本書是在程守洙、江之永主編的《普通物理學(xué)》(第七版)的基礎(chǔ)上,根據(jù)《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》(2010年版)改編而成。本書在保持原書選材精當(dāng)、論述嚴(yán)謹(jǐn)、行文簡明的前提下,刪繁就簡,突出重點,由淺入深,力求更加易教易學(xué)。本書涵蓋了《教學(xué)基本要求》中的核心(A類)內(nèi)容,并精選了適量重要的擴展(B類)內(nèi)容,對經(jīng)典物理內(nèi)容進(jìn)行了精簡和深化,對近代物理內(nèi)容進(jìn)行了精選和普化,并適當(dāng)介紹現(xiàn)代工程技術(shù)的新發(fā)展和新動態(tài)。 本書分為上、下兩冊,上冊包括力學(xué)、振動和波動、狹義相對論和熱學(xué),下冊包括電磁學(xué)、波動光學(xué)和量子力學(xué)。本書可作為高等院校非物理類理工科專業(yè)80-110學(xué)時大學(xué)物理基礎(chǔ)課程的教材,也可供其他相關(guān)專業(yè)選用和社會讀者閱讀。
本書的第三版又和大家見面了。第二版曾被列為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材、“2008年普通高等教育精品教材”,被很多院校采用,得到廣大師生的好評。但部分院校因?qū)W時數(shù)的限制,仍嫌內(nèi)容略多。
此次修訂力求做到精益求精。在第二版的基礎(chǔ)上,更加注意突出“物質(zhì)、能量和相互作用”來統(tǒng)率物理各部內(nèi)容,使它們的內(nèi)在聯(lián)系更加清晰。我們在不削減《教學(xué)基本要求》+所提出的大學(xué)“本科生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)達(dá)到的最低要求”的A類內(nèi)容基礎(chǔ)上,進(jìn)一步結(jié)合實際,篩選內(nèi)容,刪繁就簡,重新整合,確保重點,務(wù)必使大家易教易學(xué)。本版仍保留少量B類和拓展的內(nèi)容,用*號標(biāo)記,并用小字印刷,供有條件的學(xué)生自學(xué)。
此次修訂得到高等教育出版社物理分社高建社長、程福平編輯和忻蓓編輯的關(guān)心和支持,得到兄弟院校師生和廣大讀者賜予的寶貴意見和建議,我們在此表示衷心的感謝。
限于編者的水平,懇請同行專家和讀者繼續(xù)提出批評和建議。
緒論
一、物理學(xué)和物質(zhì)世界
二、物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)
三、物理學(xué)與人才培養(yǎng)
第一章 運動和力
§1-1 質(zhì)點運動的描述
一、質(zhì)點
二、參考系和坐標(biāo)系
三、空間和時間
四、位矢
五、運動學(xué)方程
六、位移
七、速度
八、加速度
§1-2 圓周運動和一般曲線運動
一、圓周運動的描述
二、一般曲線運動的描述
三、拋體運動的矢量描述
§1-3 相對運動伽利略變換
一、相對運動
二、伽利略坐標(biāo)變換
三、速度變換與加速度變換
§1一4力學(xué)中的常見力和基本力
一、常見力
二、基本力
§1-5 牛頓運動定律
一、牛頓第一定律
二、牛頓第二定律
三、牛頓第三定律
四、牛頓運動定律應(yīng)用舉例
§1-6 非慣性系慣性力
習(xí)題
第二章 運動的守恒量和守恒定律
§2-1 動量定理動量守恒定律
一、動量定理
二、動量守恒定律
三、火箭飛行
§2-2 功動能動能定理
一、功的概念
二、能量
三、動能定理
§2-3 保守力勢能
一、保守力
二、勢能
三、勢能曲線
§2-4 質(zhì)點系的功能原理機械能守恒定律
一、質(zhì)點系的動能定理
二、質(zhì)點系的功能原理
三、機械能守恒定律
四、能量守恒定律
§2-5 碰撞
§2-6 質(zhì)點的角動量和角動量守恒定律
一、角動量
二、角動量守恒定律
習(xí)題
第三章 剛體的定軸轉(zhuǎn)動
§3-1 剛體的轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)動慣量
一、剛體的定軸轉(zhuǎn)動
二、剛體的轉(zhuǎn)動動能
三、轉(zhuǎn)動慣量
§3-2 力矩的功定軸轉(zhuǎn)動定律
一、力矩的功
二、定軸轉(zhuǎn)動的動能定理
