大學(xué)物理教程(上、下）

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理教程(上下)》分為上、下兩冊，上冊內(nèi)容包括質(zhì)點運動學(xué)、質(zhì)點動力學(xué)、功和能、動量、剛體力學(xué)、振動、波動、狹義相對論、氣體動理論和熱力學(xué)基礎(chǔ)；下冊內(nèi)容包括靜電場、靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、電流和穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、幾何光學(xué)、光的干涉、光的衍射、光的偏振、早期量子論和量子力學(xué)基礎(chǔ)、固體和激光的量子理論簡介、核物理與粒子物理簡介，全書還包含六個專題，分別為：大氣的運動，流體力學(xué)簡介，相變熱力學(xué)簡介，大氣電場，晴天大氣電導(dǎo)率、體電荷和電流，大氣散射的基本理論與現(xiàn)象，本書不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本原理和方法，而且通過將物理學(xué)基本原理與大氣科學(xué)相結(jié)合，可加深學(xué)生對物理學(xué)原理在大氣科學(xué)中應(yīng)用的認(rèn)識。
《大學(xué)物理教程(上下)》可作為高等院校理工科非物理類本科專業(yè)的基礎(chǔ)物理課程教材，也可供其他相關(guān)專業(yè)選用，并可供中學(xué)物理教師進(jìn)修、自學(xué)使用。

