本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。是在第二版的基础上参照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会新制定的《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》(正式报告稿)修订的。本次修订保留了新教学基本要求确定的全部核心内容(A类内容),选择了相当数量的扩展内容(B类内容)和关于高新技术及学科前沿发展的内容。本书的突出特点是:建立了大学物理力学部分的新体系;综合素质培养与教学内容相结合;解决了一些大学物理教材中以前没有解决和没有解决好的问题;采用科技论文通常的写法。
本书分上、下两册,上册包括力学、狭义相对论、振动与波动、波动光学、热物理学,下册包括电磁学和量子物理。与之配套的有电子教案和习题解答。本书可作为理工学科非物理类专业大学物理课程的教材或参考书,也可作为成人教育或远程教育师生及中学教师的参考书。
样章试读
目录
- 第三版前言
第一篇 力学
第一章 质点运动学
§1.1 空间和时间
一、绝对空间和绝对时间
二、空间的测量
三、时间的测量
§1.2 质点运动的描述
一、质点
二、参考系和坐标系
三、质点位置的描述方法
四、运动方程
§1.3 位移速度加速度
一、位移矢量
二、速度矢量
三、加速度矢量
§1.4 变速运动
求运动方程的一般方法
§1.5 平面曲线运动
一、自然坐标系中的加速度
二、圆周运动
三、角量与线量的关系
四、圆周运动的第二类运动学问题
五、角速度矢量
§1.6 相对运动
一、伽利略变换
二、速度变换和加速度变换
本章小结
习题一
第二章 质点动力学
§2.1 牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
二、质量
三、动量
四、牛顿第二定律
五、牛顿第三定律
六、常见的几种力
七、牛顿运动定律的应用
§2.2 动量角动量
一、动量定理
二、角动量
三、角动量定理
四、质点的角动量守恒定律
五、选取参考点的限制状态量的必要条件
§2.3 动能
一、功
二、功率
三、质点的动能定理
四、保守力
§2.4 势能
一、势能的定义
二、几种常见的势能
三、保守力和势能梯度
四、势能曲线
§2.5 伽利略相对性原理非惯性系
一、伽利略坐标变换
二、伽利略相对性原理
三、非惯性参考系惯性力
*四、地球自转对物体重量的影响
*五、科里奥利力
本章小结
习题二
第三章 质点系动力学
§3.1 质心
一、内力外力
二、质心
三、质心运动定理
§3.2 动量守恒定律
一、质点系的动力学方程
二、质点系的动量定理
三、动量守恒定律
§3.3 角动量守恒定律
一、质点系的角动量
二、质点系的角动量定理
三、角动量守恒定律
*四、质心参考系中的角动量定理
§3.4 机械能守恒定律
一、质点系的动能定理
二、质点系的功能原理
三、机械能守恒定律
*四、质心参考系中的功能关系
五、能量守恒定律
§3.5 碰撞
一、完全弹性碰撞
二、完全非弹性碰撞
三、恢复系数
四、恢复系数的其他定义和一类现象的规律的表示方法
*§3.6 潮汐
一、引潮力
二、引潮力的分布
三、潮汐的高度
四、太阳的作用
五、其他影响
*§3.7 对称性与守恒定律
一、什么是对称性
二、物理定律的对称性
三、诺特定理
四、时空对称性与三大守恒定律
本章小结
习题三
第四章 刚体力学基础
§4.1 刚体运动学
一、刚体模型
二、刚体的运动
三、刚体定轴转动的角量描述
§4.2 刚体的角动量和角动量定理
一、刚体的角动量
二、转动惯量
三、定轴转动刚体的角动量定理
四、关于力矩的进一步讨论
五、定轴转动刚体系统的角动量守恒定律
§4.3 转动动能机械能守恒定律
一、刚体的转动动能
二、力矩的功
三、定轴转动刚体的动能定理
四、刚体的重力势能
五、刚体系统的机械能守恒定律
*§4.4 旋进
一、旋进
二、陀螺仪
本章小结
习题四
第五章 狭义相对论
§5.1 狭义相对论的基本原理洛伦兹变换
一、伽利略变换力学相对性原理
二、狭义相对论的基本原理
三、洛伦兹变换
四、相对论速度变换式
§5.2 狭义相对论的时空观
一、同时的相对性
二、长度收缩效应
三、时间膨胀效应
§5.3 狭义相对论动力学
一、相对论质量和动量
二、狭义相对论动力学的基本方程
§5.4 相对论能量
一、相对论动能
二、相对论能量
三、动量与能量的关系
本章小结
习题五
第二篇 振动和波动波动光学
第六章 振动和波
§6.1 简谐振动
一、谐振动的微分方程和运动方程
二、由初始条件确定振幅和初相位
三、坐标原点的选取对于振动表达式的影响
