國家精品課程配套物理系列叢書·解析深邃思想 領會物理精神（上）

前言

　　正如奧爾特加·加塞特在他的《大學的使命》（Mission of The University）中所指出的那樣：“人類從事和熱衷于教育是基于一個簡單明了、毫無浪漫色彩的原因：人類為了能夠滿懷信心、自由自在和卓有成效地生活必須知道很多事情，但兒童和青年的學習能力都非常有限，這就是原因所在。假如童年期和青年期的時間分別都持續(xù)100年，或者兒童和青少年都具有無限的智慧和注意力，那么就不會有教學活動的存在。然而，童年和青年的時光非常短暫，兒童和青年的學習能力都非常有限，因此，需要教育的存在?！薄　　霸谠紩r期，幾乎沒有什么教育存在。那時候知識內容嚴重不足，任何人都不必特別費力就能學會和掌握，幾乎沒有教育的必要。當需要獲得的知識與學習能力不成比例時，教育就出現了?！敝袊逃谙惹貢r期由于十分豐富的諸子百家思想，形成了我國古代文化教育的繁榮期?！岸鴼W洲，教育在接近18世紀中期時蓬勃興起，持續(xù)發(fā)展到現在并影響了全球，理由很簡單：正是那個時期近代文化首次走向繁榮，短時間內人類的知識寶庫得以擴展。人類此時迫切需要學習遠遠超越其學習能力的大量知識，教育學也因此得以迅速發(fā)展。”　　“缺乏學習能力是教育的基本原理。由于學習者不會學習，就必須要為教學作好恰如其分的準備?！蔽锢韺W是一門實驗科學，是理論和實驗高度結合的精確科學。它研究物質、能量和它們之間的相互作用。物理學探索著自然，驅動著技術發(fā)展，是自然科學、人類文明、技術進步的基礎。因而對于物理學的學習是培養(yǎng)理工科大學生基本實驗技能和科學素質、形成主動探索精神的重要手段。

內容概要

大學物理課程是以物理學基礎為內容，所包含的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分。本書是根據教育部2008年《理工科類大學物理課程教學基本要求》，吸收了多部國內外著名物理教程精髓，充實了大量物理學史和最新科技進展后編寫而成的。本書分為上下兩冊，共7篇。上冊包括第1篇力學，第2篇振動與波動，第3篇熱學和第4篇電學：下冊包括第5篇磁學，第6篇光學和第7篇量子物理。    本書圖文并茂，結合實際，適合作為工科學生的大學物理課程的教材和參考書。

書籍目錄

第5篇　磁學　第1章　穩(wěn)恒磁場    第1節(jié)  概述    第2節(jié)  畢奧-薩伐爾定律及其應用    第3節(jié)　磁場的高斯定理    第4節(jié)　磁場的安培環(huán)路定理    第5節(jié)　運動電荷的磁場    第6節(jié)　磁場對載流導線的作用力    第7節(jié)  國際單位制中電流單位“安培”的定義    第8節(jié)　磁場對載流線圈的作用    第9節(jié)　磁力的功    第10節(jié)　洛倫茲力    第11節(jié)　帶電粒子在均勻磁場中的運動    第12節(jié)　荷質比的測定    第13節(jié)　霍耳效應    第14節(jié)　等離子體的磁約束    習題　第2章　物質的磁性    第1節(jié)　磁介質對磁場的影響    第2節(jié)  順磁質和抗磁質的磁化    第3節(jié)　磁化強度    第4節(jié)  磁介質中的安培環(huán)路定理  　第5節(jié)　鐵磁質  　習題　第3章　電磁感應    第1節(jié)　穩(wěn)恒電流與電動勢    第2節(jié)  電磁感應定律    第3節(jié)  動生電動勢與感生電動勢    第4節(jié)  自感與瓦感    第5節(jié)　磁場的能量    習題第4章　電磁場和電磁波  第1節(jié)　位移電流  第2節(jié)  麥克斯韋電磁場方程組  第3節(jié)  電磁波  習題第6篇  光學　第1章  光　　習題　第2章　幾何光學    第1節(jié)　費馬原理    第2節(jié)  費馬原理的應用與分析    第3節(jié)　光學折射面成像條件    第4節(jié)　幾何光學成像的基本概念與符號規(guī)則    第5節(jié)　實際光線的光路計算    第6節(jié)　近軸區(qū)域光線的光路計算    第7節(jié)  薄透鏡的成像    第8節(jié)  眼睛    第9節(jié)　助視光學儀器    第10節(jié)　像差及其種類    習題　……第7篇　量子物理參考文獻

章節(jié)摘錄

　　麥克斯韋繼承了法拉第從場的觀點考慮電磁學問題的方法，在前人實驗和理論的基礎上，對電磁現象作了系統(tǒng)研究。他認為，感生電動勢預示著電場和磁場之間的一種新的效應，即隨時間變化的磁場產生電場，從而提出渦旋電場假設，揭示了電場和磁場之間聯系的一個方面——變化的磁場產生電場。麥克斯韋深信電場與磁場之間有密切的聯系且是對稱的。為了解決安培環(huán)路定理用于非恒定電路中出現的矛盾，他提出了位移電流假說，即隨時間變化的電場產生磁場，從而揭示了電場與磁場之間的聯系的另一方面?？梢钥闯?，正是在變化的情況下，電場與磁場的聯系才明顯地表現出來。麥克斯韋全面總結和概括了19世紀中葉以前的電磁學理論，并在自己提出的兩條假設基礎上，把電磁學規(guī)律統(tǒng)一到非恒定的普遍情況。1865年，他發(fā)表了題為《電磁場的動力學理論》的論文，全面論述了電磁場理論，從而建立了完整的電磁理論體系——后人稱為麥克斯韋方程組。在麥克斯韋電磁理論中，靜電場和恒定磁場只是電磁場在非時變情況下的特例?！　←溈怂鬼f在他建立的方程組的基礎上導出了電磁場的波動方程，從而預言了電磁波的存在，并計算出電磁波的速度恰等于當時已知的光速。麥克斯韋認為這不是一種巧合，而說明光是電磁波的一種形態(tài)，并且電磁作用是以光速在空間傳播的。1888年，赫茲（H．Hertz）用實驗證實了麥克斯韋的預言，通過實驗檢測到電磁波，測定了電磁波的速度，并觀測到電磁波和光波一樣具有反射、折射和偏振等現象。因而麥克斯韋方程組被公認為是宏觀電磁理論的基礎。　　麥克斯韋電磁理論的建立是人類對電磁現象認識的一次重大飛躍，是人類認識電磁運動規(guī)律歷史上的一個里程碑。正如美國物理學家、諾貝爾物理獎獲得者費曼（R．P Feynman）所說，從人類歷史漫長遠景來看，毫無疑問，在19世紀中葉發(fā)生的最有意義的事件是麥克斯韋對電磁定律的發(fā)現。

編輯推薦

　　“觸摸”科學，體驗發(fā)現　　解析深邃思想，領會物理精神　　操縱物理儀器，獲取實驗方法

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