大學(xué)物理學(xué)

前言

2004年3月筆者接受高等教育出版社的合作邀請，改編D.C.Giancoli的Physics for Scientists and Engineers with Modem Physics，3rdedition一書。在二十多年的大學(xué)物理教學(xué)工作和三年多的雙語教學(xué)實踐中，筆者對國內(nèi)外教材各自的優(yōu)點和不足有了一定的認識和了解。國外優(yōu)秀的物理教材不僅在語言上地道流暢，而且還附有大量的圖片和事例，生動有趣，對新問題的引出和重大物理事件的敘述也引人入勝，具有提高學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生思維的效果。此外，它們還有一個共同的顯著特點，就是注重從人文的角度反映物理學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代物理學(xué)的進展，注重物理學(xué)與日常生活中的物理現(xiàn)象和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用相結(jié)合，物理理論與實踐問題的聯(lián)系和指導(dǎo)作用等方面的闡述也都非常貼切和精辟，尤其是現(xiàn)代物理部分更為精彩。國外物理教材的不足在于，系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)上不如國內(nèi)教材那樣嚴謹，有些在內(nèi)容歸類和章節(jié)編排等方面也不如國內(nèi)教材那樣有序合理。在理論深度上也較為欠缺，如經(jīng)典部分中高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用較少，電磁學(xué)中介質(zhì)內(nèi)容的討論也不夠全面。不過，論及在雙語教學(xué)中，直接引用國外優(yōu)秀教材，將其優(yōu)點充分展示給我們的學(xué)生，相比其結(jié)構(gòu)上的不緊湊和難易程度的不吻合，優(yōu)越之處還是遠遠勝過這些不足的。而且這些不足也可通過教師的講授加以彌補。而其中所帶來的最大問題還應(yīng)屬與國內(nèi)學(xué)生在中學(xué)階段所學(xué)相重疊的那部分內(nèi)容，這部分內(nèi)容在中學(xué)階段已完成，不屬于“大學(xué)物理教學(xué)基本要求”的范圍（如靜平衡、幾何光學(xué)等），但它們在國外教材中占了相當大的篇幅，這就加重了使用者尤其是經(jīng)濟困難學(xué)生的負擔(dān)，很不利于這些優(yōu)秀資源在國內(nèi)的推廣使用。筆者在近幾年從事大學(xué)物理雙語教學(xué)工作中，一直盼望能有機會將中西精華合璧，盡可能融合各家所長，彌補不足，整理出一套適應(yīng)我國高等教育改革，滿足雙語教學(xué)需求的教材?，F(xiàn)在終能有這么一個機會，將上述想法、渴望變?yōu)楝F(xiàn)實，真是發(fā)自內(nèi)心的高興。為將這部優(yōu)秀教材改為適我所用，為優(yōu)秀資源本土化的嘗試工作打下良好開端，筆者自接受這項工作后，一方面細讀原著，仔細體會作者的想法、寫作特點，一方面與具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的同行交流修改方案，與出版社的同志反復(fù)溝通，從他們那里了解最新的來自全國各層次學(xué)校的不同需求，再結(jié)合多年教學(xué)中摸索出的經(jīng)驗、體會及雙語教學(xué)中的切身感悟，反復(fù)推敲，幾經(jīng)易稿，最終確定了改編方案。在改編中遵循的基本原則是：（1）在不破壞原著風(fēng)格的基礎(chǔ)上，力求符合我國“大學(xué)物理教學(xué)基本要求”。（2）對有些我國學(xué)生在中學(xué)階段學(xué)過的內(nèi)容，如所占篇幅不大，刪去后卻會影響前后銜接的，予以保留。例如，原著中質(zhì)點的運動學(xué)和動力學(xué)部分，除刪掉些不很重要的、簡單的例題外，并未做大改動。我們認為這樣既可保證內(nèi)容的順暢連貫，又有助于學(xué)生盡快地適應(yīng)雙語教學(xué)。（3）兼顧教材使用的受眾面，盡可能適應(yīng)國內(nèi)理工科各專業(yè)的需求，滿足不同層次學(xué)校學(xué)生的需要。（4）原著中有些內(nèi)容雖不屬于“大學(xué)物理教學(xué)基本要求”，但寫得非常精彩，且有益于拓展學(xué)生視野，了解物理學(xué)發(fā)展，可給教師以選擇余地，改編中加“*”號以示與必學(xué)內(nèi)容區(qū)別而作為閱讀內(nèi)容保留，與原內(nèi)容所配的不重要的例題和小結(jié)、思考題、習(xí)題等予以刪除。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)D．C．Giancoli編著~Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics(Third Edition)改編。    本書的原版書圖片精美，素材實例豐富，語言平實流暢，注重物理理論與現(xiàn)實生活的結(jié)合及物理在工程技術(shù)中的應(yīng)用，特別是書中向讀者展示物理世界的方法非常值得稱道，注重啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情?？梢哉f，這是一本非常優(yōu)秀的國外大學(xué)物理教材。對原版書的改編，力求保持原作的風(fēng)格和體系，參照教育部非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會2004年制訂的《大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求(討論稿)》，刪掉部分與中學(xué)物理重復(fù)的內(nèi)容。對于原版書中一些不屬于國內(nèi)課堂講授的內(nèi)容，作為拓展閱讀資料保留。    本書可作為高等院校理工科非物理專業(yè)大學(xué)物理課程的雙語教材，也可供社會讀者閱讀參考。

