大學(xué)物理(上下）

前言

　　大學(xué)物理課程是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。除此之外，大學(xué)物理課程在培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程無法替代的作用?！　”緯悄贤ù髮W(xué)理學(xué)院教師在多年大學(xué)物理教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合高等教育大眾化的實際編寫而成的。本書以教育部非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會新制定的《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)，注意借鑒國內(nèi)外現(xiàn)有優(yōu)秀大學(xué)物理教材和高中物理新教材的長處，采用多種手段加強教材內(nèi)容與生產(chǎn)、生活實際和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系，讓學(xué)生感到生活中到處都有物理。為了培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，我們還在教材中嵌入了“討論與思考”和“課題研究”欄目，以便激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生收集、處理、解決問題的綜合能力，盡早對學(xué)生進行科研訓(xùn)練?！　∪珪稚?、下兩冊，由南通大學(xué)理學(xué)院組織編寫。上冊包括力學(xué)、相對論、振動與波、氣體動理論和熱力學(xué)等內(nèi)容，下冊包括電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和量子物理等內(nèi)容。全書由董正超主審，第1、2、3、5、6章主要由沐仁旺編寫，第7、8、9章主要由秦玉明編寫，第10、11、12章主要由戴兵編寫，第13章主要由紀憲明編寫，第4、14章主要由楊建華編寫。參加編寫的人員還有于忠衛(wèi)、方靖淮、王全、許田、成鳴飛、孫炳華、張華、李頌、李曉波、林小燕、周玲、周朋霞、姚力、羅達峰、羅禮進、袁國秋、黃云霞、韓良愷、譚志中、傅懷良、王志堅、趙永林、潘寶珠等。全書由楊建華、戴兵和秦玉明統(tǒng)稿。　　為了進一步幫助讀者正確理解和掌握本書的基本概念，提高分析問題和解決問題的能力，提高解題技巧，我們還擬編寫與之配套的《大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》（蘇大出版社出版）。　　由于作者水平有限，書中難免有不妥甚至錯誤之處，敬請讀者批評指正，我們將在此基礎(chǔ)上不斷完善。

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)物理(套裝上下冊)》分上、下兩冊，由南通大學(xué)理學(xué)院組織編寫。上冊包括力學(xué)、相對論、振動與波、氣體動理論和熱力學(xué)等內(nèi)容，下冊包括電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和量子物理等內(nèi)容。　　《大學(xué)物理(套裝上下冊)》以教育部非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會新制定的《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)，注意借鑒國內(nèi)外現(xiàn)有優(yōu)秀大學(xué)物理教材和高中物理新教材的長處，采用多種手段加強教材內(nèi)容與生產(chǎn)、生活實際和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系，讓學(xué)生感到生活中到處都有物理。為了培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，我們還在教材中嵌入了“討論與思考”和“課題研究”欄目，以便激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生收集、處理、解決問題的綜合能力，盡早對學(xué)生進行科研訓(xùn)練。

