷更新知識(shí)，都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。通過大學(xué)物理課的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對(duì)物理學(xué)所研究的各種運(yùn)動(dòng)形式以及它們之間的聯(lián)系，有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)大學(xué)物理中的基本理論、基本知識(shí)能夠正確地理解，并具有初步應(yīng)用的能力。我們?cè)诙嗄甏髮W(xué)物理教學(xué)改革實(shí)踐中深切感到，教學(xué)環(huán)節(jié)中，要注意在傳授知識(shí)的同時(shí)著重培養(yǎng)能力，教材應(yīng)更加重視人的培養(yǎng)，要有效地與理工科專業(yè)結(jié)合，兼顧文、法、管理等專業(yè)，減少比較繁瑣的公式推導(dǎo)，為此，我們組織編寫了《大學(xué)物理》教材。本書精選了一部分與基本概念、基本方法有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)的例題，以便學(xué)生更好地理解、掌握重點(diǎn)內(nèi)容。

內(nèi)容概要

本書是依據(jù)教育部高等學(xué)校物理與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)頒布的“理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求”，并結(jié)合作者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成的。    全書共21章，分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)內(nèi)容包括力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)3篇；下冊(cè)內(nèi)容包括熱學(xué)、光學(xué)、近代物理3篇。本書將理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求的全部A類內(nèi)容和絕大多數(shù)B類內(nèi)容，按認(rèn)知規(guī)律有序整合，構(gòu)建了基礎(chǔ)物理的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。書中對(duì)物理學(xué)的基本概念、基本理論作了比較系統(tǒng)全面的講述，特別注重物理概念的描述，減少了比較繁雜的推導(dǎo)過程，增加了物理規(guī)律在工程中應(yīng)用的內(nèi)容，也介紹了一些近現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展和熱點(diǎn)問題，力求拓展學(xué)生的視野，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，并提供了一些典型例題，幫助學(xué)生自學(xué)、抓住重點(diǎn)。    本書可作為理工、文、經(jīng)、管、法學(xué)科的大學(xué)物理教材，也可作為中學(xué)物理教師的教學(xué)參考書和自學(xué)人員的參考教材。

