大學(xué)物理新教程（上）

前言

　　《大學(xué)物理新教程》自2001年出版以來(lái)，已多次印刷，得到許多同行的認(rèn)可和好評(píng)，并在多所高校使用，深受使用者的厚愛(ài)，在此向他們表示衷心的感謝。鑒于我國(guó)高等教育飛速發(fā)展，高等教育由精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)變，為了適應(yīng)這一形勢(shì)的要求，結(jié)合高校擴(kuò)招后的學(xué)生實(shí)際情況，我們對(duì)這本教材進(jìn)行了改編。　　《大學(xué)物理新教程》第2版，保持了原版的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，即保持了體系新、內(nèi)容新、習(xí)題新和數(shù)據(jù)新的特點(diǎn)?！　∫?、體系新　　《大學(xué)物理新教程》是以時(shí)空、對(duì)稱(chēng)性概念為起點(diǎn)，以物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)為核心，構(gòu)筑以實(shí)物與場(chǎng)、波與粒子為結(jié)構(gòu)特征的概念體系，將相對(duì)論和量子力學(xué)的概念貫穿于物理概念的現(xiàn)代化之中，整部教材充滿(mǎn)了現(xiàn)代氣息，不僅反映在相對(duì)論和量子力學(xué)的內(nèi)容提前、分量加重、在教學(xué)中予以保證，而且將其貫穿于物理概念的深化和內(nèi)容的改革之中。建立了一種新的課程體系。　　《大學(xué)物理新教程》（第2版）是根據(jù)教育部高等學(xué)校非物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2004年12月制定的《非物理類(lèi)理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》改編的，它保持了第1版的體系結(jié)構(gòu)，與第1版相比增加了穩(wěn)恒電流、光度學(xué)基礎(chǔ)、幾何光學(xué)基礎(chǔ)、流體力學(xué)基礎(chǔ)、液體的流動(dòng)、液晶顯示的物理原理、生物電磁學(xué)簡(jiǎn)介、磁電子學(xué)簡(jiǎn)介等內(nèi)容，附錄中增加了矢量及其運(yùn)算、歷屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者及其貢獻(xiàn)等內(nèi)容，刪去了“運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)”和“質(zhì)量、動(dòng)量、能量和力的洛侖茲變換”等較難的內(nèi)容，從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，為了便于學(xué)生的學(xué)習(xí)，部分章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行改寫(xiě)或調(diào)整，并注意與中學(xué)教學(xué)內(nèi)容的銜接。全書(shū)由實(shí)物與場(chǎng)、波與粒子兩個(gè)部分組成，構(gòu)筑了一個(gè)完整的物理理論體系，既可適應(yīng)工科各專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的需要，也可適應(yīng)農(nóng)林有關(guān)專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的要求。因?yàn)樵诰帉?xiě)過(guò)程中注意到它們的特點(diǎn)，有些內(nèi)容的刪減可以滿(mǎn)足各自要求，但并不影響物理學(xué)體系的科學(xué)性，例如有些專(zhuān)業(yè)不講授穩(wěn)恒電流、幾何光學(xué)基礎(chǔ)、輻度學(xué)和光度學(xué)基礎(chǔ)、液體流動(dòng)等內(nèi)容，并不破壞課程體系的科學(xué)性；對(duì)于農(nóng)林有關(guān)專(zhuān)業(yè)選擇了穩(wěn)恒電流、幾何光學(xué)基礎(chǔ)、輻度學(xué)和光度學(xué)基礎(chǔ)、液體流動(dòng)等內(nèi)容，而刪減了相對(duì)論、量子力學(xué)和電磁學(xué)等部分難度較大的部分，同樣可以自成體系。還有，帶“*”的內(nèi)容，可以選講.這種安排適應(yīng)了目前有些院校（如農(nóng)林院校）大學(xué)物理分層次教學(xué)的要求。

內(nèi)容概要

本書(shū)分為上、下冊(cè)。  上冊(cè)，以實(shí)物與場(chǎng)為主線(xiàn)分兩篇展開(kāi)，第l篇時(shí)空與實(shí)物運(yùn)動(dòng)，內(nèi)容有時(shí)空與質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述，守恒定律與時(shí)空對(duì)稱(chēng)性，相對(duì)論基礎(chǔ)；第2篇電磁場(chǎng)，內(nèi)容有靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流、電磁相互作用、電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)。    下冊(cè)，以波與粒子為主線(xiàn)展開(kāi)，第3篇振動(dòng)與波動(dòng)，內(nèi)容包括振動(dòng)、波動(dòng)、光的波動(dòng)性；第4篇物質(zhì)的波粒二象性，內(nèi)容有光的波粒二象性、輻度學(xué)和光度學(xué)基礎(chǔ)、量子力學(xué)基礎(chǔ)；第5篇大量粒子運(yùn)動(dòng)的宏觀(guān)規(guī)律，內(nèi)容有統(tǒng)計(jì)物理學(xué)基礎(chǔ)（含激光和原子激射器）、熱力學(xué)基礎(chǔ)、流體力學(xué)基礎(chǔ)。    每章之后有本章提要和習(xí)題。習(xí)題分A、B、C、D 4類(lèi)，A、B兩類(lèi)屬難度不同的兩部分；C類(lèi)為多項(xiàng)選擇題；D類(lèi)為英文題，以適應(yīng)教學(xué)的需要和21世紀(jì)對(duì)高校學(xué)生英文水平不斷提高的要求。書(shū)后附有A、B兩類(lèi)習(xí)題的參考答案。      本書(shū)可作為工科大學(xué)物理教材，也可作為其他高等院校師生的教學(xué)或自學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