書籍目錄

《大學(xué)物理（上冊）》目錄：　第1章　質(zhì)點運動學(xué)　　1-1　質(zhì)點運動的描述　　　一、質(zhì)點參照系坐標系　　　二、位置矢量運動方程　　　三、位移與路程　　　四、速度　　　五、加速度　　1-2　直線運動　　　一、勻速直線運動　　　二、勻變速直線運動　　1-3　曲線運動　　　一、勻速圓周運動　　　二、變速圓周運動　　　三、圓周運動的角量表示　　　四、拋體運動　　1-4　相對運動　　思考題　　習(xí)題　第2章　質(zhì)點動力學(xué)　　2-1　牛頓運動定律　　2-2　物理量的單位和量綱　　　一、基本單位和導(dǎo)出單位單位制　　　二、國際單位制和力學(xué)中常見的單位制　　　三、量綱式　　2-3　牛頓運動定律的應(yīng)用　　　一、常見的幾種力　　　二、牛頓運動定律的應(yīng)用舉例　　2-4　慣性系和非慣性系　　　一、慣性系力學(xué)的相對性原理　　　二、慣性力　　2-5　質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定律　　　一、動量　　　二、沖量　　　三、質(zhì)點的動量定理　　　四、質(zhì)點系的動量定理　　　五、動量守恒定律　　2-6　功和能機械能守恒定律　　　一、功　　　二、功率　　　三、質(zhì)點的動能定理　　　四、質(zhì)點系的功能原理　　　五、機械能守恒定律　　2-7　質(zhì)心質(zhì)心運動定律　　　一、質(zhì)心　　　二、質(zhì)心運動定律　　思考題　　習(xí)題　　閱讀材料　第3章　剛體力學(xué)　　3-1　剛體的基本運動　　　一、平動　　　二、定軸轉(zhuǎn)動角速度和角加速度　　3-2　剛體的轉(zhuǎn)動慣量　　　一、轉(zhuǎn)動慣量　　　二、平行軸定理　　　三、垂直軸定理　　3-3　轉(zhuǎn)動定律　　　一、力矩　　　二、轉(zhuǎn)動定律　　3-4　剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理　　　一、轉(zhuǎn)動動能　　　二、力矩的功　　　三、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理　　3-5　動量矩守恒定律　　　一、動量矩　　　二、動量矩定理　　　三、動量矩守恒定律　　思考題　　習(xí)題　第4章　狹義相對論　　4-1　基于絕對時空的力學(xué)理論　　　一、經(jīng)典力學(xué)的相對性原理伽利略變換式　　　二、牛頓的絕對時空觀　　4-2　邁克耳孫-莫雷實驗　　4-3　狹義相對論的基本原理洛倫茲變換　　　一、狹義相對論的基本原理　　　二、洛倫茲變換式　　　三、洛倫茲速度變換式　　4-4　狹義相對論的時空觀　　　一、同時的相對性　　　二、長度的收縮　　　三、時間的延緩　　4-5　相對論性質(zhì)量、動量和能量　　　一、質(zhì)量、動量與速度的關(guān)系　　　二、狹義相對論力學(xué)的基本方程　　　三、質(zhì)量與能量的關(guān)系　　　四、動量與能量的關(guān)系　　思考題　　習(xí)題　　閱讀材料　第5章　機械振動　　5-1　簡諧運動　　　一、彈簧振子的簡諧運動　　　二、運動方程　　　三、簡諧運動的矢量圖示法　　5-2　簡諧運動的能量　　　一、初始條件　　　二、簡諧運動的能量　　5-3　阻尼振動受迫振動共振　　　一、阻尼振動　　　二、受迫振動共振　　5-4　同方向簡諧運動的合成拍　　　一、同方向同頻率簡諧運動的合成　　　二、同方向不同頻率簡諧運動的合成拍　　5-5　相互垂直的簡諧運動的合成　　思考題　　習(xí)題　第6章　機械波　　6-1　機械波的產(chǎn)生和傳播　　　一、機械波的產(chǎn)生　　　二、橫波和縱波　　　三、波陣面和波射線　　　四、波的傳播速度　　　五、波長、波的周期和頻率　　6-2　平面簡諧波的波動方程　　6-3　波的能量和能流　　　一、能量和能量密度　　　二、能流和能流密度　　　三、聲強和聲強級　　　四、波的吸收　　6-4　波的衍射和干涉　　　一、惠更斯原理　　　……　第7章　氣體動理論　第8章　熱力學(xué)基礎(chǔ)　附錄1　矢量　附錄2　基本吳璐常量　附錄3　國際單位制（SI）　附錄4　希臘字母表及其讀音　附錄5　歷年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者及獲獎原因　附錄6　空氣、水、太陽系一些常用數(shù)據(jù)　習(xí)題答案《大學(xué)物理（下冊）》目錄：　第9章　靜電場　　9-1　電場強度　　　一、庫侖定律　　　二、電場強度　　　三、電偶極子的電場強度　　9-2　高斯定理　　　一、電場強度通量　　　二、高斯定理及其應(yīng)用　　9-3　靜電場的環(huán)路定理電勢　　　一、靜電場力所做的功　　　二、靜電場的環(huán)路定理　　　三、電勢能和電勢　　　四、電場強度與電勢梯度　　9-4　靜電場中的電偶極子　　　一、外電場對電偶極子的力矩　　　二、電偶極子在電場中的電勢能　　9-5　靜電場中的導(dǎo)體　　　一、靜電平衡　　　二、靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布　　　三、靜電的應(yīng)用　　9-6　電容電容器　　　一、電容器　　　二、電容器的并聯(lián)和串聯(lián)　　9-7　靜電場中的電介質(zhì)　　　一、電介質(zhì)的極化　　　二、電介質(zhì)中的電場　　　三、電位移有電介質(zhì)時的高斯定理　　9-8　靜電場的能量能量密度　　　一、電容器的儲能　　　二、靜電場的能量　思考題　習(xí)題　閱讀材料　第10章　恒定磁場　　10-1　恒定電流　　　一、電流電流密度　　　二、電流的連續(xù)性方程恒定電流條件　　10-2　電源電動勢　　10-3　磁場磁感應(yīng)強度　　　一、基本磁現(xiàn)象　　　二、磁感應(yīng)強度　　10-4　畢奧一薩伐爾定律　　　一、畢奧一薩伐爾定律　　　二、畢奧一薩伐爾定律的應(yīng)用　　　三、運動電荷的磁場　　10-5　磁場的高斯定理　　　一、磁感線　　　二、磁通量磁場的高斯定理　　10-6　安培環(huán)路定理　　　一、安培環(huán)路定理　　　二、安培環(huán)路定理的應(yīng)用　　10-7　磁場對栽流導(dǎo)線的作用　　　一、安培力　　　二、載流線圈在磁場中受到的力矩　　10-8　磁場對運動電荷的作用　　　一、洛倫茲力　　　二、帶電粒子在均勻磁場中的運動　　　三、霍耳效應(yīng)　　　……　第11章　電磁感應(yīng)　第12章　電磁場和電磁波　第13章　光學(xué)　第14章　量子物理　習(xí)題答案　參考文獻

