大學(xué)物理學(xué)

前言

上部《大學(xué)物理學(xué)》（第三版）含力學(xué)篇、熱學(xué)篇、電磁學(xué)篇、光學(xué)篇和量子物理篇，共5篇。按照篇章的組織順序，本套教材又分為兩個(gè)版本，稱為A版和B版。A版分為3冊，第1冊為《力學(xué)、熱學(xué)》，第2冊為《電磁學(xué)》（或《基于相對論的電磁學(xué)》，二選其一），第3冊為《光學(xué)、量子物理》。B版分為2冊，第1冊為《力學(xué)、電磁學(xué)》，第2冊為《熱學(xué)、光學(xué)、量子物理》。讀者可根據(jù)實(shí)際教學(xué)和學(xué)習(xí)的需要，選擇使用A版或B版；其中A版中的第2冊又分為兩個(gè)版本——《電磁學(xué)》或《基于相對論的電磁學(xué)》，選用A版的讀者可選擇其中一個(gè)版本使用。本冊為B版的第2冊《熱學(xué)、光學(xué)、量子物理》?！洞髮W(xué)物理學(xué)》自第一版與第二版問世以來，已被多所院校用作教材。根據(jù)使用過此書的教師與學(xué)生以及其他讀者的反映，也考慮到近幾年物理教學(xué)的發(fā)展動(dòng)向，《大學(xué)物理學(xué)》推出第三版。第三版內(nèi)容的撰寫與修改仍延續(xù)了第二版的科學(xué)性和系統(tǒng)性的特點(diǎn)，保持了原有的體系和風(fēng)格，并在第二版的基礎(chǔ)上，增加、拓寬了一些內(nèi)容。《大學(xué)物理學(xué)》內(nèi)容完全涵蓋了2006年我國教育部發(fā)布的“非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程基本要求”。書中各篇對物理學(xué)的基本概念與規(guī)律進(jìn)行了正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規(guī)律和概念為基礎(chǔ)，推演出相應(yīng)的概念與規(guī)律。筆者認(rèn)為，在教學(xué)上應(yīng)用這種演繹邏輯更便于學(xué)生從整體上理解和掌握物理課程的內(nèi)容。力學(xué)篇是以牛頓定律為基礎(chǔ)展開的。除了直接應(yīng)用牛頓定律對問題進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析外，還引入了動(dòng)量、角動(dòng)量、能量等概念，并著重講解相應(yīng)的守恒定律及其應(yīng)用。除慣性系外，還介紹了利用非慣性系解題的基本思路，剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、波動(dòng)這三章內(nèi)容都是上述基本概念和定律對于特殊系統(tǒng)的應(yīng)用。狹義相對論的講解以兩條基本假設(shè)為基礎(chǔ)，從同時(shí)性的相對性這一“關(guān)鍵的和革命的”（楊振寧語）概念出發(fā)，逐漸展開得出各個(gè)重要結(jié)論。這種講解可以比較自然地使學(xué)生從物理上而不只是從數(shù)學(xué)上弄懂狹義相對論的基本結(jié)論。電磁學(xué)篇按照傳統(tǒng)講法，講述電磁學(xué)的基本理論，包括靜止和運(yùn)動(dòng)電荷的電場，運(yùn)動(dòng)電荷和電流的磁場，介質(zhì)中的電場和磁場，電磁感應(yīng)，電磁波等。電磁學(xué)的講述未止于麥克斯韋方程組，而是繼續(xù)講述了電磁波的發(fā)射機(jī)制及其傳播特征等。

內(nèi)容概要

本書是張三慧編著的《大學(xué)物理學(xué)》(第三版)中的《熱學(xué)、光學(xué)、量子
物理》分冊。熱學(xué)部分包括溫度和氣體動(dòng)理論，熱力學(xué)第一和第二定律。光 學(xué)部分在講了波動(dòng)光學(xué)的光的干涉、衍射、偏振等規(guī)律之后，也講了幾何光
學(xué)的基本知識。量子物理部分包括微觀粒子的二象性、薛定諤方程(定態(tài))、
原子中的電子能態(tài)、分子的結(jié)構(gòu)和能級、固體中電子的能態(tài)、量子統(tǒng)計(jì)的基 本概念和核物理的基礎(chǔ)知識。各部分內(nèi)容均配置了適量的聯(lián)系實(shí)際的例題和
習(xí)題。除了基本內(nèi)容外，還專題介紹了能源與環(huán)境、全息照相、光學(xué)信息處 理、液晶、非線性光學(xué)、自由電子激光、多光子吸收、激光冷卻、納米科技
等今日物理趣聞，以及幾位科學(xué)家的傳略。書末還列出了歷年諾貝爾物理學(xué) 獎(jiǎng)獲得者名錄及其創(chuàng)新課題。本書基本內(nèi)容講解簡明有序，擴(kuò)展內(nèi)容通俗易
懂。 本書可作為高等院校的物理教材，也可以作為中學(xué)物理教師教學(xué)或其他
讀者自學(xué)的參考書，與本書配套的《大學(xué)物理學(xué)輔導(dǎo)(第2版)》和《大學(xué)物 理學(xué)(第三版)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》可幫助讀者學(xué)習(xí)本書。

