《大学物理教程》以教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2010年版)中的核心内容为框架,对物理学基本概念、基本规律的阐述准确透彻,既作必要的数学论证,同时又尽量避免艰深的公式及数学推导,突出物理本质,力求物理图像清晰。
《大学物理教程》共十三章。“章首图片”配有文字说明或提出相关问题,以引起学生的学习兴趣和求知欲;“本章要点”梳理全章内容,总结全章要点,帮助学生查漏补缺;适量的习题能较好地帮助学生理解核心内容,具有很好的启发性。
《大学物理教程》保持了相对完整的物理知识体系,按90学时左右设计,适合在学时减少的情况下使用。
《大学物理教程》可作为综合性大学、师范院校、工科院校非物理学类专业的大学物理课程教材,也可供社会读者阅读及自学。
物理学是一门研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的基础科学。它的基本原理渗透在自然科学的各个领域,并广泛应用于工程技术之中。物理学是一切自然科学和工程技术的基础。
以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科非物理学类专业的一门重要的公共基础理论课。它所阐述的物理学基本概念、基本规律和基本方法以及推动物理学发展的哲学思想是构成大学生科学素养的重要组成部分,也是所有科技工作者和工程技术人员所必备的科学素养。大学物理课程在帮助学生树立科学的世界观和方法论、增强学生分析问题和解决问题的能力、培育学生的创新精神和创新意识、养成学生的科学观察和思维能力方面,具有不可替代的重要作用。
近些年新学科、新知识、新技术不断涌现,公共基础课受到“挤压”,学时减少的情况时有发生。为适应新形势下高等教育对大学物理课程改革发展和实际教学的需要,青岛大学基础物理教学中心集全体任课老师之力,在多年教学实践的基础上,借鉴部分国内外优秀教材,紧扣教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2010年版),编写了这本《大学物理教程》。编者的初衷是为一般综合性大学、师范院校、工科院校非物理学类专业大学本科生提供一部难度适中、深入浅出、篇幅不大、易教易学的大学物理教材。
在编写过程中,编者主要在以下几方面作了努力:
(1)结合教学内容,每章设有“章首图片”,并配有文字说明或提出相关问题,以引起学生的学习兴趣和求知欲:
(2)以基本的物理知识为框架,对基本概念、基本规律的阐述准确透彻,既提供必要的数学论证,同时又尽量避免艰深的公式及数学推导,突出物理本质,力求物理图像清晰;
(3)注重从实验规律中引出概念,适当介绍物理学发展史上的重大事件,使学生了解科学发展的规律、科学研究的方法以及科学家的精神;
(4)精选了例题和习题,既注意避免用到较繁琐的计算推导和较高深的数学知识,又能较好地帮助学生理解核心内容,具有很好的启发性:
(5)每章末设有“本章要点”,梳理全章内容,总结全章要点,帮助学生查漏补缺。
本教材保持了相对完整的物理学知识体系,按90学时左右设计,适合在学时减少的情况下使用。教师可以根据不同专业的大纲要求,选择相应的内容,或者选择与本专业关联度较大的部分作为教学内容,做到学时与内容相对应,具有一定的灵活性。
第一章 质点的运动及运动定律
1-1 质点运动的描述
1-2 圆周运动
1-3 相对运动
1-4 牛顿运动定律
本章要点
习题
第二章 动量守恒定律和能量守恒定律
2-1 质点和质点系的动量定理
2-2 动量守恒定律
2-3 动能定理
2-4 保守力与非保守力势能
2-5 功能原理机械能守恒定律
2-6 碰撞
本章要点
习题
第三章 刚体的定轴转动
3-1 刚体运动的描述
3-2 力矩转动定律转动惯量
3-3 角动量角动量守恒定律
3-4 力矩的功刚体定轴转动的动能定理
本章要点
习题
第四章 静电场
4-1 电荷库仑定律电场强度
4-2 电场强度通量高斯定理
4-3 静电场的环路定理电势
4-4 静电场中的导体
4-5 电容器的电容电场的能量
本章要点
习题
第五章 恒定磁场
5-1 恒定电流电源电动势
5-2 磁场磁感应强度
5-3 毕奥-萨伐尔定律
5-4 磁通量磁场的高斯定理
5-5 安培环路定理
5-6 磁场对运动电荷和电流的作用
本章要点
习题
第六章 电磁感应麦克斯韦电磁理论
6-1 电磁感应定律
6-2 动生电动势和感生电动势
6-3 自感和互感
6-4 磁场的能量
6-5 麦克斯韦电磁场理论简介
本章要点
习题
第七章 机械振动
7-1 简谐振动
7-2 简谐振动的旋转矢量表示法
7-3 单摆和复摆
7-4 简谐振动的能量
7-5 简谐振动的合成
本章要点
习题
第八章 波动
8-1 机械波的几个概念
8-2 平面简谐波的波函数
8-3 波的能量能流密度
8-4 惠更斯原理波的衍射
8-5 波的叠加原理波的干涉
8-6 驻波
本章要点
习题
第九章 光学
9-1 相干光
9-2 杨氏双缝干涉劳埃德镜
9-3 光程薄膜干涉
9-4 劈尖牛顿环
9-5 迈克耳孙干涉仪
9-6 光的衍射
9-7 单缝衍射
9-8 圆孔衍射光学仪器的分辨本领
9-9 衍射光栅
9-10 光的偏振
本章要点
习题
第十章 气体动理论
10-1 热力学第零定律理想气体物态方程
10-2 理想气体的压强和温度
10-3 能量均分定理理想气体的内能
10-4 气体分子的速率分布律
10-5 分子的平均碰撞频率和平均自由程
本章要点
习题
第十一章 热力学基础
11-1 准静态过程功热量
11-2 热力学第一定律
11-3 热力学第一定律在理想气体典型过程中的应用
11-4 循环过程卡诺循环
11-5 热力学第二定律卡诺定理
11-6 热力学第二定律的统计意义熵
本章要点
习题
第十二章 狭义相对论
12-1 经典力学的绝对时空观伽利略变换式
12-2 狭义相对论的两个基本假设洛伦兹变换式
12-3 狭义相对论的时空观
12-4 狭义相对论动力学
本章要点
习题
第十三章 量子物理基础
13-1 黑体辐射普朗克能量子假设
13-2 光电效应光的波粒二象性
13-3 氢原子光谱玻尔的氢原子理论
13-4 德布罗意波实物粒子的二象性
本章要点
习题
习题参考答案