國家精品課程配套物理系列叢書·解析深邃思想 領(lǐng)會(huì)物理精神（上）

前言

　　正如奧爾特加·加塞特在他的《大學(xué)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(gè)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(xué)習(xí)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(shí)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(huì)有教學(xué)活動(dòng)的存在。然而，童年和青年的時(shí)光非常短暫，兒童和青年的學(xué)習(xí)能力都非常有限，因此，需要教育的存在。”　　“在原始時(shí)期，幾乎沒有什么教育存在。那時(shí)候知識(shí)內(nèi)容嚴(yán)重不足，任何人都不必特別費(fèi)力就能學(xué)會(huì)和掌握，幾乎沒有教育的必要。當(dāng)需要獲得的知識(shí)與學(xué)習(xí)能力不成比例時(shí)，教育就出現(xiàn)了?！敝袊逃谙惹貢r(shí)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(jì)中期時(shí)蓬勃興起，持續(xù)發(fā)展到現(xiàn)在并影響了全球，理由很簡單：正是那個(gè)時(shí)期近代文化首次走向繁榮，短時(shí)間內(nèi)人類的知識(shí)寶庫得以擴(kuò)展。人類此時(shí)迫切需要學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其學(xué)習(xí)能力的大量知識(shí)，教育學(xué)也因此得以迅速發(fā)展?！薄　　叭狈W(xué)習(xí)能力是教育的基本原理。由于學(xué)習(xí)者不會(huì)學(xué)習(xí)，就必須要為教學(xué)作好恰如其分的準(zhǔn)備。”物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，是理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確科學(xué)。它研究物質(zhì)、能量和它們之間的相互作用。物理學(xué)探索著自然，驅(qū)動(dòng)著技術(shù)發(fā)展，是自然科學(xué)、人類文明、技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。因而對于物理學(xué)的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)理工科大學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素質(zhì)、形成主動(dòng)探索精神的重要手段。

內(nèi)容概要

大學(xué)物理課程是以物理學(xué)基礎(chǔ)為內(nèi)容，所包含的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。本書是根據(jù)教育部2008年《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，吸收了多部國內(nèi)外著名物理教程精髓，充實(shí)了大量物理學(xué)史和最新科技進(jìn)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(xué)，第2篇振動(dòng)與波動(dòng)，第3篇熱學(xué)和第4篇電學(xué)：下冊包括第5篇磁學(xué)，第6篇光學(xué)和第7篇量子物理。    本書圖文并茂，結(jié)合實(shí)際，適合作為工科學(xué)生的大學(xué)物理課程的教材和參考書。

書籍目錄

第5篇　磁學(xué)　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(yīng)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(yùn)動(dòng)電荷的磁場    第6節(jié)　磁場對載流導(dǎo)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(yùn)動(dòng)    第12節(jié)　荷質(zhì)比的測定    第13節(jié)　霍耳效應(yīng)    第14節(jié)　等離子體的磁約束    習(xí)題　第2章　物質(zhì)的磁性    第1節(jié)　磁介質(zhì)對磁場的影響    第2節(jié)  順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化    第3節(jié)　磁化強(qiáng)度    第4節(jié)  磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理  　第5節(jié)　鐵磁質(zhì)  　習(xí)題　第3章　電磁感應(yīng)    第1節(jié)　穩(wěn)恒電流與電動(dòng)勢    第2節(jié)  電磁感應(yīng)定律    第3節(jié)  動(dòng)生電動(dòng)勢與感生電動(dòng)勢    第4節(jié)  自感與瓦感    第5節(jié)　磁場的能量    習(xí)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(xí)題第6篇  光學(xué)　第1章  光　　習(xí)題　第2章　幾何光學(xué)    第1節(jié)　費(fèi)馬原理    第2節(jié)  費(fèi)馬原理的應(yīng)用與分析    第3節(jié)　光學(xué)折射面成像條件    第4節(jié)　幾何光學(xué)成像的基本概念與符號(hào)規(guī)則    第5節(jié)　實(shí)際光線的光路計(jì)算    第6節(jié)　近軸區(qū)域光線的光路計(jì)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(xué)儀器    第10節(jié)　像差及其種類    習(xí)題　……第7篇　量子物理參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　麥克斯韋繼承了法拉第從場的觀點(diǎn)考慮電磁學(xué)問題的方法，在前人實(shí)驗(yàn)和理論的基礎(chǔ)上，對電磁現(xiàn)象作了系統(tǒng)研究。他認(rèn)為，感生電動(dòng)勢預(yù)示著電場和磁場之間的一種新的效應(yīng)，即隨時(shí)間變化的磁場產(chǎn)生電場，從而提出渦旋電場假設(shè)，揭示了電場和磁場之間聯(lián)系的一個(gè)方面——變化的磁場產(chǎn)生電場。麥克斯韋深信電場與磁場之間有密切的聯(lián)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(xiàn)的矛盾，他提出了位移電流假說，即隨時(shí)間變化的電場產(chǎn)生磁場，從而揭示了電場與磁場之間的聯(lián)系的另一方面。可以看出，正是在變化的情況下，電場與磁場的聯(lián)系才明顯地表現(xiàn)出來。麥克斯韋全面總結(jié)和概括了19世紀(jì)中葉以前的電磁學(xué)理論，并在自己提出的兩條假設(shè)基礎(chǔ)上，把電磁學(xué)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(dòng)力學(xué)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(shí)變情況下的特例。　　麥克斯韋在他建立的方程組的基礎(chǔ)上導(dǎo)出了電磁場的波動(dòng)方程，從而預(yù)言了電磁波的存在，并計(jì)算出電磁波的速度恰等于當(dāng)時(shí)已知的光速。麥克斯韋認(rèn)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(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言，通過實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象。因而麥克斯韋方程組被公認(rèn)為是宏觀電磁理論的基礎(chǔ)?！　←溈怂鬼f電磁理論的建立是人類對電磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的一次重大飛躍，是人類認(rèn)識(shí)電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律歷史上的一個(gè)里程碑。正如美國物理學(xué)家、諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼（R．P Feynman）所說，從人類歷史漫長遠(yuǎn)景來看，毫無疑問，在19世紀(jì)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(xiàn)。

編輯推薦

　　“觸摸”科學(xué)，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)　　解析深邃思想，領(lǐng)會(huì)物理精神　　操縱物理儀器，獲取實(shí)驗(yàn)方法

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