本书是依据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，并结合编者多年的教学实践经验编写而成的。
全书分上、下两册。上册内容包括力学、机械振动和机械波、波动光学、分子物理学和热力学4篇；下册内容包括电磁学、近代物理基础2篇，共21章。本书将理工学科大学物理课程教学基本要求按认知规律有序整合，构建了基础物理的知识网络，对物理学的基本概念、基本理论作了比较系统全面的讲述，特别注重物理概念的描述，减少了比较繁杂的推导过程，增加了物理规律在工程中应用的内容，也介绍了一些近现代物理学的发展和热点问题，力求开拓学生的视野，增强学生学习物理的兴趣，正文中提供了一些典型例题，有助于学生自学、抓住重点。
样章试读
目录
- 目录
前言
第一篇 力学
第1章 质点运动学 3
1.1 质点和参考系 3
1.1.1 质点 3
1.1.2 参考系 4
1.1.3 时间与时刻 4
1.2 位置矢量和位移 5
1.2.1 位置矢量 5
1.2.2 位移 5
1.3 速度和速率 6
1.3.1 速度 6
1.3.2 速率 7
1.4 加速度 7
1.5 圆周运动的描述 10
1.5.1 切向加速度和法向加速度 10
1.5.2 圆周运动的角量描述 11
1.5.3 线量和角量之间的关系 13
1.6 运动描述的相对性 15
习题1 16
第2章 质点动力学 18
2.1 牛顿运动定律 18
2.1.1 牛顿第一定律 18
2.1.2 牛顿第二定律 19
2.1.3 牛顿第三定律 20
2.2 力学中常见力和基本力 20
2.2.1 常见力 20
2.2.2 基本力 23
2.3 牛顿运动定律的应用 24
2.4 惯性系和非惯性系惯性力 29
2.4.1 惯性系和非惯性系 29
2.4.2 力学的相对性原理 30
2.4.3 非惯性参考系中的惯性力 30
2.5 动量冲量动量定理 33
2.5.1 动量 34
2.5.2 冲量 34
2.5.3 质点的动量定理 34
2.5.4 质点系动量定理 36
2.5.5 动量守恒定律 38
2.6 功动能动能定理 41
2.6.1 功和功率 41
2.6.2 动能 45
2.6.3 质点的动能定理 46
2.7 保守力势能 48
2.7.1 保守力 48
2.7.2 势能 50
2.8 功能原理和机械能守恒定律 51
2.8.1 质点系的动能定理 51
2.8.2 质点系的功能原理 52
2.8.3 机械能守恒定律 54
2.8.4 能量守恒定律 55
2.9 碰撞 57
2.9.1 对心碰撞 58
2.9.2 球的非对心碰撞 62
2.10 力矩角动量角动量定理 62
2.10.1 力矩 63
2.10.2 质点的角动量定理及角动量守恒定律 64
2.10.3 质点系的角动量定理和角动量守恒定律 66
习题2 68
第3章 刚体的定轴转动 70
3.1 刚体及刚体运动 70
3.1.1 刚体的概念 70
3.1.2 刚体运动及其分类 70
3.1.3 描述刚体定轴转动的物理量 72
3.2 转动惯量与转动定律 73
3.2.1 刚体的转动惯量 73
3.2.2 转动定律 76
3.2.3 转动定律的应用 79
3.3 守恒定律 82
3.3.1 力矩的功 82
3.3.2 刚体定轴转动的角动量和动能 83
3.3.3 刚体定轴转动中的机械能守恒 83
3.3.4 角动量守恒 85
3.3.5 刚体定轴转动的综合应用 89
习题3 92
第二篇 机械振动和机械波
第4章 振动学基础 99
4.1 简谐振动方程 99
4.1.1 简谐振动 99
4.1.2 简谐振动方程 100
4.1.3 描写简谐振动的物理量 102
4.1.4 简谐振动的速度与加速度 104
4.2 简谐振动的旋转矢量表示法 105
4.3 简谐振动的能量 108
4.4 简谐振动的合成 111
4.4.1 两个同方向、同频率简谐振动的合成 111
4.4.2 两个同方向、不同频率简谐振动的合成 113
4.4.3 两个相互垂直同频率简谐振动的合成 114
4.4.4 两个相互垂直、不同频率简谐振动的合成 116
4.5 阻尼振动受迫振动共振 117
4.5.1 阻尼振动 117
4.5.2 受迫振动 119
4.5.3 共振 120
习题4 125
第5章 波动学基础 127
5.1 机械波 127
5.1.1 机械波的产生与传播 127
5.1.2 机械波的特征 128
5.1.3 横波与纵波 129
5.1.4 描写波的物理量 129
5.2 平面简谐波 131
