大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)

前言

　　為了緊密配合教育部啟動的“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作”，2003年6月本書的主編成員單位——華中農(nóng)業(yè)大學(xué)積極申報了“21世紀(jì)中國高等學(xué)校農(nóng)林／醫(yī)藥類專業(yè)數(shù)理化基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新與實踐”課題，2003年8月在全國高等學(xué)校教學(xué)研究中心組織的立項研討會上確定華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等農(nóng)林院校作為該課題的參加單位，并由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)物理類課題“農(nóng)林類專業(yè)物理理論課教學(xué)內(nèi)容和課程體系的創(chuàng)新與實踐”（項目編號BIA010092一D03）。本書是教育部全國高等學(xué)校教學(xué)研究中心立項資助的“21世紀(jì)中國高等學(xué)校農(nóng)林／醫(yī)藥類專業(yè)數(shù)理化基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新與實踐”課題的研究成果之一?！　　洞髮W(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》第二版是“面向21世紀(jì)課程教材”《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》的修訂版。它保持了原書的基本特色，并克服了第一版所存在的不足之處。為了使學(xué)生易于接受力學(xué)的基礎(chǔ)知識，第一、二章重新進(jìn)行了編寫。同時，為了精簡內(nèi)容，原教材第四部分不再安排在本書中，對其他部分也作了許多調(diào)整和補(bǔ)充，使全書內(nèi)容更加豐富，更符合生命科學(xué)類、農(nóng)、林、工等專業(yè)的教學(xué)需要。本教材新的特點是：　　1．對于經(jīng)典物理的內(nèi)容力求以高起點、能與近代物理相銜接的模式展現(xiàn)在讀者面前?；A(chǔ)力學(xué)部分直接運(yùn)用矢量代數(shù)和微積分的分析方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；力學(xué)的定律突出以三個守恒定律為核心，與現(xiàn)代物理學(xué)的方法接軌；牛頓力學(xué)與相對論力學(xué)相呼應(yīng)，使學(xué)生了解牛頓時空觀的局限性，開拓學(xué)生的視野。電磁場運(yùn)動規(guī)律部分參照電動力學(xué)處理命題的形式，改變孤立地講解電、磁現(xiàn)象的定理、定律的傳統(tǒng)架構(gòu)，而以“場”的各種形式作為引導(dǎo)理論深入的紅線。光與量子運(yùn)動規(guī)律和現(xiàn)代科技知識部分避開若干物理發(fā)展過程中出現(xiàn)的理論，直接將當(dāng)今成熟的理論介紹給讀者?！　?．全書的面貌更具有時代的氣息，更適合21世紀(jì)高等教育的需要。書中全面地引出了當(dāng)前自然科學(xué)和新技術(shù)領(lǐng)域中所涉及的基礎(chǔ)物理原理。例如，非線性力學(xué)及相關(guān)的混沌、分形、孤波等；非線性熱力學(xué)及相關(guān)的耗散結(jié)構(gòu)、負(fù)熵理論；非平衡態(tài)過程、液晶、凝聚態(tài)物理；非線性光學(xué)和物質(zhì)的微觀粒子結(jié)構(gòu)、宏觀宇宙模型等等。對于當(dāng)今科技界熱門的高新技術(shù)，如光纖通信、激光全息技術(shù)、超導(dǎo)材料、納米技術(shù)、量子隧道掃描技術(shù)、核磁共振及多種宏觀的傳感器、微觀的探針和放射性標(biāo)記都作了適當(dāng)?shù)慕榻B。