緒論第1篇　時(shí)空與實(shí)物運(yùn)動(dòng)　第1章　時(shí)空與質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述　　§1-1　物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間空間　　§1-2　質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述　　§1-3　質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)變化的描述  　本章提要  　習(xí)題1　第2章　守恒定律與時(shí)空對(duì)稱(chēng)性　　§2-1　動(dòng)量守恒定律　　§2-2　角動(dòng)量守恒定律　　§2-3　能量守恒定律　　§2-4　對(duì)稱(chēng)性與守恒定律 　 本章提要  　習(xí)題2　第3章　相對(duì)論基礎(chǔ)　　§3-1　伽利略相對(duì)性原理經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀(guān)　　§3-2　狹義相對(duì)論基本原理洛倫茲變換　　§3-3　狹義相對(duì)論時(shí)空觀(guān)　　§3-4　狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　　§3-5　廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介　　§3-6　物質(zhì)與反物質(zhì)  　本章提要  　習(xí)題3第2篇　電磁場(chǎng)　第4章　靜電場(chǎng)　　§4-1　電相互作用　　§4-2　電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度　　§4-3　高斯定理及其應(yīng)用　　§4-4　靜電場(chǎng)的環(huán)路定理電勢(shì)　　§4-5　等勢(shì)面　電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系　　§4-6  電介質(zhì)中的靜電場(chǎng)  電位移矢量　　§4-7　電容電場(chǎng)的能量　　§4-8　電流變液簡(jiǎn)介  　本章提要  　習(xí)題4　第5章　穩(wěn)恒電流　　§5-1  電流密度  電流連續(xù)性方程　　§5-2　電動(dòng)勢(shì)　　§5-3　歐姆定律的微分形式　　§5-4　基爾霍夫定律及其應(yīng)用 　 本章提要 　 習(xí)題5　第6章　電磁相互作用　　§6-1　基本磁現(xiàn)象　　§6-2　磁場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度　　§6-3　畢奧-薩伐爾定律　　§6-4　磁場(chǎng)的高斯定理　　§6-5　磁場(chǎng)中的安培環(huán)路定理及其應(yīng)用　　§6-6　磁場(chǎng)對(duì)電流的作用　　§6-7　磁介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理　　§6-8　生物電磁學(xué)簡(jiǎn)介  　本章提要  　習(xí)題6　第7章  電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)附錄Ⅰ  矢量及其運(yùn)算附錄Ⅱ  歷屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者及其貢獻(xiàn)附錄Ⅲ  常用物理常數(shù)表習(xí)題參考答案

章節(jié)摘錄

　　第1篇 時(shí)空與實(shí)物運(yùn)動(dòng)　　第1章 時(shí)空與質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述　　§1-1 物質(zhì)運(yùn)動(dòng) 時(shí)間 空間　　一、物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)　　世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，物質(zhì)在永不停息地運(yùn)動(dòng)?！　∈裁词俏镔|(zhì)？物質(zhì)就是客觀(guān)存在。這種客觀(guān)存在就是能量的表達(dá)。什么叫運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的固有屬性，它是由能量的漲落引起的。　　物質(zhì)有兩種基本形式：實(shí)物與場(chǎng)?，F(xiàn)代物理研究的結(jié)果表明：真空是一切場(chǎng)的基態(tài)，實(shí)物與場(chǎng)都是真空的激發(fā)態(tài)。實(shí)物與場(chǎng)的主要區(qū)別在于實(shí)物的能量密度遠(yuǎn)大于場(chǎng)的能量密度。場(chǎng)的激發(fā)狀態(tài)表現(xiàn)為出現(xiàn)相應(yīng)的粒子（particle）。粒子以一定的方式聚集起來(lái)就構(gòu)成實(shí)物。從這個(gè)意義上講，在物質(zhì)存在的兩種基本形式中，場(chǎng)是更基本的。每一種場(chǎng)對(duì)應(yīng)于一種粒子，對(duì)應(yīng)于不同粒子的各種場(chǎng)相互重疊地充滿(mǎn)整個(gè)空間。?！　】臻g反映了物質(zhì)的廣延性，空間這一概念是與實(shí)物的體積及其位置的變化聯(lián)系在一起的。時(shí)間所反映的則是物理事件的順序性和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的持續(xù)性?！　∮纱耍覀兛梢钥闯?，物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、時(shí)間、空間是不可分離的。自然界沒(méi)有脫離時(shí)間和空間而存在的運(yùn)動(dòng)物質(zhì)，也沒(méi)有脫離運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的時(shí)間和空間。運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)與時(shí)空之間還存在著密切的相互作用，即運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的存在決定了時(shí)空的性質(zhì)，時(shí)空的性質(zhì)反過(guò)來(lái)決定了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

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