書籍目錄

第3篇 熱學(xué)
第4篇 光學(xué)
第5篇 量子物理
元素周期表
數(shù)值表
習(xí)題答案
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者名錄
索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    從圖17.18可看出，臨界等溫線和聯(lián)結(jié)各等溫線上的液化開始點(diǎn)（如B點(diǎn)）和液化終了點(diǎn)（如C點(diǎn)）的曲線（如圖中虛線），把物質(zhì)的p—V圖分成了四個(gè)區(qū)域。在臨界等溫線以上的區(qū)域是氣態(tài)，其性質(zhì)近似于理想氣體。在臨界等溫線以下，KB曲線右側(cè)，物質(zhì)也是氣態(tài)，但由于能通過等溫壓縮被液化而稱為蒸氣或汽。BKC曲線以下是液汽共存的飽和狀態(tài)。在臨界等溫線和KC曲線以左的狀態(tài)是液態(tài)。 17.13 范德瓦爾斯方程 實(shí)際氣體的宏觀性質(zhì)為什么和理想氣體有差別呢？這可以追溯到它們的分子性質(zhì)的差別。對于理想氣體，我們認(rèn)為它們的分子之間除了在碰撞的瞬時(shí)外沒有相互作用力。但是實(shí)際的分子都是由電子和帶正電的原子核組成的，它們之間實(shí)際上總存在著相互作用力。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理論分析表明，兩個(gè)分子間的相互作用力隨兩分子中心之間的距離r變化的情況可用圖17.19中的曲線表示。當(dāng)rr0時(shí)，表現(xiàn)為引力。兩分子分離較遠(yuǎn)時(shí)，例如，r>s時(shí)，兩分子的相互作用幾乎等于零，而可以忽略。s稱為分子力的有效作用距離。當(dāng)r=r0時(shí)，兩分子也無相互作用。此r0稱為平衡距離。由圖可看出，當(dāng)兩個(gè)相向運(yùn)動(dòng)2，功A的數(shù)值與過程進(jìn)行的具體形式，即過程中壓強(qiáng)隨體積變化的具體關(guān)系直接有關(guān)，只知道初態(tài)和末態(tài)并不能確定功的大小。因此，功是“過程量”。不能說系統(tǒng)處于某一狀態(tài)時(shí)，具有多少功，即功不是狀態(tài)的函數(shù)。因此，微量功不能表示為某個(gè)狀態(tài)函數(shù)的全微分。這就是在式（18.3）中我們用dA表示微量功而不用全微分表示式dA的原因。 在式（18.2）中，內(nèi)能E是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的而與過程無關(guān)，因而稱為“狀態(tài)量”。既然功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，則由式（18.2）可知，熱量Q也一定是“過程量”，即決定于過程的形式。說系統(tǒng)處于某一狀態(tài)時(shí)具有多少熱量是沒有意義的。對于微量熱量，我們也將以dQ表示而不用dQ。 關(guān)于熱量的計(jì)算，對于固體或液體，如果吸熱只引起溫度的升高，通常是用下式計(jì)算熱量： Q=cm△T （18.5） 式中，m為被加熱物體的質(zhì)量(kg)，△丁為物體溫度的升高（K），C為該物體所屬物質(zhì)的比熱)J／(kg·K))。不同的固體和液體，它們的比熱各不相同。關(guān)于氣體的比熱將在18.3節(jié)討論。 在有的過程中，系統(tǒng)和外界雖有熱傳遞，但系統(tǒng)溫度并不改變的實(shí)際的這種例子有系統(tǒng)發(fā)生的相變，如熔化、凝固、汽化或液化等。固體（晶體）在熔點(diǎn)熔化成液體時(shí)吸熱而溫度不變，液體在沸點(diǎn)汽化時(shí)吸熱溫度也不改變。物體在相變時(shí)所吸收（或放出）的熱量叫潛熱。具體來說，固體熔化時(shí)吸收的熱量叫熔化熱，這熔化成的液體在凝固時(shí)將放出同樣多的熱量。液體在沸點(diǎn)汽化時(shí)吸收的熱量叫汽化熱，所生成的蒸氣在液化時(shí)也將放出同樣的熱。不同物質(zhì)的熔化熱和汽化熱各不相同。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材:大學(xué)物理學(xué):熱學(xué)、光學(xué)、量子物理(B版)(第3版)》基本內(nèi)容講解簡明有序，擴(kuò)展內(nèi)容通俗易懂?！镀胀ǜ叩冉逃?十一五"國家級規(guī)劃教材:大學(xué)物理學(xué):熱學(xué)、光學(xué)、量子物理(B版)(第3版)》可作為高等院校的物理教材，也可以作為中學(xué)物理教師教學(xué)或其他讀者自學(xué)的參考書。

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