大學(xué)物理

前言

　　物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及基本相互作用的科學(xué)。物理學(xué)的基本理論滲透到自然科學(xué)的各個(gè)門類，應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)部門。物理學(xué)所展現(xiàn)的認(rèn)識(shí)論和方法論，在人類追求真理、探索未知世界的過程中，具有普遍的意義。所以物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。　　大學(xué)物理課程是高等學(xué)校重要的基礎(chǔ)理論課。它在為學(xué)生打好必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)世界觀，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)等方面具有其他課程不能替代的作用，在培養(yǎng)人才的科學(xué)素質(zhì)方面具有非常重要的地位?！　”緯歉鶕?jù)教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2004年制定的《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》編寫的。在內(nèi)容的選取上，基本上是以要求中的A類為主，即以基本概念規(guī)律、典型現(xiàn)象和應(yīng)用為主體內(nèi)容。對于要求中的B類，考慮到目前各院校教學(xué)時(shí)數(shù)的實(shí)際，只選取了一些與工科專業(yè)關(guān)系密切的內(nèi)容，如流體力學(xué)。本書注重物理思想方法的介紹，體現(xiàn)內(nèi)容的現(xiàn)代化和先進(jìn)性，較系統(tǒng)、完整地介紹了物理學(xué)的基本理論，涵蓋了最重要的基本概念、基本原理和基本規(guī)律，反映了物理知識(shí)在工程技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用。在基本保證經(jīng)典內(nèi)容系統(tǒng)性的前提下，適當(dāng)加強(qiáng)和拓展了近代物理的內(nèi)容，并將物理學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用的一些新理論，如固體的能帶結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理、超導(dǎo)和激光作為專題單獨(dú)成章。以使專題與基本內(nèi)容互補(bǔ)，展現(xiàn)基本完整的物理學(xué)框架。書中還附有一些反映物理知識(shí)在科研、生產(chǎn)和生活中具體應(yīng)用的圖片和照片，以使圖文并貌，開闊學(xué)生的知識(shí)視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)觀察和思維的能力。

內(nèi)容概要

　　《“十一五”規(guī)劃教材：大學(xué)物理》以教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制定的《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》為依據(jù)，針對工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)編寫。全書由力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理和專題共六部分16章組成，較系統(tǒng)地介紹了物理基本概念和規(guī)律，注重物理知識(shí)在工程實(shí)際中的具體應(yīng)用，具有理論基礎(chǔ)較系統(tǒng)寬厚，經(jīng)典強(qiáng)化而近代突出的特點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)?！　　丁笆晃濉币?guī)劃教材：大學(xué)物理》可作為70～110學(xué)時(shí)的工科各專業(yè)大學(xué)物理課程的教材使用，也可供 其他專業(yè)師生和工程科技人員參考。

