大學(xué)物理學(xué)習(xí)導(dǎo)引

前言

　　作為物理學(xué)思想和方法論課程資源“三部曲”的重要組成部分，本書(shū)是作者相繼出版《物理學(xué)方法概論》（清華大學(xué)出版社，2008年）和《物理學(xué)思想概論》（清華大學(xué)出版社，2009年）以后編著出版的“第三部曲”?！　￠L(zhǎng)期以來(lái)，大學(xué)物理課程一直是理工科大學(xué)學(xué)生一門(mén)必修的基礎(chǔ)課程。理工科大學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)可以為學(xué)習(xí)其他很多后繼課程打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，因此，學(xué)習(xí)和掌握物理基本概念和基本理論的課程目標(biāo)一直體現(xiàn)在大學(xué)物理課程的教學(xué)過(guò)程中。尤其為大家公認(rèn)的是，物理學(xué)具有巨大的物質(zhì)價(jià)值，它的成果可以轉(zhuǎn)化為推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。許多大學(xué)物理教材在不斷改進(jìn)和加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，增加了聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際的內(nèi)容和對(duì)最新物理學(xué)成就的介紹，其目的就是為了更好地體現(xiàn)這方面的價(jià)值?！　膬r(jià)值觀上看，除了物質(zhì)價(jià)值外，作為一門(mén)基礎(chǔ)課程，大學(xué)物理課程還有什么價(jià)值呢？學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程僅僅是為學(xué)習(xí)后繼的專(zhuān)業(yè)課程打下扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)嗎？如果后繼課程的內(nèi)容看起來(lái)與大學(xué)物理的具體知識(shí)內(nèi)容一點(diǎn)聯(lián)系都沒(méi)有，那么是不是可以不學(xué)習(xí)大學(xué)物理這門(mén)基礎(chǔ)課？　　從大學(xué)物理實(shí)際的教學(xué)狀況看，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些據(jù)說(shuō)在中學(xué)里物理基礎(chǔ)較好的大學(xué)生，他們?cè)趧傞_(kāi)始學(xué)習(xí)大學(xué)物理基礎(chǔ)課程時(shí)，由于在中學(xué)學(xué)習(xí)物理時(shí)受到的訓(xùn)練，因而具有“見(jiàn)到題目就套公式，代入數(shù)據(jù)就得答案”的快速解題能力。然而一旦接觸大學(xué)物理課程不久，他們卻往往會(huì)感到似乎陷入“聽(tīng)課聽(tīng)得懂，題目不會(huì)做”的境地，隨著學(xué)習(xí)的深入，逐漸感到焦慮不安，甚至產(chǎn)生害怕心理。還有一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理時(shí)感到困難重重，不會(huì)解題，據(jù)他們自己說(shuō)是因?yàn)樗麄冊(cè)谥袑W(xué)期間就分科選學(xué)化學(xué)科目，因此物理基礎(chǔ)很差。

內(nèi)容概要

本書(shū)從歷史視野和整體視野上，從理解和感悟物理學(xué)思想和方法論的意義上為學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的理工科專(zhuān)業(yè)大學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)資源的導(dǎo)引，這個(gè)導(dǎo)引以導(dǎo)讀、導(dǎo)思和導(dǎo)解為主線(xiàn)，每一章都由學(xué)習(xí)導(dǎo)讀、本章的內(nèi)容體系和學(xué)習(xí)指導(dǎo)、學(xué)習(xí)要求、例題分析和自我檢測(cè)五個(gè)欄目組成。“學(xué)習(xí)導(dǎo)讀”從物理學(xué)史發(fā)展的動(dòng)態(tài)歷程和學(xué)科內(nèi)容體系的整體視野上引導(dǎo)學(xué)生把握大學(xué)物理內(nèi)容；“本章的主要內(nèi)容體系和學(xué)習(xí)指導(dǎo)”從章節(jié)的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)上引導(dǎo)學(xué)生把握物理內(nèi)容；“學(xué)習(xí)要求”從知識(shí)點(diǎn)上引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握具體的物理內(nèi)容；“例題分析”欄目對(duì)一些典型的例題從情景解析、解題步驟、錯(cuò)解分析和拓展思考四個(gè)方面作了分析表述；在“自我檢測(cè)”中除了有選擇題、填空題和計(jì)算題外，還列出了討論題。 本書(shū)可作為高等院校理工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程時(shí)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，也可作為教師的教學(xué)參考書(shū)。在對(duì)中學(xué)物理教師進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)，本書(shū)也可作為從物理學(xué)內(nèi)容中學(xué)習(xí)物理學(xué)思想方法的輔助教材。

