大學(xué)物理學(xué).中冊

前言

人類的科學(xué)發(fā)展史表明，物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，它的基本概念和基本規(guī)律被廣泛應(yīng)用到所有的自然科學(xué)領(lǐng)域。當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展也都起源于對物理規(guī)律的探索。我們?nèi)祟惗忌钤谟晌锢韺W(xué)基本規(guī)律所約束的時空中，物理學(xué)的發(fā)展對人類的物質(zhì)觀、時空觀、世界觀，以及對整個人類的文化都產(chǎn)生了極其深刻的影響，因此，物理學(xué)是人類現(xiàn)代文明之源。物理學(xué)的每一個新思想、新發(fā)現(xiàn)，甚至那些原本看來是“純”基礎(chǔ)的研究成就，都會發(fā)展成為高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。例如，20世紀(jì)30年代末，固體的能帶理論的出現(xiàn)使得巴丁、布拉頓和肖克萊在1947年發(fā)明了晶體管，1958年基爾比和諾伊斯又發(fā)明了鍺、硅集成電路。從此，半導(dǎo)體集成電路迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了一系列新技術(shù)、高技術(shù)和新產(chǎn)品。以計算機(jī)為代表的信息電子產(chǎn)業(yè)已成為世界上最大的產(chǎn)業(yè)。又例如，在愛因斯坦受激輻射理論的基礎(chǔ)上，60年代初誕生了激光器，這又是一個劃時代的物理技術(shù)應(yīng)用成果，激光物理的進(jìn)展為激光在制造工業(yè)、通訊工業(yè)、國防工業(yè)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。今天，物理學(xué)的研究仍在不斷更新著人們對客觀世界的認(rèn)識。

內(nèi)容概要

　　本書是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材，是吳百持教授及參編學(xué)校數(shù)十年來大學(xué)物理課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。全書以大眾化教育形勢下對人才培養(yǎng)的要求為出發(fā)點(diǎn)，針對當(dāng)前學(xué)生的物點(diǎn)編寫面成?！洞髮W(xué)物理學(xué)》在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行改革，雖然在體系上變化不大，但在內(nèi)容選取、教學(xué)安排、講法上等有一定的創(chuàng)新。考慮到對工科生培養(yǎng)的特點(diǎn)，《大學(xué)物理學(xué)》十分注意物理學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系，特別是與工程實(shí)際、科技前沿的聯(lián)系，在例題和習(xí)題的選取上更是盡可能反映工程科技成就。
　　全書分3冊出版，上冊包括力學(xué)和熱學(xué)，中冊包括電磁學(xué)，下冊包括波動學(xué)、光學(xué)與近代物理。與《大學(xué)物理學(xué)》配套有習(xí)題解答、電子教案等輔助用書。這套書可供高等學(xué)校工科各專業(yè)作為大學(xué)物理課程的教材或參考書使用，也可供其它專業(yè)的社會讀者閱讀。

書籍目錄

第三篇 電磁學(xué)
　第7章　真空中的靜電場
　　7.1　電荷庫侖定律
　　7.2　真空中的靜電場電場強(qiáng)度
　　7.3　電場強(qiáng)度通量高斯定理
　　7.4　靜電場的環(huán)路定理電勢
　　7.5　等勢面 電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系
　本章小結(jié)
　習(xí)題
　第8章　靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)
　　8.1　靜電場中的導(dǎo)體
　　8.2　靜電場中的電介質(zhì)
　　8.3　電位移矢量D有電介質(zhì)時的高斯定理
　　8.4　電容器的電容
　　8.5 電場能量
　本章小結(jié)
　習(xí)題
　第9章　穩(wěn)恒電流的磁場
　　9.1　磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度
　　9.2　畢奧-薩伐爾定律
　　9.3　磁通量磁場的高斯定理
　　9.4　安培環(huán)路定理
　　9.5　磁場對電流的作用
　　9.6　磁場對運(yùn)動電荷的作用
　本章小結(jié)
　習(xí)題
　第10章　磁介質(zhì)
　　10.1　磁介質(zhì)的分類
　　10.2　磁介質(zhì)磁性的微觀解釋
　　10.3　有磁介質(zhì)時的磁高斯定理和安培環(huán)路定理
　　10.4　鐵磁質(zhì)
　本章小結(jié)
　習(xí)題
　第11章　電磁感應(yīng)
　　11.1　法拉第電磁感應(yīng)定律
　　11.2　動生電動勢
　　11.3　感生電動勢
　　11.4　自感與互感
　　11.5　磁場能量
　　11.6　麥克斯韋電磁場理論簡介
　本章小結(jié)
　習(xí)題
附錄 物理量的量綱和單位
習(xí)題答案