5.2.1 平面简谐波的波函数 131
5.2.2 平面简谐波波函数的求解举例 135
5.3 波的能量能流 138
5.3.1 波的能量 138
5.3.2 波的能流 140
5.4 惠更斯原理波的反射与折射 143
5.4.1 惠更斯原理 143
5.4.2 波的反射与折射 144
5.5 波的叠加与干涉 146
5.5.1 波的叠加原理 146
5.5.2 波的干涉与相干波 146
5.5.3 干涉极值条件及其应用 147
5.5.4 驻波 149
5.6 声波超声波次声波 157
5.6.1 声波 157
5.6.2 超声波 158
5.6.3 次声波 159
习题5 163
第三篇 波动光学
第6章 光的干涉 167
6.1 光源光的单色性和相干性 167
6.2 双缝干涉 169
6.3 光程和光程差 172
6.4 薄膜干涉 175
6.5 劈尖干涉牛顿环 181
6.6 迈克耳孙干涉仪及应用 186
习题6 190
第7章 光的衍射 193
7.1 光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理 193
7.2 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射 195
7.3 光栅衍射 200
7.4 光学仪器的分辨率 205
7.5 伦琴射线衍射布拉格方程 210
习题7 218
第8章 光的偏振 221
8.1 自然光和偏振光 221
8.2 偏振片的起偏和检偏马吕斯定律 223
8.3 反射光和折射光的偏振 226
8.4 光的双折射现象 229
8.5 人为双折射现象* 233
8.6 旋光现象* 235
习题8 237
第四篇 分子物理学和热力学
第9章 气体动理论 241
9.1 平衡状态理想气体状态方程 241
9.1.1 状态参量 241
9.1.2 平衡态平衡过程 242
9.1.3 理想气体状态方程 243
9.2 气体分子运动论的压强公式 244
9.2.1 理想气体的微观模型 244
9.2.2 平衡态的统计假设 244
9.2.3 理想气体的压强公式 245
9.3 气体分子的平均平动动能与温度关系 247
9.3.1 温度公式 247
9.3.2 气体分子的方均根速率 248
9.4 能量按自由度均分原理理想气体的内能 249
9.4.1 自由度 249
9.4.2 气体分子的自由度 250
9.4.3 能量均分原理 250
9.4.4 理想气体的内能 252
9.5 麦克斯韦分子速率分布律 254
9.5.1 分子的速率分布 254
9.5.2 气体分子速率的三种统计平均值 256
9.6 平均自由程气体内的迁移现象 258
9.6.1 分子的平均碰撞频率 258
9.6.2 分子的平均自由程 259
9.6.3 气体内的迁移现象及其基本定律 260
9.7 真空的获得和低压的测定 263
9.7.1 真空的特点 263
9.7.2 真空的获得 264
9.7.3 真空（低压）的测量 268
习题9 271
第10章 热力学的物理基础 273
10.1 热力学第一定律 273
10.1.1 热力学过程 273
10.1.2 功、热量、内能 274
10.1.3 热力学第一定律的建立 276
10.2 热力学第一定律对于理想气体的等值过程的应用 277
10.2.1 等容过程 277
10.2.2 等温过程 277
10.2.3 等压过程 278
10.3 气体的摩尔热容量 280
10.3.1 热容量的概念 280
10.3.2 气体的定容摩尔热容量CV 280
10.3.3 气体的定压摩尔热容量Cp 281
10.3.4 比热容比γ281
10.4 绝热过程 284
10.4.1 绝热过程方程的推导 285
10.4.2 绝热线与等温线的讨论 286
10.5 循环过程卡诺循环 287
10.5.1 循环过程 287
10.5.2 循环效率 288
10.5.3 卡诺循环 290
10.5.4 卡诺热机的效率 291
10.6 热力学第二定律 293
10.6.1 热力学第二定律 293
10.6.2 可逆过程和不可逆过程 296
10.6.3 卡诺定理 296
10.6.4 热力学第二定律的统计意义 296
习题10 302
第11章 真实气体 304
11.1 真实气体的等温线 304
11.2 范德瓦耳斯方程 306
11.3 焦耳-汤姆孙实验真实气体的内能 309
11.4 低温的获得 311
11.4.1 液化气体获得低温 311
