大學物理

前言

　　物理學是研究物質的基本結構、基本運動規(guī)律以及基本相互作用的科學。物理學的基本理論滲透到自然科學的各個門類，應用于生產(chǎn)領域的各個部門。物理學所展現(xiàn)的認識論和方法論，在人類追求真理、探索未知世界的過程中，具有普遍的意義。所以物理學是整個自然科學和工程技術的基礎。　　大學物理課程是高等學校重要的基礎理論課。它在為學生打好必要的物理基礎，培養(yǎng)學生的科學世界觀，提高學生分析問題和解決問題的能力，增強學生探索精神和創(chuàng)新意識等方面具有其他課程不能替代的作用，在培養(yǎng)人才的科學素質方面具有非常重要的地位。　　本書是根據(jù)教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導分委員會2004年制定的《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》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時數(shù)的實際，只選取了一些與工科專業(yè)關系密切的內(nèi)容，如流體力學。本書注重物理思想方法的介紹，體現(xiàn)內(nèi)容的現(xiàn)代化和先進性，較系統(tǒng)、完整地介紹了物理學的基本理論，涵蓋了最重要的基本概念、基本原理和基本規(guī)律，反映了物理知識在工程技術中的實際應用。在基本保證經(jīng)典內(nèi)容系統(tǒng)性的前提下，適當加強和拓展了近代物理的內(nèi)容，并將物理學在現(xiàn)代科學技術中應用的一些新理論，如固體的能帶結構、半導體的導電機理、超導和激光作為專題單獨成章。以使專題與基本內(nèi)容互補，展現(xiàn)基本完整的物理學框架。書中還附有一些反映物理知識在科研、生產(chǎn)和生活中具體應用的圖片和照片，以使圖文并貌，開闊學生的知識視野，激發(fā)學生的學習熱情和求知欲望，增強學生科學觀察和思維的能力。

內(nèi)容概要

　　《“十一五”規(guī)劃教材：大學物理》以教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導分委員會制定的《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》為依據(jù)，針對工科人才培養(yǎng)的目標編寫。全書由力學、熱學、電磁學、光學、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，注重物理知識在工程實際中的具體應用，具有理論基礎較系統(tǒng)寬厚，經(jīng)典強化而近代突出的特點，有利于培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的科學素質?！　　丁笆晃濉币?guī)劃教材：大學物理》可作為70～110學時的工科各專業(yè)大學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 質點運動學1.1 質點的位置和運動方程1.2 質點的位移和路程1.3 質點的速度1.4 質點的加速度1.5 質點的圓周運動1.6 不同參考系中速度和加速度的變換思考題習題第2章 質點動力學2.1 牛頓運動定律2.2 動量動量守恒定律2.3 功和能機械能守恒定律思考題習題第3章 剛體力學基礎3.1 剛體運動學3.2 剛體定軸轉動的轉動定律3.3 力矩的功轉動動能定理3.4 質點對軸的角動量及其守恒定律3.5 剛體對軸的角動量及其守恒定律思考題習題第4章 流體力學4.1 理想流體的定常流動4.2 連續(xù)性原理4.3 伯努利方程4.4 粘滯流體的流動4.5 物體在粘滯流體中的運動思考題習題第5章 機械振動5.1 簡諧振動5.2 簡諧振動的能量5.3 阻尼振動受迫振動共振5.4 振動的合成思考題習題第6章 機械波6.1 機械波的產(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 多普勒效應思考題習題第7章 氣體動理論7.1 氣體動理論的基本概念7.2 理想氣體的壓強和溫度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題第8章 熱力學8.1 熱力學第一定律8.2 準靜態(tài)過程中功和熱量的計算8.3 熱力學第一定律對理想氣體的應用8.4 循環(huán)過程和卡諾循環(huán)8.5 熱力學第二定律8.6 熱力學第二定律的統(tǒng)計意義思考題習題第9章 靜電場9.1 電場電場強度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 靜電場中的導體和電介質9.6 靜電場的能量9.7 靜電技術及其應用思考題習題第10章 恒定磁場10.1 磁場磁感應強度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 磁場對運動電荷的作用10.6 磁場對電流的作用10.7 磁場力的功10.8 磁場中的磁介質思考題習題第11章 電磁感應與電磁場11.1 電磁感應的基本規(guī)律11.2 動生電動勢和感生電動勢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題第12章 波動光學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 光的偏振思考題習題第13章 幾何光學13.1 單球面折射和反射13.2 薄透鏡折射13.3 人眼與常用光學儀器13.4 人眼與常用光學儀器的成像質量思考題習題第14章 狹義相對論基礎14.1 伽利略變換與經(jīng)典力學的時空觀14.2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換14.3 狹義相對論的時空觀14.4 狹義相對論的速度變換14.5 狹義相對論動力學的主要結論思考題習題第15章 量子物理基礎15.1 熱輻射和普朗克能量子假設15.2 光電效應和愛因斯坦光量子假設15.3 氫原子光譜和玻爾氫原子理論15.4 實物粒子的波動性物質波15.5 波函數(shù)及其物理意義15.6 薛定諤方程及其簡單應用15.7 電子的自旋運動四個量子數(shù)15.8 原子的殼層結構化學元素的周期性思考題習題第16章 專題16.1 固體的能帶結構16.2 半導體的導電機理16.3 超導16.4 激光

章節(jié)摘錄

　　2.1.3 牛頓運動定律的應用牛頓運動定律在實際中有著廣泛的應用。應用牛頓運動定律，分析和解決動力學問題的一般方法和步驟為：　?。?）選取研究對象　由于牛頓運動定律是對確定質點而言的，因此，首先要結合具體問題，分析　確定對哪個物體運用牛頓定律，該物體就是研究對象。有時根據(jù)實際需要，選取　幾個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問題的關鍵，這一步的主要理論依據(jù)是牛頓第三定律。必須從“力是一個物體對另一個物體的作用”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?！　。?）列運動方程在列運動方程前首先要選取適當?shù)淖鴺讼?，然后根?jù)牛頓定律列出研究對象的運動方程（常用投影形式）。在列方程時，要注意力和加速度的方向（或正亨時根據(jù)牛頓定律列出的方程還不足以解決問題，常常需要列出相關的輔助性方程，如摩擦力與正壓力的關系；不計質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系，找出相關量之間的關系。只有列出的獨立方程數(shù)目和未知數(shù)數(shù)目相等時，才可以求解。

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