書籍目錄

前言第四篇  分子物理學(xué)和熱力學(xué)第13章  氣體動(dòng)理論  13.1  平衡狀態(tài)理想氣體狀態(tài)方程    13.1.1  狀態(tài)參量    13.1.2  平衡態(tài)平衡過程    13.1.3  理想氣體狀態(tài)方程  13.2  氣體分子運(yùn)動(dòng)論的壓強(qiáng)公式    13.2.1  理想氣體的微觀模型    13.2.2  平衡態(tài)的統(tǒng)計(jì)假設(shè)    13.2.3  理想氣體的壓強(qiáng)公式  13.3  氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度關(guān)系    13.3.1  溫度公式    13.3.2  氣體分子的方均根速率  13.4  能量按自由度均分原理理想氣體內(nèi)能    13.4.1  自由度    13.4.2  氣體分子的自由度    13.4.3  能量均分原理    13.4.4  理想氣體內(nèi)能  13.5  麥克斯韋分子速率分布律    13.5.1  分子的速率分布    13.5.2  氣體分子速率的三種統(tǒng)計(jì)平均值  13.6  平均自由程氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象    13.6.1  分子的平均碰撞頻率    13.6.2  分子的平均自由程    13.6.3  氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象及其基本定律  13.7  真空的獲得和低壓的測(cè)定    13.7.1  真空的特點(diǎn)    13.7.2  真空的獲得    13.7.3  真空(低壓)的測(cè)量  習(xí)題第14章  熱力學(xué)的物理基礎(chǔ)  14.1  熱力學(xué)第一定律    14.1.1  熱力學(xué)過程    14.1.2  功、熱量、內(nèi)能    14.1.3  熱力學(xué)第一定律  14.2  熱力學(xué)第一定律對(duì)于理想氣體的等值過程的應(yīng)用    14.2.1  等容過程    14.2.2  等溫過程    14.2.3  等壓過程  14.3  氣體的摩爾熱容量    14.3.1  熱容量的概念    14.3.2  氣體的定容摩爾熱容量Cv    14.3.3  氣體的定壓摩爾熱容量Cp    14.3.4  比熱容比γ  14.4  絕熱過程    14.4.1  絕熱過程方程的推導(dǎo)    14.4.2  絕熱線與等溫線的討論  14.5  循環(huán)過程卡諾循環(huán)    14.5.1  循環(huán)過程    14.5.2  循環(huán)效率    14.5.3  卡諾循環(huán)    14.5.4  卡諾機(jī)的效率    14.5.5  制冷機(jī)的應(yīng)用  14.6  熱力學(xué)第二定律    14.6.1  熱力學(xué)第二定律    14.6.2  可逆過程和不可逆過程    14.6.3  卡諾定理    14.6.4  熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義  習(xí)題第15章  真實(shí)氣體  15.1  真實(shí)氣體的等溫線  15.2  范德瓦耳斯方程  15.3  焦耳-湯姆孫實(shí)驗(yàn)真實(shí)氣體的內(nèi)能  15.4  低溫的獲得    15.4.1  液化氣體獲得低溫    15.4.2  絕熱退磁降溫    15.4.3  稀釋制冷    15.4.4  激光冷卻中性原子  15.5  相變與熱處理技術(shù)    15.5.1  相變    15.5.2  熱處理技術(shù)第五篇  波動(dòng)光學(xué)第16章  光的干涉  16.1  光源光的單色性和相干性  16.2  雙縫干涉  16.3  光程和光程差  16.4  薄膜干涉  16.5  劈尖干涉牛頓環(huán)  16.6  邁克耳孫干涉儀及應(yīng)用  習(xí)題第17章  光的衍射  17.1  光的衍射現(xiàn)象惠更斯一菲涅耳原理  17.2  單縫和圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射  17.3  光柵衍射  17.4  光學(xué)儀器的分辨率  17.5  倫琴射線衍射布拉格方程  習(xí)題第18章  光的偏振  18.1  自然光和偏振光  18.2  偏振片的起偏和檢偏馬呂斯定律  18.3  反射和折射光的偏振  18.4  光的雙折射現(xiàn)象  18.5  偏振光的干涉人為雙折射現(xiàn)象  18.6  旋光現(xiàn)象  習(xí)題第六篇  近代物理基礎(chǔ)第19章  相對(duì)論基礎(chǔ)  19.1  伽利略變換與經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀    19.1.1  伽利略變換    19.1.2  經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀  19.2  狹義相對(duì)論的基本假設(shè)洛倫茲變換    19.2.1  狹義相對(duì)論提出的歷史背景    19.2.2  狹義相對(duì)論的基本假設(shè)    19.2.3  洛倫茲坐標(biāo)變換式    19.2.4  洛倫茲速度變換式  19.3  狹義相對(duì)論的時(shí)空觀    19.3.1  長(zhǎng)度收縮    19.3.2  時(shí)間膨脹    19.3.3  同時(shí)的相對(duì)性  19.4  狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)    19.4.1  質(zhì)量和動(dòng)量    19.4.2  動(dòng)力學(xué)基本方程    19.4.3  能量    19.4.4  能量與動(dòng)量的關(guān)系    19.4.5  光子的能量、質(zhì)量和動(dòng)量  19.5  廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介    19.5.1  孿生子佯謬    19.5.2  廣義相對(duì)論的基本原理和時(shí)空彎曲    19.5.3  廣義相對(duì)論的可觀測(cè)效應(yīng)  習(xí)題第20章  波粒二象性  20.1  黑體輻射與普朗克量子化假說    20.1.1  熱輻射    20.1.2  黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律    20.1.3  黑體熱輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律    20.1.4  普朗克的能量子假設(shè)  20.2  光電效應(yīng)    20.2.1  光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律    20.2.2  經(jīng)典理論的解釋及其困難    20.2.3  光子假設(shè)及光的波粒二象性    20.2.4  光子假說對(duì)光電效應(yīng)的解釋    20.2.5  愛因斯坦的光電效應(yīng)方程  20.3  康普頓效應(yīng)    20.3.1  康普頓效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律    20.3.2  康普頓效應(yīng)的量子解釋    20.3.3  康普頓散射公式  20.4  微觀粒子的波粒二象性    20.4.1  微觀粒子的波粒二象性    20.4.2  德布羅意方程    20.4.3  自由粒子的德布羅意波長(zhǎng)    20.4.4  戴維孫-革末實(shí)驗(yàn)  20.5  不確定關(guān)系    20.5.1  電子單縫衍射實(shí)驗(yàn)    20.5.2  不確定關(guān)系  習(xí)題第21章  原子的量子理論初步  21.1  玻爾的原子量子理論    21.1.1  氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律    21.1.2  原子的有核模型    21.1.3  玻爾的氫原子量子論    21.1.4  氫原子結(jié)構(gòu)的計(jì)算  21.2  薛定諤方程    21.2.1  波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋    21.2.2  一般的薛定諤波動(dòng)方程    21.2.3  定態(tài)薛定諤波動(dòng)方程  21.3  一維勢(shì)場(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)    21.3.1  一維無限深勢(shì)阱中的粒子運(yùn)動(dòng)    21.3.2  勢(shì)壘貫穿  21.4  量子力學(xué)中的原子問題    21.4.1  氫原子薛定諤方程的解    21.4.2  多電子原子的描述  21.5  激光    21.5.1  氦-氖激光器    21.5.2  原子的躍遷    21.5.3  激光的獲得  21.6  固體的能帶結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體的基本概念    21.6.1  半導(dǎo)體的基本概念    21.6.2  固體能帶的基本概念    21.6.3  本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體  21.7  原子核與基本粒子    21.7.1  放射性    21.7.2  原子核    21.7.3  基本粒子    21.7.4  核磁共振    習(xí)題習(xí)題參考答案附錄  附錄A  物理量單位制    一、單位制    二、國(guó)際單位制簡(jiǎn)介    三、力學(xué)和電學(xué)中曾經(jīng)出現(xiàn)過的單位制  附錄B  常用字母和數(shù)學(xué)符號(hào)  附錄C  單位換算  附錄D  基本物理常數(shù)  附錄E  一些固體的密度  附錄F  某些聲波與某些物體振動(dòng)的頻率  附錄G  某些物質(zhì)的特征值