11.4.2 绝热退磁降温 312
11.4.3 稀释制冷 312
11.4.4 激光冷却中性原子 312
11.5 相变与热处理技术 313
11.5.1 相变 313
11.5.2 热处理技术 314
第五篇 电磁学
第12章 静电场 3
12.1 电荷和电场 3
12.1.1 电荷 3
12.1.2 电场 5
12.2 库仑定律电介质的影响 5
12.3 电场强度电场线 8
12.3.1 点电荷电场强度 9
12.3.2 静电场叠加原理 10
12.3.3 场强计算 10
12.3.4 电场线 14
12.4 电通量高斯定理 15
12.4.1 静电场中的高斯定理 16
12.4.2 高斯定理的应用 19
12.5 电场力的功电势 23
12.5.1 静电场力做功的特点 23
12.5.2 电势能电势 24
12.5.3 电势的叠加原理 26
12.5.4 电势的计算 27
12.6 等势面电场强度和电势梯度的关系 30
12.6.1 等势面 30
12.6.2 电场强度和电势梯度的关系 30
习题12 31
第13章 静电场中的导体和电介质 34
13.1 静电场中的导体 34
13.1.1 导体静电平衡的条件 34
13.1.2 导体上的电荷分布 35
13.1.3 导体表面的场强与面电荷密度的关系 36
13.1.4 静电屏蔽 37
13.1.5 有导体存在时静电场的计算 39
13.2 静电场中的电介质 41
13.2.1 电介质的极化 41
13.2.2 电极化强度与极化电荷 42
13.2.3 电介质中静电场的基本规律 44
13.3 电容和电容器 48
13.3.1 孤立导体的电容 48
13.3.2 电容器的电容 48
13.4 静电场的能量 51
习题13 54
第14章 电流的磁场 57
14.1 磁感应强度 57
14.1.1 基本磁现象 57
14.1.2 磁感应强度 58
14.2 磁场中的高斯定理 59
14.2.1 磁力线 59
14.2.2 磁通量 60
14.2.3 磁场中的高斯定理 60
14.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用 61
14.3.1 稳恒电流的磁场 61
14.3.2 运动电荷的磁场 62
14.3.3 截流线圈的磁矩 63
14.3.4 毕奥-萨伐尔定律的应用 63
14.4 磁场的安培环路定理 68
14.4.1 安培环路定理 68
14.4.2 安培环路定理的应用 71
习题14 78
第15章 磁场对电流的作用 81
15.1 带电粒子在电场和磁场中的受力及其运动 81
15.1.1 洛伦兹力 81
15.1.2 带电粒子在电场和磁场中的运动 82
15.2 带电粒子在电场和磁场中的运动和应用 84
15.2.1 质谱仪 84
15.2.2 回旋加速器 86
15.2.3 霍尔效应 87
15.3 磁场对载流导线的作用 90
15.3.1 安培定律 90
15.3.2 磁场对载流线圈的作用 94
15.3.3 平行电流间的相互作用力 96
*15.4 载流导线或载流线圈在磁场内改变位置时磁场力所做的功 97
15.4.1 载流导线在磁场中运动时磁场力所做的功 97
15.4.2 载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功 98
习题15 99
第16章 电磁感应 101
16.1 电磁感应的基本定律 101
16.1.1 电磁感应现象 101
16.1.2 法拉第电磁感应定律 102
16.1.3 楞次定律 103
16.2 动生电动势 105
16.2.1 在磁场中运动的导线内的感应电动势 105
16.2.2 在磁场中转动的线圈内的感应电动势和感应电流 108
16.3 感生电场感生电动势 110
16.3.1 感生电场 110
*16.3.3 电子感应加速器 114
*16.3.4 涡电流 115
16.4 自感应和互感应 116
16.4.1 自感应 116
16.4.2 互感应 117
16.5 磁场的能量 120
习题16 123
第17章 物质的磁性 126
17.1 磁介质磁化强度 126
17.1.1 磁介质 126
17.1.2 磁介质磁化机制 127
17.2 有磁介质时的安培环路定律 129
17.2.1 磁化强度与磁化电流的关系 129
17.2.2 磁介质中的安培环路定理 129
17.3 铁磁质简介 133
17.3.1 磁化曲线 133