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   各種發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電源，是目前為人類提供大規(guī)模電能的電源，視與其配套驅(qū)動能源的不同有水力發(fā)電、火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及核能發(fā)電等等，其中水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電是比較清潔的能源，其余各種都在不同程度上對環(huán)境有污染， 風(fēng)力發(fā)電 為了環(huán)境不受污染，也為解決一次性能源大量消耗終將導(dǎo)致枯竭的危險，人們在不斷的尋求新能源，目前全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已超過13932MW。 作為新型電源的太陽能電池，是利用一些半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的電池，它是一種清潔能源，目前已有廣泛地應(yīng)用，例如，在日常生活中有太陽能牧欄、太陽能計算器、太陽能電子表等等，特別是在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用，目前還是其它電源很難代替的，太陽能的應(yīng)用還有廣闊的前景，有待人們進(jìn)一步研究和開發(fā)。 此外，還有利用溫差效應(yīng)直接將熱能轉(zhuǎn)換成電能的小型溫差電源等，對此不再作介紹， 電動勢的單位和電勢差的單位相同，在SI中為伏特（V）。但應(yīng)注意的是，兩者雖然單位相同，且都是標(biāo)量，但卻是完全不同的物理量。電動勢總是和非靜電力的功聯(lián)系在一起的，而電勢差總是和電場力的功聯(lián)系在一起的，電動勢一般都取決于電源本身的性質(zhì)而與外電路無關(guān)，但電路中的電勢和電勢差的分布則與外電路的情況有關(guān)。 11.1.2電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，人們自然會想，既然電流可以產(chǎn)生磁場，那么磁場是否也能產(chǎn)生電流呢？ 下面幾個簡單實(shí)驗(yàn)就回答了這一問題， 如圖11.3所示，回路A中無電源也無電流，電流計G的指針無偏轉(zhuǎn)，當(dāng)磁棒向著線圈運(yùn)動時，電流計指針偏轉(zhuǎn)，表明線圈中有電流流過。若將磁棒背離線圈運(yùn)動，電流計指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不過兩次偏轉(zhuǎn)方向不同，表明兩次線圈中電流方向相反，若磁棒保持不動，使線圈回路向著或背著磁棒運(yùn)動，可以觀察到與之完全類似的現(xiàn)象。 如圖11.4所示，當(dāng)開關(guān)S處于斷開或閉合狀態(tài)，電流計G的指針無偏轉(zhuǎn)，表明線圈B中沒有電流，在閉合或打開開關(guān)S瞬間，線圈B中出現(xiàn)瞬時電流，而且兩種情況下線圈中電流方向相反，如圖11.5所示，勻強(qiáng)磁場B中，電流計G與金屬棒用導(dǎo)線相連接構(gòu)成閉合回路，金屬棒垂直于磁場運(yùn)動時，可觀察到電流計G的指針偏轉(zhuǎn)，說明回路中有電流， 從以上實(shí)驗(yàn)可以得出如下結(jié)論：當(dāng)穿過一閉合導(dǎo)體回路所圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時，無論這種變化是何種原因引起的，該回路中就會產(chǎn)生電流，這種電流稱為感應(yīng)電流，而驅(qū)動感應(yīng)電流的電動勢稱為感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 11.1.3法拉第電磁感應(yīng)定律 法拉第從1822年起，經(jīng)過約10年的實(shí)驗(yàn)研究，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律：導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與穿過導(dǎo)體回路的磁通量變化率成正比。

編輯推薦

《普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材:大學(xué)物理學(xué)(中冊)》編輯推薦：“大學(xué)物理”是理工科低年級學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)理論課，它的作用一方面是為學(xué)生打好必要的物理基礎(chǔ)，而打好物理基礎(chǔ)，不僅對學(xué)生在校學(xué)習(xí)起著十分重要的作用，而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和在工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)，不斷更新知識都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響；另一方面是使學(xué)生初步掌握科學(xué)的思維方法和研究問題的方法，這些都起著增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)能力，開闊思路，激發(fā)探索和創(chuàng)新精神，提高人才科學(xué)素質(zhì)的重要作用。《普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材:大學(xué)物理學(xué)(中冊)》分3冊出版，上冊包括力學(xué)和熱學(xué)，中冊包括電磁學(xué)，下冊包括波動、光學(xué)和近代物理。與《普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材:大學(xué)物理學(xué)(中冊)》配套有習(xí)題解答、電子教案等輔助用書。這套書可供高等學(xué)校工科各專業(yè)作為大學(xué)物理課程的教材或參考書使用，也可供其他專業(yè)的社會讀者閱讀?！镀胀ǜ叩冉逃?十五"國家級規(guī)劃教材:大學(xué)物理學(xué)(中冊)》為中冊。

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