作者簡介

作者：（美國）詹科利（Douglas C.Giancoli） 改編：滕小瑛

書籍目錄

1 INTRODUCTION,MEASUREMENT,ESTIMATING2 DESCRIBING MOTION:KINEMA-TICS IN ONE DIMENSION3 KINEMATICS IN TWO DIMENSIONS; VECTORS4 DYNAMICS:NEWTON'S LAWS OF MOTION5 FURTHER APPLICATIONS OF NEWTON'S LAWS6 GRAVITATION AND NEWTON'S SYNTHESIS7 WORK AND ENERGY8 CONSERVATION OF ENERGY9 LINEAR MOMENTUM AND COLLISIONS10 ROTATIONAL MOTION ABOUT A FIXED AXIS11 GENERAL ROTATION12 OSCILLATIONS13 WAVE MOTION14 SOUND15 TEMPERATURE AND THE IDEAL GAS LAM16 KINETIC THEORY OF GASES 17 HEAT AND THE FIRST LAW OF THERMODYNAMICS18 SECOND LAW OF THERMOD-YNAMICS19 ELECTRIC CHARGE AND ELECTRIC FIELD20 GAUSS'S LAW……

章節(jié)摘錄

插圖：When scientists are trying to understand a particular set of phenomena, they often make use of a model. A model, in the scientist's sense, is a kind of analogy or mental image of the phenomena in terms of something we are familiar with. One example is the wave model of light. We cannot see waves of light as we can see water waves; but it is valuable to think of light as if it were made up of waves because experiments indicate that light behaves in many respects as water waves do.The purpose of a model is to give us an approximate mental or visual picture——something to hold on to——when we cannot see what actually is happening. Models often give us a deeper understanding: the analogy to a known system (for instance, water waves in the above example) can suggest new experiments to perform and can provide ideas about what other related phenomena might occur.You may wonder what the difference is between a theory and a model. Sometimes the words are used interchangeably. Usually, however, a model is relatively simple and provides a structural similarity to the phenomena being studied. A theory, on the other hand, is broader, more detailed, and attempts to solve a set of problems, often with great precision. Sometimes, as a model is developed and modified and corresponds more closely to experiment over a wide range of phenomena, it may come to be referred to as a theory. The atomic theory of matter is an example, as is the wave theory of light.Models can be very helpful, and they often lead to important theories. But it is important not to confuse a model, or a theory, with the real system or the phenomena themselves.

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