書籍目錄

前言
緒論
第1章 質(zhì)點運動學(xué)
 1.1 質(zhì)點和參考系
 1.2 描述質(zhì)點運動的物理量
 1.2.1 時間空間
 1.2.2 過程量和狀態(tài)量
 1.2.3 位置矢量
 1.2.4 位移矢量和路程
 1.2.5 瞬時速度
 1.2.6 瞬時加速度
 1.2.7 γ、σ、α三個狀態(tài)量的關(guān)聯(lián)
 1.3 拋體運動
 1.3.1 運動疊加原理
 1.3.2 運動方程和運動軌跡
 1.4 圓周運動
 1.4.1 勻速率圓周運動
 1.4.2 變速率圓周運動
 1.4.3 圓周運動的角量描述
 1.4.4 角量和線量的轉(zhuǎn)換關(guān)系
 1.5 一般平面曲線運動和自然坐標(biāo)系
 1.5.1 一般平面曲線運動
 1.5.2 自然坐標(biāo)系
 習(xí)題
第2章 質(zhì)點動力學(xué)
 2.1 牛頓運動定律
 2.1.1 牛頓第一定律
 2.1.2 牛頓第二定律
 2.1.3 牛頓第三定律
 2.1.4 國際單位制和量綱
 2.1.5 常見的力
 2.1.6 牛頓定律的應(yīng)用
 2.2 相對運動和非慣性系力學(xué)
 2.2.1 運動描述的相對性
 2.2.2 力學(xué)相對性原理(伽利略相對性原理)
 2.2.3 直線加速運動參考系中的慣性力
 2.2.4 勻角速轉(zhuǎn)動參考系中的慣性力
 習(xí)題
專題A 大氣的運動
第3章 功和能
 3.1 功和功率
 3.1.1 功
 3.1.2 功率
 3.2 動能和動能定理
 3.3 勢能
 3.3.1 保守力做功
 3.3.2 勢能
 3.3.3 勢能曲線
 3.3.4 勢能和保守力的微分關(guān)系
 3.4 功能原理
 3.4.1 質(zhì)點系的動能定理
 3.4.2 質(zhì)點系的功能原理
 3.5 機(jī)械能守恒定律
 3.5.1 機(jī)械能守恒定律
 3.5.2 普遍的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律
 3.6 宇宙速度
 3.6.1 第一宇宙速度
 3.6.2 第二宇宙速度
 3.6.3 第三宇宙速度
 3.7 對稱性和守恒定律
 習(xí)題
第4章 動量
 4.1 動量和動量定理
 4.1.1 沖量
 4.1.2 動量
 4.1.3 質(zhì)點的動量定理
 4.2 質(zhì)點系動量定理
 4.3 動量守恒定律
 4.4 碰撞
 4.4.1 彈性碰撞
 4.4.2 完全非彈性碰撞
 4.4.3 非彈性碰撞
 4.5 火箭飛行原理
 4.6 質(zhì)點的角動量
 4.6.1 質(zhì)點的角動量的定義
 4.6.2 角動量定理
 4.6.3 質(zhì)點角動量守恒定律
 4.6.4 開普勒第二定律
 習(xí)題
第5章 剛體力學(xué)
 5.1 剛體的運動
 5.1.1 平動
 5.1.2 剛體的定軸轉(zhuǎn)動
 5.1.3 剛體的平面運動
 5.1.4 剛體的一般運動
 5.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動
 5.2.1 力矩
 5.2.2 定軸轉(zhuǎn)動定律
 5.2.3 轉(zhuǎn)動慣量及計算
 5.3 力矩的功 轉(zhuǎn)動動能
 5.3.1 力矩的功
 5.3.2 力矩的功率
 5.3.3 轉(zhuǎn)動動能
 5.3.4 剛體轉(zhuǎn)動動能定理
 5.4 質(zhì)心與質(zhì)心運動定律
 5.4.1 質(zhì)心
 5.4.2 質(zhì)心坐標(biāo)
 5.4.3 質(zhì)心運動定律
 5.5 剛體的功和能
 5.6 剛體的平面運動
 5.7 剛體的角動量 角動量守恒定律
 5.7.1 沖量矩
 5.7.2 剛體對軸的角動量
 5.7.3 剛體對軸的角動量定理
 5.7.4 剛體對軸的角動量守恒定律
 5.8 進(jìn)動
 5.8.1 進(jìn)動現(xiàn)象
 5.8.2 進(jìn)動角速度
 5.8.3 炮彈飛行時的進(jìn)動
 5.8.4 章動
 習(xí)題
專題B 流體力學(xué)簡介
第6章 振動
 6.1 簡諧振動
 6.1.1 振動的基本概念
 6.1.2 簡諧振動
 6.1.3 特征量及計算
 6.1.4 旋轉(zhuǎn)矢量法和復(fù)數(shù)法
 6.1.5 簡諧振動的能量
 6.2 簡諧振動的疊加
 6.2.1 同一直線上兩個同頻率簡諧振動的合成
 6.2.2 同一直線上n個同頻率簡諧振動的合成
 6.2.3 同一直線上兩個頻率相近的簡諧振動合成
 6.2.4 兩個相互垂直的簡諧振動的合成
 6.2.5 振動的分解 頻譜
 6.3 阻尼振動、受迫振動和共振
 6.3.1 阻尼振動
 6.3.2 受迫振動和共振
 習(xí)題
第7章 波動
 7.1 關(guān)于波動的基本概念
 7.1.1 波的產(chǎn)生和傳播
 7.1.2 橫波與縱波
 7.1.3 波面和波線
 7.1.4 波速、波長以及波的周期和頻率
 7.1.5 波動的特征
 7.2 簡諧波
 7.2.1 平面簡諧波和波函數(shù)
 7.2.2 波函數(shù)的物理意義
 7.3 波動方程和波的能量
 7.3.1 一維波函數(shù)的二階微分形式
 7.3.2 一維波動方程的動力學(xué)推導(dǎo)
 7.3.3 波的能量
 7.3.4 能流和能流密度
 7.3.5 波的吸收
 7.3.6 聲波 超聲波 次聲波
 7.4 惠更斯原理
 7.4.1 惠更斯原理
 7.4.2 波的衍射
 7.4.3 波的反射和折射
 7.5 波的干涉
 7.5.1 波的疊加原理
 7.5.2 波的干涉現(xiàn)象 相干波 相干波源
 7.5.3 駐波
 7.6 多普勒效應(yīng)
 7.6.1 現(xiàn)象
 7.6.2 機(jī)械波的多普勒效府
 7.6.3 其他波中的多普勒效應(yīng)
 習(xí)題
第8章 狹義相對論
 8.1 伽利略變換與經(jīng)典力學(xué)的時空觀
 8.1.1 伽利略變換
 8.1.2 經(jīng)典力學(xué)的時空觀
 8.2 狹義相對論基本原理 洛倫茲變換
 8.2.1 狹義相對論產(chǎn)生的歷史背景
 8.2.2 狹義相對論基本原理
 8.2.3洛倫茲變換
 8.3 狹義相對論的時空觀
 8.3.1 同時的相對性
 8.3.2 時間延緩效應(yīng)
 8.3.3 長度收縮效應(yīng)
 8.4 相對論速度變換公式
 8.5 狹義相對論動力學(xué)
 8.5.1 質(zhì)量和速度的關(guān)系
 8.5.2 相對論力學(xué)基本方程
 8.5.3 質(zhì)量和能量的關(guān)系
 8.5.4 能量和動量的關(guān)系
 習(xí)題
第9章 氣體動理論
 9.1 物質(zhì)的微觀特征 理想氣體分子模型
 9.1.1 物質(zhì)的微觀特征
 9.1.2 理想氣體分子模型
 9.2 氣體狀態(tài)參量 理想氣體狀態(tài)方程
 9.2.1 氣體系統(tǒng)的平衡態(tài)
 9.2.2 氣體的狀態(tài)參量
 9.2.3 理想氣體狀態(tài)方程
 9.3 理想氣體的壓強(qiáng)和溫度
 9.3.1 理想氣體的壓強(qiáng)公式
 9.3.2 溫度的微觀解釋
 9.4 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能
 9.4.1 自由度
 9.4.2 能量均分定理
 9.4.3 理想氣體的內(nèi)能
 9.5 麥克斯韋速率分布律
 9.5.1 速率分布函數(shù)
 9.5.2 麥克斯韋速率分布律
 9.5.3 麥克斯韋分布律下三種特征速率
 9.6 范德瓦耳斯方程
 9.6.1 分子體積引起的修正
 9.6.2 分子間引力引起的修正
 9.7 氣體分子的平均自由程
 9.8 氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象
 9.8.1 黏滯現(xiàn)象
 9.8.2 熱傳導(dǎo)現(xiàn)象
 9.8.3 擴(kuò)散現(xiàn)象
 習(xí)題
第10章 熱力學(xué)基礎(chǔ)
 10.1 熱力學(xué)第一定律
 10.1.1 準(zhǔn)靜態(tài)過程
 10.1.2 功、熱量與內(nèi)能
 10.1.3 熱力學(xué)第一定律
 10.1.4 熱容量
 10.2 熱力學(xué)第一定律在理想氣體中的應(yīng)用
 10.2.1 等容過程
 10.2.2 等壓過程
 10.2.3 等溫過程
 10.2.4 絕熱過程
 10.3 循環(huán)過程 卡諾循環(huán)
 10.3.1 循環(huán)過程
 10.3.2 卡諾循環(huán)
 10.4 熱力學(xué)第二定律
 10.4.1 熱力學(xué)第二定律的兩種表述
 10.4.2 可逆過程和不可逆過程
 10.4.3 卡諾定理
 10.5 熵熵增加原理
 10.5.1 熵
 10.5.2 熵增加原理
 10.6 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義
 10.6.1 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義
 10.6.2 熵的微觀意義
 習(xí)題
專題C 相變熱力學(xué)簡介
部分習(xí)題參考答案