書籍目錄

第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1.1 質(zhì)點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方程1.2 質(zhì)點(diǎn)的位移和路程1.3 質(zhì)點(diǎn)的速度1.4 質(zhì)點(diǎn)的加速度1.5 質(zhì)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)1.6 不同參考系中速度和加速度的變換思考題習(xí)題第2章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.2 動(dòng)量動(dòng)量守恒定律2.3 功和能機(jī)械能守恒定律思考題習(xí)題第3章 剛體力學(xué)基礎(chǔ)3.1 剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)3.2 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.3 力矩的功轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理3.4 質(zhì)點(diǎn)對軸的角動(dòng)量及其守恒定律3.5 剛體對軸的角動(dòng)量及其守恒定律思考題習(xí)題第4章 流體力學(xué)4.1 理想流體的定常流動(dòng)4.2 連續(xù)性原理4.3 伯努利方程4.4 粘滯流體的流動(dòng)4.5 物體在粘滯流體中的運(yùn)動(dòng)思考題習(xí)題第5章 機(jī)械振動(dòng)5.1 簡諧振動(dòng)5.2 簡諧振動(dòng)的能量5.3 阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)共振5.4 振動(dòng)的合成思考題習(xí)題第6章 機(jī)械波6.1 機(jī)械波的產(chǎn)生、傳播和描述6.2 平面簡諧波6.3 波的能量6.4 波的疊加6.5 聲波6.6 多普勒效應(yīng)思考題習(xí)題第7章 氣體動(dòng)理論7.1 氣體動(dòng)理論的基本概念7.2 理想氣體的壓強(qiáng)和溫度7.3 氣體分子的速率分布和能量分布7.4 理想氣體的內(nèi)能7.5 氣體分子的碰撞思考題習(xí)題第8章 熱力學(xué)8.1 熱力學(xué)第一定律8.2 準(zhǔn)靜態(tài)過程中功和熱量的計(jì)算8.3 熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用8.4 循環(huán)過程和卡諾循環(huán)8.5 熱力學(xué)第二定律8.6 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義思考題習(xí)題第9章 靜電場9.1 電場電場強(qiáng)度9.2 靜電場的高斯定理9.3 靜電場的環(huán)路定理9.4 電勢9.5 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)9.6 靜電場的能量9.7 靜電技術(shù)及其應(yīng)用思考題習(xí)題第10章 恒定磁場10.1 磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度10.2 畢奧一薩伐爾定律10.3 磁通量磁場的高斯定理10.4 磁場的安培環(huán)路定理10.5 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用10.6 磁場對電流的作用10.7 磁場力的功10.8 磁場中的磁介質(zhì)思考題習(xí)題第11章 電磁感應(yīng)與電磁場11.1 電磁感應(yīng)的基本規(guī)律11.2 動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢11.3 自感和互感11.4 磁場的能量11.5 麥克斯韋電磁場理論簡介思考題習(xí)題第12章 波動(dòng)光學(xué)12.1 光是電磁波12.2 光的干涉12.3 光的衍射12.4 全息照相12.5 光的偏振思考題習(xí)題第13章 幾何光學(xué)13.1 單球面折射和反射13.2 薄透鏡折射13.3 人眼與常用光學(xué)儀器13.4 人眼與常用光學(xué)儀器的成像質(zhì)量思考題習(xí)題第14章 狹義相對論基礎(chǔ)14.1 伽利略變換與經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀14.2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換14.3 狹義相對論的時(shí)空觀14.4 狹義相對論的速度變換14.5 狹義相對論動(dòng)力學(xué)的主要結(jié)論思考題習(xí)題第15章 量子物理基礎(chǔ)15.1 熱輻射和普朗克能量子假設(shè)15.2 光電效應(yīng)和愛因斯坦光量子假設(shè)15.3 氫原子光譜和玻爾氫原子理論15.4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性物質(zhì)波15.5 波函數(shù)及其物理意義15.6 薛定諤方程及其簡單應(yīng)用15.7 電子的自旋運(yùn)動(dòng)四個(gè)量子數(shù)15.8 原子的殼層結(jié)構(gòu)化學(xué)元素的周期性思考題習(xí)題第16章 專題16.1 固體的能帶結(jié)構(gòu)16.2 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理16.3 超導(dǎo)16.4 激光

章節(jié)摘錄

　　2.1.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，分析和解決動(dòng)力學(xué)問題的一般方法和步驟為：　?。?）選取研究對象　由于牛頓運(yùn)動(dòng)定律是對確定質(zhì)點(diǎn)而言的，因此，首先要結(jié)合具體問題，分析　確定對哪個(gè)物體運(yùn)用牛頓定律，該物體就是研究對象。有時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，選取　幾個(gè)研究對象才能解決問題?！　。?）分析受力并畫出受力圖正確分析研究對象的受力情況是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵，這一步的主要理論依據(jù)是牛頓第三定律。必須從“力是一個(gè)物體對另一個(gè)物體的作用”這一基本概念出發(fā)，在與研究對象相聯(lián)系的其他所有物體中去尋找作用于研究對象的力。對每個(gè)力都必須弄清誰是施力者，誰是受力者，這一步常稱為“解除約束以約束力代替”。把研究對象的所有“約束”全部解除，并以相應(yīng)的“約束力”代替畫在研研對象上，就是研究對象的受力圖?！　。?）列運(yùn)動(dòng)方程在列運(yùn)動(dòng)方程前首先要選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，然后根據(jù)牛頓定律列出研究對象的運(yùn)動(dòng)方程（常用投影形式）。在列方程時(shí)，要注意力和加速度的方向（或正亨時(shí)根據(jù)牛頓定律列出的方程還不足以解決問題，常常需要列出相關(guān)的輔助性方程，如摩擦力與正壓力的關(guān)系；不計(jì)質(zhì)量的同一根繩上張力處處相等；長竺不變的繩上各處的加速度相等，或者利用一些幾何關(guān)系，找出相關(guān)量之間的關(guān)系。只有列出的獨(dú)立方程數(shù)目和未知數(shù)數(shù)目相等時(shí)，才可以求解。

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