三、定軸轉(zhuǎn)動定律
§3-3 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和角動量守恒定律
一、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理
二、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒定律
§3-4 進(jìn)動
習(xí)題
第四章 機械振動和機械波
§4-1 諧振動
一、諧振動的特征及其表達(dá)式
二、描述諧振動的特征量
三、諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量圖示法
四、諧振動的能量
§4-2 阻尼振動
§4-3 受迫振動共振
一、受迫振動
二、共振
三、非線性振動與混沌
§4-4 諧振動的合成
一、同一直線上兩個同頻率的諧振動的合成
二、同一直線上兩個不同頻率的諧振動的合成 拍
§4-5 機械波的產(chǎn)生和傳播
一、機械波產(chǎn)生的條件
二、機械波的傳播特征
三、波的幾何描述
四、描述波的特征量
§4-6 平面簡諧波的波動表達(dá)式
§4-7 波的能量波的強度
一、波的能量
二、波的強度
三、球面簡諧波表達(dá)式
四、聲強級
§4-8 波的干涉駐波
一、波的干涉
二、駐波
三、半波損失
§4-9 多普勒效應(yīng)
習(xí)題
第五章 狹義相對論基礎(chǔ)
§5-1 狹義相對論基本原理洛倫茲變換
一、狹義相對論基本原理
二、洛倫茲坐標(biāo)變換式
§5-2 相對論速度變換式
§5-3 狹義相對論的時空觀
一、“同時”的相對性
二、時間延緩
三、長度收縮
§5-4 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ)
一、相對論力學(xué)的基本方程
二、質(zhì)量和能量的關(guān)系
三、動量和能量的關(guān)系
習(xí)題
第六章 氣體動理論
§6-1 平衡態(tài)理想氣體的物態(tài)方程
一、狀態(tài)參量
二、平衡態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)過程
三、理想氣體的物態(tài)方程
§6-2 分子熱運動的基本特征理想氣體的微觀模型
一、分子熱運動的基本特征
二、理想氣體的微觀模型
§6-3 理想氣體的壓強和溫度公式
一、理想氣體壓強公式的推導(dǎo)
二、溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計意義
三、氣體分子的方均根速率
§6-4 能量按自由度均分定理理想氣體的內(nèi)能
一、分子的自由度
二、能量按自由度均分定理
三、理想氣體的內(nèi)能
§6-5 麥克斯韋速率分布律
一、氣體分子的速率分布函數(shù)
二、麥克斯韋速率分布律
三、分子速率的三個統(tǒng)計值
§6-6 麥克斯韋一玻耳茲曼能量分布律
§6-7 分子碰撞和平均自由程
一、分子碰撞的研究
二、平均自由程公式
§6-8 氣體的輸運現(xiàn)象
一、黏滯現(xiàn)象
二、熱傳導(dǎo)現(xiàn)象
三、擴散現(xiàn)象
習(xí)題
第七章 熱力學(xué)基礎(chǔ)
§7-1 熱力學(xué)第零定律和第一定律
一、熱力學(xué)第零定律
二、熱力學(xué)過程
三、功 熱量 內(nèi)能
四、熱力學(xué)第一定律
§7-2 熱力學(xué)第一定律對于理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過程的應(yīng)用
一、等體過程氣體的摩爾定容熱容
二、等壓過程 氣體的摩爾定壓熱容
三、等溫過程
四、絕熱過程
五、多方過程
§7-3 循環(huán)過程卡諾循環(huán)
一、循環(huán)過程
二、卡諾循環(huán)
§7-4 熱力學(xué)第二定律
一、熱力學(xué)第二定律
二、兩種表述的等價性
§7-5 可逆過程與不可逆過程卡諾定理
一、可逆過程與不可逆過程
二、卡諾定理
§7-6 熵熵增加原理
一、熵
二、自由膨脹的不可逆性
三、熵增加原理
四、熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義玻耳茲曼關(guān)系式
習(xí)題
附錄 國際單位制(SI)
習(xí)題答案