四、简谐振动的其他表示法
五、谐振动的能量
§6.2 阻尼振动和受迫振动共振
一、阻尼振动
二、受迫振动
三、共振
§6.3 谐振动的合成
一、同振动方向、同频率的谐振动的合成
二、同振动方向、不同频率的谐振动的合成
三、同频率的两个相互垂直的谐振动的合成
四、相互垂直的不同频率的谐振动的合成
*§6.4 频谱分析
§6.5 机械波的产生和传播
一、机械波产生的条件
二、波面和波线
三、横波和纵波
四、波速
五、波长、周期、频率
§6.6 平面简谐波的波函数
一、波函数
二、平面简谐波的波函数
三、波函数的物理意义
四、平面波的波动方程
五、波的能量
六、声波
七、超声波
八、次声波
§6.7 波的干涉驻波
一、波的叠加原理
二、波的干涉
三、驻波
四、半波损失
五、简正模式
§6.8 多普勒效应
一、波源相对于介质不动,观测者以速度vR沿着二者的连线运动
二、观测者相对于介质不动,波源以速度vS沿着二者的连线运动
三、波源和观测者相对于介质在二者连线上同时运动
*§6.9 波包和非线性波
一、波包和群速度
二、非线性效应对波动的影响
三、孤波和孤子
本章小结
习题六
第七章 波动光学
§7.1 光的单色性和相干性、光程
一、光源
二、光的单色性和相干性
三、光程
四、明暗干涉条纹产生的条件
§7.2 杨氏双缝干涉
一、杨氏双缝实验
二、其他分波阵面的干涉实验
§7.3 薄膜干涉
一、薄膜干涉
二、等倾干涉
三、增透膜与增反膜
四、等厚干涉
§7.4 迈克耳孙干涉仪激光干涉仪
一、迈克耳孙干涉仪
二、激光干涉仪
§7.5 惠更斯-菲涅耳原理
一、光的衍射
二、惠更斯-菲涅耳原理
§7.6 单缝的夫琅禾费衍射
一、单缝衍射
二、菲涅耳半波带法
*三、单缝衍射的光强分布
§7.7 圆孔衍射分辨本领
一、圆孔的夫琅禾费衍射
二、光学仪器的分辨本领
§7.8 衍射光栅
一、光栅的构造
二、光栅衍射条纹
三、谱线的缺级
四、光栅光谱
*五、光栅的分辨本领
§7.9 X射线衍射
一、X射线
二、X射线在晶体上的衍射——布拉格公式
三、劳厄相和德拜相
§7.10 光的偏振态
一、自然光
二、线偏振光
三、部分偏振光
四、圆偏振光和椭圆偏振光
§7.11 起偏和检偏马吕斯定律
一、起偏和检偏
二、马吕斯定律
§7.12 反射光和折射光的偏振
§7.13 双折射现象
一、晶体的双折射现象
*二、单轴晶体中的波面
三、尼科耳棱镜
§7.14 椭圆偏振光和圆偏振光波片
一、椭圆偏振光和圆偏振光的获得
二、波片
*§7.15 偏振光的干涉人工双折射
一、偏振光的干涉
二、色偏振
三、人工双折射
§7.16 旋光现象
本章小结
习题七
第三篇 热物理学
第八章 气体动理论
§8.1 气体动理论的基本概念
一、状态参量、平衡状态与非平衡状态
二、统计规律的基本概念
三、物质的微观结构模型
四、理想气体的微观结构模型与统计假设
§8.2 理想气体的压强公式与温度公式
一、压强的微观本质
二、理想气体的压强公式
三、理想气体的状态方程
四、理想气体的温度公式
五、理想气体分子的方均根速率
§8.3 能量按自由度均分定理与理想气体的内能
一、自由度
二、能量按自由度均分定理
三、理想气体的内能
§8.4 麦克斯韦分布律
一、麦克斯韦速率分布律
二、理想气体分子的最概然速率与算术平均速率
三、麦克斯韦速度分布律
§8.5 玻尔兹曼分布律
一、玻尔兹曼分布律
二、重力场中大气密度与压强按高度的分布
§8.6 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程
一、分子的平均碰撞频率
二、分子的平均自由程
本章小结
习题八
第九章 热力学基础
§9.1 热力学第零定律和第一定律
一、功
二、热量
三、热力学第零定律
四、热力学第一定律
§9.2 理想气体的等值过程与摩尔热容
一、等体(积)过程
二、等压过程
三、等温过程
四、理想气体的摩尔热容
§9.3 绝热过程与多方过程
一、绝热过程
*二、多方过程
§9.4 循环过程卡诺循环
一、循环过程
二、卡诺循环
*三、热泵
§9.5 热力学第二定律
一、自发过程的方向性
二、可逆过程和不可逆过程
三、热力学第二定律的两种表述
四、卡诺定理
*五、卡诺定理的证明
§9.6 熵增加原理
一、热力学概率
二、热力学第二定律的数学表示熵增加原理
三、热力学第二定律的微观意义
*四、克劳修斯熵
五、熵增加原理
六、规律和定律
*§9.7 热力学第三定律
一、气体的液化与低温的获得
二、热力学第三定律
三、低温物理学的发展
*§9.8 信息与信息熵
一、麦克斯韦妖与信息
二、信息与信息熵
三、信息量
四、负熵
本章小结
习题九
习题答案