《物理学(上册 第6版)》作为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,适用于全日制普通高等院校大学物理课程的教学,亦可用作函授院校、夜大学、网络学院、高等职业技术学院以及高等教育自学考试的教学和教学参考书。 《物理学(上册 第6版)》是在严导淦主编《物理学》(第5版)的基础上,参照现行的《理工科类大学物理课程教学基本要求》,结合当前大学物理课程的教学实况修订而成的第6版。本次修订在内容和论述上作了必要的增删、修改和调整,期求更简明易懂,便于教学,以适应广大师生的教学需求。 《物理学(上册 第6版)》共20章,分上、下两册。上册主要内容为力学的物理基础、机械振动与机械波、相对论、热力学和气体动理论;下册主要内容为电磁学、光学、量子物理简介。本书为上册。 与本书配套的《物理学(第6版)阅读与解题指导》亦将与本书同步出版,以供采用本书的各院校师生在教学过程中参考,对提高教学效果不无裨益。
本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书作为第6版,是在严导淦主编的“十一五”国家级规划教材《物理学(第5版)》教材(以下简称“第5版”)的基础上,参照现行的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》),根据当前各校物理课程教学需求,修订而成的。
当前随着我国社会主义市场经济的跨越式发展,为了全面深化改革,向知识社会和信息社会转型,特别是我国高等教育日益融入国际化的行列,我国大学正在制度创新和改革探索的时代激流中扬帆起航。
大学的办学目标在兼顾通识教育和专业教育的同时,重在传承知识和鼓励创新。
回顾《基本要求》颁行以来,我国理工科院校在稳定教学秩序和确保教学质量方面,取得了丰硕的成果。编者深切期望物理学教育界的老师们,随着形势的发展,马不停蹄,稳中求进,从历年物理学教学演变轨迹上寻求最佳坐标,以期能与时俱进地适应我国高等教育对物理学这门重要基础课程的需求,更好地为理、工、医、农和其他有关专业的培养目标服务。
基于上述理念,在本书第6版的修订过程中,基本上仍然保持第5版的体系和内容,与此同时,着重阐述经典物理学部分的基本知识、基本概念、基本原理和基本定律,并以相互作用和能量转化为主线引述物理学的一些思想方法;适当联系一些生活和生产实际:进而撷取近代物理学的一些新成就及其在科学技术上的应用,冀求对提升学生的科学素养有所裨益。
本书对《基本要求》中的A类内容,特别是重点章节和疑难之处,作重墨缕述;对B类内容,则按需选述。为此,在参阅了高中物理学教材和后继课程及有关专业课程(如理论力学、材料力学、流体力学、给水工程等)的教材的同时,在保持第5版教材的框架和内容的基础上,对有关章节的内容和文字有所厘正和损益。例如,在力学板块内,改写了“质心运动定理”这节内容:增设一章“固体的弹性和流体力学简介”内容,旨在阐释“静止压强是标量”和推出“总流的伯努利方程”;在热力学和气体动理论板块中,对玻耳兹曼关系式作了引证,旨在强化热力学的微观本质;在电磁学板块中,删去了“恒定磁场”这一章中第12.1节关于恒定电流的片断性内容(如:“电动势”等),增写了一章“恒定电流”的内容。与此同时,鉴于各章节中结合相关内容已配置了“问题”,遂删去了各章习题中的选择题和填空题,只保留所有计算题和求证题,旨在检测和提升学生学习效果。
本书在叙述上力求开门见山,直击主题,尽可能避免繁文缛节,与此同时,行文力求简明易懂,深入浅出。定理的演证在不违背严谨性的前提下作了一些简化,例如,刚体定轴转动定律、有电介质时高斯定理、恒定磁场中洛伦兹力公式和有磁介质时安培环路定理等的推演就是这样做的。
第0章 引言
0.1 物理学
0.2 物理量
0.2.1 标量和矢量
0.2.2 物理量的基准单位
0.3 法定计量单位量纲
0.3.1 法定计量单位
0.3.2 在本书中使用法定计量单位的方法和具体要求
0.3.3 量纲
第1章 质点运动学
1.1 参考系和坐标系位矢位移和路程
1.1.1 参考系
1.1.2 坐标系尺和时钟
1.1.3 位矢
1.1.4 运动函数轨道方程
1.1.5 位移和路程
1.2 速度相对运动
1.2.1 速度速率
1.2.2 相对运动
1.3 变速运动加速度
1.4 直线运动
1.5 抛体运动
1.6 圆周运动
1.6.1 变速圆周运动
1.6.2 圆周运动的角量描述
习题1
第2章 质点动力学的基本定律
2.1 牛顿运动定律
2.1.1 牛顿第一定律
2.1.2 牛顿第二定律
2.1.3 牛顿第三定律
2.2 力学中常见的力示力图
2.2.1 万有引力引力场
2.2.2 重力场重力
2.2.3 弹性力
2.2.4 摩擦力
2.2.5 四种基本的自然力
2.3 牛顿运动定律的应用示例
2.4 非惯性系惯性力
习题2
第3章 力学中的守恒定律
3.1 功功率
3.2 动能质点的动能定理
3.3 系统系统的动能定理
3.3.1 系统
3.3.2 系统内力的功
3.3.3 系统的动能定理
3.4 保守力的功系统的势能
3.4.1 重力的功
3.4.2 弹性力的功
3.4.3 万有引力的功
3.4.4 保守力和非保守力
3.4.5 势能
3.5 系统的功能原理机械能守恒定律能量守恒定律
3.5.1 系统的功能原理
3.5.2 机械能守恒定律
3.5.3 应用功、能关系求解动力学问题的方法和步骤
3.5.4 能量守恒定律
3.5.5 宇宙速度黑洞
3.6 冲量与动量质点的动量定理
3.7 系统的动量定理动量守恒定律碰撞
3.7.1 系统的动量定理
3.7.2 系统的动量守恒定律
3.7.3 碰撞
3.8 质心质心运动定理
3.9 力矩与角动量质点的角动量守恒定律
3.9.1 质点的角动量
3.9.2 力矩
3.9.3 质点的角动量定理
3.9.4 质点的角动量守恒定律
……
第4章 刚体力学基础
第5章 固体的弹性和流体力学简介
第6章 机械振动
第7章 机械波
第8章 相对论简介
第9章 热力学基础
第10章 气体动理论
附录