17.3.2 铁磁质的微观解释 134
17.3.3 铁磁质的分类及其应用 135
习题17 137
第18章 电磁场理论的基本概念电磁振荡与电磁波 139
18.1 麦克斯韦电磁理论的基本概念 139
18.1.1 位移电流 139
18.1.2 麦克斯韦方程组 141
18.2 电磁波的性质 144
18.3 振荡电路赫兹实验 145
18.3.1 振荡电路 145
18.3.2 赫兹实验 145
18.4 电磁波谱 147
习题18 148
第六篇 近代物理基础
第19章 相对论基础 151
19.1 伽利略变换与经典力学时空观 151
19.1.1 伽利略变换 151
19.1.2 经典力学时空观 154
19.2 狭义相对论的基本假设洛伦兹变换 156
19.2.1 狭义相对论提出的历史背景 156
19.2.2 狭义相对论的基本假设 158
19.2.3 洛伦兹坐标变换式 159
19.2.4 洛伦兹速度变换式 161
19.3 狭义相对论的时空观 162
19.3.1 长度收缩 162
19.3.2 时间膨胀 163
19.3.3 同时的相对性 164
19.4 狭义相对论动力学 168
19.4.1 质量和动量 168
19.4.2 动力学基本方程 169
19.4.3 能量 169
19.4.4 能量与动量的关系 171
19.4.5 光子的能量、质量和动量 171
19.5 广义相对论简介 174
19.5.1 孪生子佯谬 174
19.5.2 广义相对论的基本原理和时空弯曲 174
19.5.3 广义相对论的可观测效应 175
习题19 178
第20章 波粒二象性 180
20.1 黑体辐射与普朗克量子化假说 180
20.1.1 热辐射 180
20.1.2 黑体辐射的实验规律 180
20.1.3 黑体热辐射的实验规律 181
20.1.4 普朗克的能量子假设 182
20.2 光电效应 184
20.2.1 光电效应的实验规律 184
20.2.2 经典理论的解释及其困难 187
20.2.3 光子假设及光的波粒二象性 187
20.2.4 光子假说对光电效应的解释 188
20.2.5 爱因斯坦的光电效应方程 188
20.3 康普顿效应 189
20.3.1 康普顿效应的实验规律 190
20.3.2 康普顿效应的量子解释 190
20.3.3 康普顿散射公式 191
20.4 微观粒子的波粒二象性 192
20.4.1 微观粒子的波粒二象性 192
20.4.2 德布罗意方程 193
20.4.3 自由粒子的德布罗意波长 193
20.4.4 戴维孙-革末实验 194
20.5 不确定关系 195
20.5.1 电子单缝衍射实验 196
20.5.2 不确定关系 197
习题20 201
第21章 原子的量子理论初步 202
21.1 玻尔的原子量子理论 202
21.1.1 氢原子光谱的实验规律 202
21.1.2 原子的有核模型 204
21.1.3 玻尔的氢原子量子论 205
21.1.4 氢原子结构的计算 206
21.2 薛定谔方程 212
21.2.1 波函数及其统计解释 212
21.2.2 一般的薛定谔波动方程 214
21.2.3 定态薛定谔波动方程 214
21.3 一维势场中的粒子运动 216
21.3.1 一维无限深势阱中的粒子运动 216
21.3.2 势垒贯穿 219
21.4 量子力学中的原子问题 220
21.4.1 氢原子薛定谔方程的解 221
21.4.2 多电子原子的描述 223
21.5 激光 224
21.5.1 氦-氖激光器 224
21.5.2 原子的跃迁 225
21.5.3 激光的获得 227
21.6 固体的能带结构和半导体的基本概念 228
21.6.1 半导体的基本概念 229
21.6.2 固体能带的基本概念 229
21.6.3 本征半导体和杂质半导体 230
21.7 原子核与基本粒子 232
21.7.1 放射性 232
21.7.2 原子核 234
21.7.3 基本粒子 236
21.7.4 核磁共振 239
习题21 242
附录 243
附录A 物理量单位制 243
一、单位制 243
二、国际单位制简介 243
三、力学和电学中曾经出现过的单位制 250
附录B 常用字母和数学符号 250
附录C 单位换算 251
附录D 基本物理常数 254
附录E 一些固体的密度 255
附录F 某些声波与某些物体振动的频率 256
附录G 某些物质的特征值 257
京公网安备 11010102004214号