大學(xué)物理學(xué)-上冊

內(nèi)容概要

　　《2009年度普通高等教育精品教材：大學(xué)物理學(xué)（上）（第3版）（C4版）》講述物理學(xué)基礎(chǔ)理論的力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)。其中力學(xué)包括質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、運(yùn)動的守恒定律、剛體的轉(zhuǎn)動、振動與波動等；光學(xué)部分講了光的干涉、衍射、偏振等規(guī)律；熱學(xué)主要介紹熱力學(xué)第一和第二定律。書中特別著重于守恒定律的講解，也特別注意從微觀上闡述物理現(xiàn)象及規(guī)律的本質(zhì)。內(nèi)容的選擇上除了包括經(jīng)典基本內(nèi)容外，還注意適時插入現(xiàn)代物理概念與物理思想。此外，安排了許多現(xiàn)代的聯(lián)系實(shí)際的例題和習(xí)題?！　”緯勺鳛楦叩仍盒５奈锢斫滩模部梢宰鳛橹袑W(xué)物理教師或其他讀者自學(xué)的參考書。

書籍目錄

今日物理趣聞A基本粒子1 A.1粒子的發(fā)現(xiàn)與特征1 A.2粒子分類2 A.3粒子的轉(zhuǎn)化與守恒定律4 A.4夸克5 A.5色6 A.6粒子研究與技術(shù)8 第1篇力學(xué) 第1章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)13 1.1參考系13 1.2質(zhì)點(diǎn)的位矢、位移和速度17 1.3加速度21 1.4勻加速運(yùn)動25 1.5拋體運(yùn)動27 1.6圓周運(yùn)動31 1.7相對運(yùn)動35 提要37 思考題38 習(xí)題39 科學(xué)家介紹伽利略42 第2章運(yùn)動與力44 2.1牛頓運(yùn)動定律44 2.2常見的幾種力48 *2.3基本的自然力51 2.4應(yīng)用牛頓定律解題54 2.5非慣性系與慣性力58 *2.6科里奧利力62 *2.7潮汐65 提要70 思考題70 習(xí)題72 科學(xué)家介紹牛頓78 今日物理趣聞B混沌——決定論的混亂80 B.1決定論的可預(yù)測性80 B.2決定論的不可預(yù)測性80 B.3對初值的敏感性82 B.4幾個混沌現(xiàn)象實(shí)例83 第3章動量與角動量86 3.1沖量與動量定理86 3.2動量守恒定律89 3.3火箭飛行原理92 3.4質(zhì)心94 3.5質(zhì)心運(yùn)動定理96 3.6質(zhì)點(diǎn)的角動量和角動量定理100 3.7角動量守恒定律102 3.8質(zhì)點(diǎn)系的角動量定理104 3.9質(zhì)心參考系中的角動量106 提要107 思考題108 習(xí)題109 科學(xué)家介紹開普勒112 第4章功和能113 4.1功113 4.2動能定理116 4.3勢能119 4.4引力勢能121 4.5由勢能求保守力123 4.6機(jī)械能守恒定律125 4.7守恒定律的意義131 4.8碰撞132 *4.9兩體問題137 4.10流體的穩(wěn)定流動139 4.11伯努利方程140 提要144 思考題145 習(xí)題147 今日物理趣聞C奇妙的對稱性152 C.1對稱美152 C.2對稱性種種154 C.3物理定律的對稱性155 C.4宇稱守恒與不守恒155 C.5自然界的不對稱現(xiàn)象157 C.6關(guān)于時間的對稱性158 第5章剛體的轉(zhuǎn)動160 5.1剛體轉(zhuǎn)動的描述160 5.2轉(zhuǎn)動定律162 5.3轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算164 5.4轉(zhuǎn)動定律的應(yīng)用167 5.5角動量守恒170 5.6轉(zhuǎn)動中的功和能173 *5.7進(jìn)動177 提要179 思考題180 習(xí)題182 第6章振動187 6.1簡諧運(yùn)動的描述187 6.2簡諧運(yùn)動的動力學(xué)190 6.3簡諧運(yùn)動的能量194 6.4阻尼振動195 6.5受迫振動共振197 6.6同一直線上同頻率的簡諧運(yùn)動的合成199 6.7同一直線上不同頻率的簡諧運(yùn)動的合成200 *6.8諧振分析202 *6.9兩個相互垂直的簡諧運(yùn)動的合成204 提要205 思考題206 習(xí)題207 第7章波動211 7.1行波211 7.2簡諧波212 7.3物體的彈性形變217 7.4彈性介質(zhì)中的波速219 7.5波的能量221 7.6惠更斯原理與波的反射和折射224 7.7波的疊加駐波228 7.8聲波232 *7.9地震波234 *7.10水波236 7.11多普勒效應(yīng)237 *7.12行波的疊加和群速度241 *7.13孤子243 提要245 思考題246 習(xí)題247 第2篇光學(xué) 第8章光的干涉255 8.1楊氏雙縫干涉255 8.2相干光259 *8.3光的非單色性對干涉條紋的影響261 *8.4光源的大小對干涉條紋的影響263 8.5光程266 8.6薄膜干涉（一）——等厚條紋268 8.7薄膜干涉（二）——等傾條紋272 8.8邁克耳孫干涉儀275 提要276 思考題277 習(xí)題278 科學(xué)家介紹托馬斯·楊和菲涅耳280 第9章光的衍射283 9.1光的衍射和惠更斯—菲涅耳原理283 9.2單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射285 9.3光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)289 9.4細(xì)絲和細(xì)粒的衍射291 9.5光柵衍射294 9.6光柵光譜299 9.7光盤及其錄音與放音302 9.8X射線衍射306 提要308 思考題308 習(xí)題309 今日物理趣聞D全息照相312 D.1全息照片的拍攝312 D.2全息圖像的觀察314 D.3全息照相的應(yīng)用315 今日物理趣聞E光學(xué)信息處理316 E.1空間頻率與光學(xué)信息316 E.2空間頻譜分析317 E.3阿貝成像原理和空間濾波318 E.4θ調(diào)制320 第10章光的偏振322 10.1光的偏振狀態(tài)322 10.2線偏振光的獲得與檢驗(yàn)324 10.3反射和折射時光的偏振326 10.4由散射引起的光的偏振328 10.5雙折射現(xiàn)象329 *10.6橢圓偏振光和圓偏振光333 *10.7偏振光的干涉335 *10.8人工雙折射337 *10.9旋光現(xiàn)象338 提要341 思考題341 習(xí)題342 今日物理趣聞F液晶345 F.1液晶的結(jié)構(gòu)345 F.2液晶的光學(xué)特性346 今日物理趣聞G非線性光學(xué)349 G.1非線性光學(xué)與激光349 G.2倍頻與混頻349 G.3自聚焦351 G.4受激拉曼散射352 第11章幾何光學(xué)353 11.1光線353 11.2光的反射354 11.3球面反射鏡356 11.4光的折射359 11.5薄透鏡的焦距360 11.6薄透鏡成像363 11.7人眼367 11.8助視儀器369 提要372 思考題373 習(xí)題375 第3篇熱學(xué) 第12章溫度和氣體動理論381 12.1平衡態(tài)381 12.2溫度的概念382 12.3理想氣體溫標(biāo)383 12.4理想氣體狀態(tài)方程385 12.5氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動388 12.6理想氣體的壓強(qiáng)389 12.7溫度的微觀意義393 12.8能量均分定理394 12.9麥克斯韋速率分布律397 12.10麥克斯韋速率分布律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證403 *12.11玻耳茲曼分布律404 12.12實(shí)際氣體等溫線406 *12.13范德瓦耳斯方程407 *12.14非平衡態(tài)輸運(yùn)過程411 提要415 思考題417 習(xí)題419 科學(xué)家介紹玻耳茲曼422 第13章熱力學(xué)第一定律425 13.1功熱量熱力學(xué)第一定律425 13.2準(zhǔn)靜態(tài)過程427 13.3熱容431 13.4絕熱過程435 13.5循環(huán)過程439 13.6卡諾循環(huán)442 13.7致冷循環(huán)444 提要446 思考題447 習(xí)題448 科學(xué)家介紹焦耳453 今日物理趣聞H能源與環(huán)境456 H.1各式能源的利用456 H.2人類環(huán)境問題457 第14章熱力學(xué)第二定律462 14.1自然過程的方向462 14.2不可逆性的相互依存464 14.3熱力學(xué)第二定律及其微觀意義465 14.4熱力學(xué)概率與自然過程的方向467 14.5玻耳茲曼熵公式與熵增加原理470 14.6可逆過程473 14.7克勞修斯熵公式474 14.8用克勞修斯熵公式計(jì)算熵變478 *14.9溫熵圖481 *14.10熵和能量退降482 提要483 思考題484 習(xí)題485 今日物理趣聞I耗散結(jié)構(gòu)488 I.1宇宙真的正在走向死亡嗎488 I.2生命過程的自組織現(xiàn)象488 I.3無生命世界的自組織現(xiàn)象490 I.4開放系統(tǒng)的熵變491 I.5稍離平衡的系統(tǒng)492 I.6遠(yuǎn)離平衡的系統(tǒng)493 I.7通過漲落達(dá)到有序494 數(shù)值表496 習(xí)題答案498