章節(jié)摘錄

插圖：狀態(tài)參量以描述，用一些物理量從整體上對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行描述的方法稱為宏觀描述。描述系統(tǒng)整體特性的可觀測(cè)物理量稱為宏觀量，如用溫度、壓強(qiáng)、體積、熱容等。相應(yīng)地，用一組宏觀量描述的系統(tǒng)狀態(tài)，稱為宏觀態(tài)。宏觀量一般為人們所觀察到，可以用儀器進(jìn)行測(cè)量。任何宏觀物體都是由分子、原子等微觀粒子組成。通過對(duì)微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的說明來描述系統(tǒng)的方法稱為微觀描述。通常把描述單個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量稱為微觀量，如粒子的質(zhì)量、位置、動(dòng)量、能量等，相應(yīng)地，用系統(tǒng)中各粒子的微觀量描述的系統(tǒng)狀態(tài)，稱為微觀態(tài)。微觀量不能被直接觀察到，一般也不能直接測(cè)量。氣體狀態(tài)參量當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)將不再隨時(shí)間變化，因此可以使用相應(yīng)的物理量來具體描述系統(tǒng)的狀態(tài)。這些物理量通稱為狀態(tài)參量，或簡(jiǎn)稱態(tài)參量。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"規(guī)劃教材?大學(xué)物理(下冊(cè))》可作為理工、文、經(jīng)、管、法學(xué)科的大學(xué)物理教材，也可作為中學(xué)物理教師的教學(xué)參考書和自學(xué)人員的參考教材。

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