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：4。納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用納米技術(shù)的發(fā)展，使微電子和光電子的結(jié)合更加緊密，在光電信息傳輸、存儲、處理、運算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。將納米技術(shù)用于現(xiàn)有雷達(dá)信息處理上，可使其能力提高十倍至幾百倍，甚至可以將超高分辨率納米孔徑雷達(dá)放到衛(wèi)星上進(jìn)行高精度的對地偵察。但是要獲取高分辨率圖像，就需要先進(jìn)的數(shù)字信息處理技術(shù)。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，將光調(diào)制器和光探測器結(jié)合在一起的量子阱自電光效應(yīng)器件，將為實現(xiàn)光學(xué)高速數(shù)學(xué)運算提供可能。美國桑迪亞國家實驗室的Paul等發(fā)現(xiàn)：納米激光器的微小尺寸可以使光子被限制在少數(shù)幾個狀態(tài)上，而低音廊效應(yīng)則使光子受到約束，直到所產(chǎn)生的光波累積起足夠多的能量后透過此結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是激光器達(dá)到極高的工作效率，而能量閾則很低。納米激光器實際上是一根彎曲成極薄面包圈的形狀的光子導(dǎo)線，實驗發(fā)現(xiàn)，納米激光器的大小和形狀能夠有效控制它發(fā)射出的光子的量子行為，從而影響激光器的工作。研究還發(fā)現(xiàn)，納米激光器工作時只需約100μA的電流。最近科學(xué)家們把光子導(dǎo)線縮小到只有五分之一立方微米體積內(nèi)。在這一尺度上，此結(jié)構(gòu)的光子狀態(tài)數(shù)少于10個，接近了無能量運行所要求的條件，但是光子的數(shù)目還沒有減少到這樣的極限上。最近，麻省理工學(xué)院的研究人員把被激發(fā)的鋇原子一個一個地送入激光器中，每個原子發(fā)射一個有用的光子，其效率之高，令人驚訝：除了能提高效率以外，無能量閾納米激光器的運行還可以得出速度極快的激光器。由于只需要極少的能量就可以發(fā)射激光，這類裝置可以實現(xiàn)瞬時開關(guān)。已經(jīng)有一些激光器能夠以快于每秒鐘200億次的速度開關(guān)，適合用于光纖通信。由于納米技術(shù)的迅速發(fā)展，這種無能量閾納米激光器的實現(xiàn)將指日可待。

編輯推薦

《大學(xué)物理教程(下冊)》是普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材之一。

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