物理學(xué)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

　　《物理學(xué)導(dǎo)論》共16講，內(nèi)容包括熱力學(xué)與統(tǒng)計、特殊的物質(zhì)——電磁場、溫度與能量、光學(xué)與現(xiàn)代光技術(shù)、天文學(xué)漫談、元素的起源、磁學(xué)基礎(chǔ)與常見磁現(xiàn)象、超導(dǎo)電性基礎(chǔ)及應(yīng)用、量子力學(xué)與量子信息學(xué)、從電磁學(xué)到狹義相對論、固體物理基礎(chǔ)與現(xiàn)代科技、從原子到夸克、粒子物理及粒子實驗簡介、磁性材料中的磁疇、實驗與物理學(xué)發(fā)展以及新能源與物理。
　　《物理學(xué)導(dǎo)論》可作為高等學(xué)校理學(xué)類專業(yè)一年級本科生的通識課教材，也可供其他專業(yè)的教師和學(xué)生參考。

書籍目錄

前言
第1講 熱力學(xué)與統(tǒng)計
　1.1 熱學(xué)發(fā)展簡史
　1.2 熱的本質(zhì)——運動
　1.3 熱力學(xué)的四個定律
　1.4 玻爾茲曼與統(tǒng)計力學(xué)
　1.5 麥克斯韋妖與信息熵
　1.6 普利高津與耗散結(jié)構(gòu)(開放系統(tǒng)的熱力學(xué))
第2講 特殊的物質(zhì)——電磁場
　2.1 靜電場
　2.2 磁場
　2.3 電磁感應(yīng)與電磁波
　2.4 電磁波的應(yīng)用
第3講 溫度與能量
　3.1 事物的本性
　3.2 溫度：微觀粒子的運動
　3.3 熱力學(xué)第零定律
　3.4 溫度的標(biāo)準(zhǔn)——溫標(biāo)
　3.5 絕對零度的探索
　3.6 溫室效應(yīng)
　3.7 能量守恒與轉(zhuǎn)換
第4講 光學(xué)與現(xiàn)代光技術(shù)
　4.1 光的波動性
　4.2 光的粒子性
　4.3 光的波粒二象性
　4.4 現(xiàn)代光技術(shù)簡介
第5講 天文學(xué)漫談
　5.1 引言
　5.2 天文學(xué)發(fā)展簡史
　5.3 天文學(xué)的研究對象和內(nèi)容
　5.4 天文學(xué)的研究方法
　5.5 天文學(xué)的分支科學(xué)
　5.6 天文學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系
　5.7 光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的基本知識
　5.8 21世紀(jì)天文學(xué)研究的重大熱點問題
第6講 元素的起源
　6.1 引言
　6.2 agb星的結(jié)構(gòu)與演化
　6.3 外賦agb星
　6.4 貧金屬星中子俘獲元素豐度分布
　6.5 中子俘獲元素的星系化學(xué)演化
　6.6 鉛星與非鉛星問題
　6.7 s+r星問題
　6.8 結(jié)束語
第7講 磁學(xué)基礎(chǔ)與常見磁現(xiàn)象
　7.1 磁學(xué)基礎(chǔ)
　7.2 磁的故鄉(xiāng)
　7.3 生物磁現(xiàn)象
　7.4 地球磁現(xiàn)象
　7.5 宇宙磁現(xiàn)象
　7.6 基本粒子磁現(xiàn)象
第8講 超導(dǎo)電性基礎(chǔ)及應(yīng)用
　8.1 超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)歷史
　8.2 超導(dǎo)體的電磁特性
　8.3 超導(dǎo)的微觀理論解釋
　8.4 超導(dǎo)電性的主要應(yīng)用
　8.5 結(jié)束語
第9講 量子力學(xué)與量子信息學(xué)
　9.1 引言
　9.2 光的波粒二象性
　9.3 微觀粒子的波粒二象性和量子力學(xué)的建立
　9.4 量子信息學(xué)
　9.5 小結(jié)
第10講 從電磁學(xué)到狹義相對論
　10.1 電磁場理論的研究對象
　10.2 從靜態(tài)場到變化場的歷史變革
　10.3 電磁場理論的局限性和經(jīng)典時空觀
　10.4 愛因斯坦與狹義相對論
第11講 固體物理基礎(chǔ)與現(xiàn)代科技
　11.1 固體物理基礎(chǔ)的內(nèi)容
　11.2 固體物理基礎(chǔ)的地位
第12講 從原子到夸克
　12.1 引言
　12.2 古代關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的觀點
　12.3 近代關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子觀
　12.4 原子的結(jié)構(gòu)
　12.5 原子核的結(jié)構(gòu)
　12.6 奇異粒子和共振態(tài)粒子的發(fā)現(xiàn)
　12.7 物質(zhì)的基元——夸克
第13講 粒子物理及粒子實驗簡介
　13.1 引言
　13.2 物質(zhì)的構(gòu)成學(xué)說
　13.3 我國的粒子物理實驗研究
　13.4 粒子物理研究的前景
第14講 磁性材料中的磁疇
　14.1 引言
　14.2 磁疇
　14.3 利用偏光顯微鏡觀察磁疇的法拉第效應(yīng)法