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（第2版）》是教育部全國高等學(xué)校教學(xué)研究中心立項資助的“21世紀(jì)中國高等學(xué)校農(nóng)林／醫(yī)藥類專業(yè)數(shù)理化基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新與實踐”課題的研究成果之一，是“面向21世紀(jì)課程教材”《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（第2版）》的第二版?！洞髮W(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（第2版）》分為三大部分：實物的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律；電磁場運(yùn)動規(guī)律；光與量子運(yùn)動規(guī)律和現(xiàn)代科技知識?！洞髮W(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（第2版）》體現(xiàn)了經(jīng)典物理的高起點，并與近代物理相銜接；介紹了與當(dāng)今高科技相關(guān)的物理基礎(chǔ)；突出了生命科學(xué)的特色以及與農(nóng)、林、工等專業(yè)相聯(lián)系的特點；強(qiáng)調(diào)了對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育并考慮到大學(xué)基礎(chǔ)教育的實用性?！　　洞髮W(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（第2版）》可作為高等農(nóng)、林院校有關(guān)生命科學(xué)類專業(yè)的教科書，也可以作為綜合大學(xué)、師范院校、醫(yī)科院校等的相近專業(yè)和工科院校少學(xué)時專業(yè)的教材或參考書，亦可用作自學(xué)參考書。

書籍目錄

緒論第一部分 實物的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律第一章 牛頓力學(xué)概述1.1 質(zhì)點運(yùn)動狀態(tài)的描述1.2 質(zhì)點動力學(xué)習(xí)題參考文獻(xiàn)第二章 力學(xué)中的三個守恒定律2.1 動量守恒定律2.2 能量守恒定律2.3 角動量守恒定律2.4 物理史觀與評述 經(jīng)典力學(xué)的局限性習(xí)題參考文獻(xiàn)第三章 相對論力學(xué)3.1 相對論運(yùn)動學(xué)3.2 狹義相對論動力學(xué)3.3 狹義相對論的實驗例證3.4 廣義相對論及其檢驗3.5 物理史觀與評述人類對時空認(rèn)識的飛躍附錄3.1 由牛頓的絕對時空觀推導(dǎo)伽利略坐標(biāo)變換附錄3.2 關(guān)于狹義相對論時空觀的論證附錄3.3 洛倫茲變換的推導(dǎo)習(xí)題參考文獻(xiàn)第四章 振動與波4.1 諧振動4.2 振子4 3 非線性振動4.4 簡諧波4.5 簡諧波的干涉4.6 非線性波4.7 聲波 超聲與次聲習(xí)題參考文獻(xiàn)第五章 流體力學(xué)5.1 理想流體的定常流動5.2 粘滯流體的流動5.3 物理與生命科學(xué) 生物大分子高速離心分離技術(shù)5.4 多孔介質(zhì)中的流體運(yùn)動5.5 物理與現(xiàn)代科技分形與分形生物學(xué)介紹5.6 物理與生命科學(xué) 生物流變學(xué)介紹附錄5.1 泊肅葉公式的推導(dǎo)附錄5.2 氣體用達(dá)西定律的推導(dǎo)習(xí)題參考文獻(xiàn)第六章 多粒子體系統(tǒng)計理論初步6.1 經(jīng)典統(tǒng)計的概念6.2 分子平均平動動能統(tǒng)計分布規(guī)律6.3 分子能量的統(tǒng)計分布6 4 分子速率統(tǒng)計分布6 5 分子碰撞的統(tǒng)計分布習(xí)題參考文獻(xiàn)第七章 熱物理學(xué)基礎(chǔ)7.1 熱力學(xué) 第一定律7.2 熱力學(xué) 第一定律對理想氣體的應(yīng)用7.3 循環(huán)過程卡諾循環(huán)7.4 制冷機(jī)熱泵應(yīng)用分析7.5 熱力學(xué) 第二定律7.6 熵與熵增加原理7.7 熵產(chǎn)生 熵流 生命系統(tǒng)的負(fù)熵7.8 物理與現(xiàn)代科技 耗散結(jié)構(gòu)與非平衡態(tài)熱力學(xué)7.9 物理史觀與評述“熱寂說”與宇宙的未來附錄7.1 理想氣體絕熱過程方程的推導(dǎo)附錄7.2 不可逆過程的相互溝通的說明習(xí)題參考文獻(xiàn)第八章　輸運(yùn)過程與相變8.1氣體中的輸運(yùn)過程8.2滲透現(xiàn)象8.3相變8.4物理與現(xiàn)代科技液晶及其相變習(xí)題參考文獻(xiàn)第二部分 電磁場運(yùn)動規(guī)律第九章　靜電場9.1電場電場強(qiáng)度9.2靜電場的高斯定理9.3靜電場的環(huán)路定理電勢9.4電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系9.5靜電場與導(dǎo)體和電介質(zhì)的相互作用9.6靜電場的能量9.7壓電效應(yīng)與熱電效應(yīng)9.8物理與生命科學(xué)靜電生物效應(yīng)的應(yīng)用習(xí)題參考文獻(xiàn)第十章　穩(wěn)恒電場電動勢10.1電流與電流密度10.2歐姆定律的微分形式10.3穩(wěn)恒電場與電源電動勢10.4接觸電動勢溫差電動勢10.5生物膜內(nèi)、外的電勢差10.6生物信號電子檢測基礎(chǔ)10.7物理與生命科學(xué)細(xì)胞和生物膠粒的電泳10.8物理與現(xiàn)代科技細(xì)胞電場誘導(dǎo)融合習(xí)題參考文獻(xiàn)第十一章　穩(wěn)恒磁場11.1穩(wěn)恒電流的磁場畢奧一薩伐爾定律11.2穩(wěn)恒磁場的特性11.3電磁相互作用11.4霍耳效應(yīng)11.5磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理11.6物理與現(xiàn)代科技磁記錄11.7物理與現(xiàn)代科技超導(dǎo)及其應(yīng)用11.8物理與生命科學(xué)生物材料的磁性與生物磁場的測量習(xí)題參考文獻(xiàn)第十二章　交變電磁場12.1法拉第電磁感應(yīng)定律12.2感應(yīng)電動勢與渦旋電場12.3自感互感磁場能量12.4位移電流與磁場環(huán)路定理12.5麥克斯韋電磁方程組12.6電磁輻射的產(chǎn)生電磁波譜12.7物理史觀與評述電磁現(xiàn)象的辯證統(tǒng)一論12.8物理與生命科學(xué)微波的生物學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用習(xí)題參考文獻(xiàn)第三部分 光與量子運(yùn)動規(guī)律和現(xiàn)代科技知識第十三章　光的波動性13.1光的干涉13.2分波陣面干涉13.3分振幅干涉13.4邁克耳孫干涉儀13.5物理與生命科學(xué)人工膜BLM厚度的測量13.6光的衍射13.7光學(xué)儀器的分辨率13.8光的偏振13.9橢圓偏振光和圓偏振光波片13.10物理與生命科學(xué)偏光顯微鏡相襯顯微鏡13.1l物質(zhì)的旋光性及其應(yīng)用13.12物理與生命科學(xué)圓二色性（旋光色散）在生物學(xué)中的應(yīng)用習(xí)題參考文獻(xiàn)第十四章　光的量子性14.1熱輻射與普朗克量子假說14.2光電效應(yīng)與愛因斯坦光子說14.3康普頓一吳有訓(xùn)效應(yīng)14.4光的波粒二象性14.5物理史觀與評述人類對光的本質(zhì)認(rèn)識的飛躍附錄