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   托馬斯·楊的工作，使光的波動說重新興起，并且第一次測量了光的波長，提出了波動光學(xué)的基本原理。 托馬斯·楊是一位英國醫(yī)生，曾獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。他天資聰穎，有神童之稱。他興趣廣泛，勤奮好學(xué)，是一位多才多藝的人。 他在英國著名的醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)生理光學(xué)專業(yè)，1793年發(fā)表了《對視覺過程的觀察》。在哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)期間，受德國自然哲學(xué)學(xué)派的影響，開始懷疑微粒說，并鉆研惠更斯的論著。學(xué)習(xí)結(jié)束后，他一邊行醫(yī)，一邊從事光學(xué)研究，逐漸形成了他對光的本質(zhì)的看法。 1801年他巧妙地進(jìn)行了一次光的干涉實(shí)驗(yàn)，即著名的楊氏雙孔干涉實(shí)驗(yàn)。在他發(fā)表的論文中，以干涉原理為基礎(chǔ)，建立了新的波動理論，并成功地解釋了牛頓環(huán)，精確地測定了波長。 1803年，楊把干涉原理用于解釋衍射現(xiàn)象。1807年發(fā)表了《自然哲學(xué)與機(jī)械學(xué)講義》（A Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts），書中綜合論述了他在光的實(shí)驗(yàn)和理論方面的研究，描述了他的著名的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。但是，他認(rèn)為光是在以太媒質(zhì)中傳播的縱波?？v波概念和光的偏振現(xiàn)象相矛盾，然而，楊并未放棄光的波動說。 楊的理論，當(dāng)時受到了一些人的攻擊，而未能被科學(xué)界理解和承認(rèn)。在將近20年后，當(dāng)菲涅耳用他的干涉原理發(fā)展了惠更斯原理，并取得了重大成功后，楊的理論才獲得應(yīng)有的地位。 菲涅耳是法國物理學(xué)家和道路工程師，他從小身體虛弱名病，但讀書非常用功，學(xué)習(xí)成績一直很好，數(shù)學(xué)尤為突出。 菲涅耳從1814年開始研究光學(xué)，對光的衍射現(xiàn)象從實(shí)驗(yàn)和理論上進(jìn)行了研究，并于1815年向科學(xué)院提交了關(guān)于光的衍射的第一篇研究報告。 1818年，巴黎科學(xué)院舉行了一次以解釋衍射現(xiàn)象為內(nèi)容的科學(xué)競賽。年輕的菲涅耳出乎意料地取得了優(yōu)勝，他以光的干涉原理補(bǔ)充了惠更斯原理，提出了惠更斯一菲涅耳原理，完善了光的衍射理論。 競賽委員會的成員泊松（S.D.Poisson）是微粒說的擁護(hù)者，他運(yùn)用菲涅耳的理論導(dǎo)出了一個奇怪的結(jié)論，光經(jīng)過不透明的小圓盤衍射后，在圓盤后面的軸線上一定距離處，會出現(xiàn)一亮點(diǎn)。泊松認(rèn)為這是十分荒謬的，并宣稱他駁倒了波動理論。菲涅耳接受了這一挑戰(zhàn)，立即用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這個理論預(yù)言。后來人們稱這一亮點(diǎn)為泊松亮斑。 但是波動說在解釋光的偏振現(xiàn)象時還存在著很大困難。一直在為這一困難尋求解決辦法的楊在1817年覺察到，如果光是橫波或許問題能得到解決，他把這一想法寫信告訴了阿拉果（D.F.Arago，1786—1853年），阿拉果立即轉(zhuǎn)告給了菲涅耳。菲涅耳當(dāng)時已經(jīng)獨(dú)立地領(lǐng)悟到了這一思想，對楊的想法贊賞備至，并立即用這一假設(shè)解釋了偏振光的干涉，證明了光的橫波特性，使光的波動說進(jìn)入了一個新時期。

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)(上冊)(C4版)(第3版)》可作為高等院校的物理教材，也可以作為中學(xué)物理教師或其他讀者自學(xué)的參考書。

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