　14.4 磁泡疇的產(chǎn)生和磁泡直徑的測量
　14.5 磁晶各向異性的觀測
第15講 實驗與物理學(xué)發(fā)展
　15.1 實驗在物理學(xué)中的地位和作用
　15.2 物理學(xué)的研究方法——理論與實驗的相輔相成
　15.3 實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)
　15.4 20世紀(jì)世界著名實驗室
　15.5 我國的重要實驗室
　15.6 新型薄膜材料河北省重點實驗室
　15.7 研究方向之一：新型非易性存儲器——電阻式存儲器
第16講 新能源與物理
　16.1 什么是能源
　16.2 能源的分類
　16.3 目前世界經(jīng)濟(jì)的三大能源支柱
　16.4 傳統(tǒng)能源的缺陷
　16.5 開發(fā)新能源的必要性
　16.6 世界能源發(fā)展趨勢——太陽能發(fā)展的必要性
　16.7 太陽能電池工作原理
　16.8 光伏電池的結(jié)構(gòu)組成
　16.9 太陽能電池分類
　16.10 太陽能光伏發(fā)電的特點
　16.11 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展
　16.12 太陽能光伏發(fā)電的新技術(shù)開發(fā)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：能量守恒定律的建立徹底否定了熱質(zhì)說，同時為分子動理論的發(fā)展開辟了道路。經(jīng)過科學(xué)家的長期研究，關(guān)于熱是一種運動形式的設(shè)想終于成為公認(rèn)的真理。人們認(rèn)識到：宏觀的熱現(xiàn)象原來是物質(zhì)內(nèi)大量分子的無規(guī)則運動的表現(xiàn)，物體內(nèi)部的能量就是前面講過的內(nèi)能。熱量不是表示物質(zhì)所含“熱質(zhì)”的多少，而是表示在熱傳遞的過程中傳遞的能量的多少。將熱定義為分子平均動能的表現(xiàn)，現(xiàn)代科學(xué)已將其作為科學(xué)的基本概念寫入教科書中。但是，工程技術(shù)中出現(xiàn)的很多問題用運動熱學(xué)說是無法解釋的。例如，摩擦生熱、激光、溫室效應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)、原子能、核能以及物質(zhì)的熱輻射等并不是分子的熱運動的結(jié)果，它們發(fā)出的熱大部分是以光和熱輻射的形式運動的。光熱輻射不是物質(zhì)，更不是分子；光和熱輻射是一種不是物質(zhì)的能量。對熱概念的正確認(rèn)識是關(guān)系到科學(xué)基礎(chǔ)的大事，必須從眾多的現(xiàn)象中找出本質(zhì)。人們對熱無法深入了解與對力是什么、熵是什么、空間是什么、質(zhì)量是什么等問題的認(rèn)識一樣，是基于對同一個問題的錯誤認(rèn)識——對能量的錯誤認(rèn)識。光和熱輻射就是能量，能量不是物質(zhì)，而是客觀世界的另一個存在。能量占有空間，能量有運動、動量和慣性；但能量不存在質(zhì)量。宇宙幾乎有無限的質(zhì)量，物質(zhì)又不停地釋放光和熱輻射等能量，如果將它們看成物質(zhì)，就是物質(zhì)在不停地產(chǎn)生物質(zhì)，宇宙中的物質(zhì)將不停地增長下去，宇宙不需要能量就可以永遠(yuǎn)地膨脹下去，這肯定是無法讓人們接受的，也是科學(xué)不能允許的。宇宙空間是由動能量、靜能量和基態(tài)能量組成的。動能量是有溫度、頻率的能量。動能量空間是隨時間自由膨脹的，能量密度不斷下降，能量空間體積不斷增大，溫度和頻率逐漸降低，波長逐漸變長，最后變成靜能量，動能量轉(zhuǎn)換成靜能量。靜能量又不斷轉(zhuǎn)化為基態(tài)能量，使靜能量空間和基態(tài)能量空間的能量密度保持不變。能量密度高，溫度就高，能量波的頻率也高；能量密度低，溫度就低，能量波的頻率也低。溫度是由能量密度的大小決定的，不是由分子的熱運動決定的。能量的運動決定分子的運動，沒有能量物質(zhì)將停止運動。運動不是物質(zhì)固有的，物質(zhì)是吸收空間能量才運動的。星體內(nèi)部為什么都是液體或氣體的，這是物質(zhì)分子、原子不停地釋放能量使物質(zhì)問的能量密度不斷增加，溫度不斷升高的結(jié)果。地球的自轉(zhuǎn)、太陽的發(fā)光、星球的爆炸、大陸的板塊運動、地震、地磁、地光、溫室效應(yīng)、火山和洋流等都是物質(zhì)釋放熱輻射等能量造成的。地殼和地幔的相對運動是地幔釋放的高壓能量作用地殼的結(jié)果。熱力學(xué)第二定律就是描寫動能量運動規(guī)律的運動，它的時間之矢就是動能量空間的膨脹方向，也是熵增大的方向。能量密度是產(chǎn)生熱的根源這一認(rèn)識是不易被人們接受的，因為它和唯物主義的世界是物質(zhì)認(rèn)識觀相對立，對熱正確的認(rèn)識必須從能量是不同于物質(zhì)的客觀存在的認(rèn)識轉(zhuǎn)變開始。

編輯推薦

《物理學(xué)導(dǎo)論》是21世紀(jì)高等院校教材之一。

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