章節(jié)摘錄

　　9.1.2 電場電場強(qiáng)度　?。?）電場　　庫侖定律只說明了兩點電荷之間相互作用力的定量關(guān)系，而無法解釋電荷如何施力于其他電荷?！　v史上曾經(jīng)有兩種觀點，一種是“超距作用”觀點，認(rèn)為靜電力的傳遞不需要媒介，也不需要時間，即電力可以超越距離立刻作用于其他帶電體；另一種觀點認(rèn)為在帶電體周圍存在著電場，其他帶電體所受的作用力是電場給予的，這種觀點已由近代物理的研究得到證實?！　　皥觥币彩俏镔|(zhì)存在的一種形態(tài)，它同其他的任何實物一樣，具有能量、動量和質(zhì)量?！　∠鄬τ^察者靜止的帶電體周圍存在的電場，稱為靜電場.靜電場對外表現(xiàn)的特征主要有：　?、僭陔妶鲋械娜魏螏щ婓w都受到電場的作用力；　　②當(dāng)帶電體在電場中移動時，電場力將對帶電體做功；　?、厶幱陔妶鲋械膶?dǎo)體和電介質(zhì)（絕緣體）將受電場的作用而產(chǎn)生靜電感應(yīng)和極化現(xiàn)象?！　。?）電場強(qiáng)度

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