章節(jié)摘錄

　　4-4 狹義相對論的時空觀　　運用洛倫茲變換式可以得到許多與我們的日常經(jīng)驗大相徑庭的、令人驚奇的重要結(jié)論，這些結(jié)論后來被近代高能物理中的許多實驗所證實。例如，兩點之間的距離或物體的長度隨量度的慣性系的不同而不同，某一過程所經(jīng)歷的時問也隨慣性系而異，以及動量與速度的關(guān)系和質(zhì)能關(guān)系等。下面我們首先討論同時的相對性，然后再討論長度的收縮和時間的延緩?！　∫?、同時的相對性　　在牛頓力學(xué)里，同時性是絕對的。在一個慣性系里同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系里看來也一定是同時的。比如，2009年9月18日上午10點，昆明和南昌同時拉響人防警報，根據(jù)生活經(jīng)驗，昆明和南昌兩地開始拉警報這兩個事件，無論是地面上的人還是國際空間站上的科學(xué)家看來都應(yīng)該是發(fā)生在同一時刻。但是狹義相對論則認為，如果兩個事件在慣性系S中觀察時是同時的，那在慣性系S’中觀察，一般來說就不再是同時的了，這就是狹義相對論的同時的相對性?！　∠旅娼榻B愛因斯坦的“理想實驗”來說明同時的相對性?！　∪鐖D4-4所示，設(shè)想有一車廂以勻速度u相對站臺S沿Ox軸運動。如果車廂正中間的燈P閃了一下后，則毫無疑問在隨火車一起運動的慣性系S’觀測者來看，光信號是同時到達車廂兩端A和B的?，F(xiàn)在要問：從站臺S上的觀測者來看，這兩個光信號還是同時到達A和B嗎？按照狹義相對論的光速不變原理，S系中的觀測者認為光向前和向后傳播的速度是一樣的，由于火車在運動，在光傳播的過程中，車廂向前移動了一段距離，因此光信號到達A比到達B要早一些?？梢?，從燈P發(fā)出的光信號到達點A和到達點B這兩個事件在火車上的觀測者看來是同時的，而在站臺上的觀測者看來是不同時的。也就是說，同時是相對的，不存在與慣性系無關(guān)的所謂絕對時間。

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