書(shū)籍目錄

第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)第2章 運(yùn)動(dòng)和力第3章 動(dòng)量與角動(dòng)量第4章 功和能第5章 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)第6章 狹義相對(duì)論基礎(chǔ)第7章 溫度第8章 氣體動(dòng)理論第9章 熱力學(xué)第一定律第10章 熱力學(xué)第二定律第11章 靜止電荷的電場(chǎng)第12章 電勢(shì)第13章 有導(dǎo)體和電介質(zhì)存在時(shí)的靜電場(chǎng)第14章 電流和磁力第15章 磁場(chǎng)和它的源第16章 磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)第17章 電磁感應(yīng)第18章 麥克斯韋方程組和電磁輻射第19章 振動(dòng)與波動(dòng)第20章 光的干涉第21章 光的衍射第22章 光的偏振第23章 量子物理基礎(chǔ)自我檢測(cè)提示與參考解答參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在大學(xué)物理課程中，時(shí)間是作為參數(shù)出現(xiàn)在微積分的表示式中的，例如，通過(guò)位置矢量對(duì)時(shí)間變量的微分可以依次得到速度和加速度，反之由加速度通過(guò)對(duì)時(shí)間變量積分可以依次得到速度和位置矢量，由此可以建立一系列運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。一般地講，運(yùn)動(dòng)學(xué)得出的位置、速度和加速度表示式都是時(shí)間的函數(shù)，因此，任何物體的運(yùn)動(dòng)變化都是用空間和時(shí)間來(lái)度量的。既然包含空間和時(shí)間，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式作為用數(shù)學(xué)符號(hào)表述的物理概念，實(shí)際上_已經(jīng)滲透了時(shí)間和空間的思想?！　r(shí)間和空間并不是很抽象的概念。實(shí)際上我們?cè)谄綍r(shí)的日常生活中無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與“時(shí)空”打交道。一個(gè)常見(jiàn)的現(xiàn)象是，人們經(jīng)常舉辦大型的活動(dòng)并在名稱(chēng)上冠以“世界”以體現(xiàn)區(qū)域之廣泛和時(shí)間的延伸。如果把“世界”兩個(gè)字分開(kāi)來(lái)辨析，那么，“世”就是指時(shí)間，“界”就是指空間。因此，“世界”就意味著“時(shí)空”。由于“時(shí)空”是不可分離的，因此，“世界”兩個(gè)字實(shí)際上是不可分開(kāi)的。例如，“中國(guó)2010年上海世界博覽會(huì)”（簡(jiǎn)稱(chēng)“上海世博會(huì)”）就是一次實(shí)在的全世界的盛會(huì)。從時(shí)空的角度上看，在空間上，它是中國(guó)為世界各國(guó)搭建的交流合作的平臺(tái)；在時(shí)間上，它不僅舉辦的時(shí)間達(dá)半年之久，而且在內(nèi)容上既展示了世界各國(guó)“過(guò)去”的悠久歷史文明和科技發(fā)展的成果，又展望了“未來(lái)”城市生活的美好前景。此外，人們也常用“世界”來(lái)對(duì)一個(gè)活動(dòng)作形象的時(shí)空比喻。例如，在一個(gè)大型科技節(jié)的廣告詞上就可能會(huì)出現(xiàn)“走進(jìn)‘科技世界’’’這樣的字眼；在一個(gè)服裝展覽會(huì)上人們又會(huì)把對(duì)豐富多彩的服裝的款式和圖案獲得的視覺(jué)感受歸結(jié)為進(jìn)入了一個(gè)“服裝世界”。這里的“世界”雖然不是實(shí)在的，但是它們確實(shí)從時(shí)間和空間兩個(gè)維度上為人們展示了科技和服裝的“過(guò)去”、“今天”和“明天”以及它們與人類(lèi)生產(chǎn)生活的廣泛聯(lián)系?！　≡谶\(yùn)動(dòng)學(xué)中，中學(xué)物理與大學(xué)物理的一個(gè)很大的區(qū)別是，中學(xué)物理只停留在可以直接感覺(jué)到的空間坐標(biāo)系中來(lái)描述物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，即使畫(huà)出路程一時(shí)間圖形和速度一時(shí)間圖形也僅僅是為了從幾何上形象地表示運(yùn)動(dòng)和提供解題簡(jiǎn)捷計(jì)算的需要。大學(xué)物理是在不能直接感覺(jué)到的時(shí)空?qǐng)D上描述物體的時(shí)空運(yùn)動(dòng)，學(xué)習(xí)大學(xué)物理運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求就是使學(xué)生從中學(xué)單純讀圖的學(xué)習(xí)上升到理解如何對(duì)物理概念建立數(shù)學(xué)描述的方法，進(jìn)而在物理思想上從學(xué)習(xí)經(jīng)典物理的時(shí)空觀開(kāi)始逐漸過(guò)渡到以后理解近代物理學(xué)的時(shí)空觀。

圖書(shū)封面

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