本书参照了教育部物理基础课程教学指导分委员会制订的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》,涵盖了基本要求中的核心内容。在内容选取上采用压缩经典、简化近代;削枝强干,突出重点;简化理论论证,适度增加应用等方法,以适应不同院校和专业对大学物理的要求。同时考虑到技术应用型院校的特点和实际情况,在保证必要的基本训练的基础上,适度降低了例题和习题的难度,而且吸收了国内外优秀教材的精髓,充实了大量物理学史和*新科技进展后编写而成。
本书不仅融入了作者多年教学经历所积累的成功经验,而且考虑到学生和教师教学的新特点,还配备了习题解答、学习指导和电子教案等教学资源。全书分上、下两册,上册内容包括力学、机械振动、机械波、光学和热学,下册内容包括电磁学、狭义相对论和量子物理。
本书可作为技术应用型高等院校工科类各专业大学物理课程的教材,也可作为非物理专业大学物理课程的教材或参考书,还可供文理科相关专业选用和社会读者阅读。
(1)基本内容:为了适应技术应用型人才培养的大学物理教学,本书内容包括基本知识、拓展内容和阅读材料三大板块。基本知识内容以《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》为根据,构成了本书的核心。同时选取少量的拓展内容,作为知识的扩展和延伸,这部分内容以“*”号标出。教师授课时,删去带“*”的内容,并不影响全书的系统性和连贯性。书中还安排了一定数量的阅读材料,这些阅读材料与教材内容相匹配,主要是一些基本原理的应用。增加这些内容目的是使学生掌握基础性物理学的知识,了解物理学的前瞻性发展,同时让学生感受到物理学与人们日常生活的密切相关性,增强学习趣味、拓宽学生视野、提高创新意识。
(2)叙述特点:考虑到技术应用型人才的特点和物理学自身的特点,本书在论述方式上重视物理概念的准确性、物理推论的逻辑性和物理内容的基础性。由浅入深、由易到难、由具体到抽象、由特殊到一般,尽可能避免复杂的数学推证,力求通俗易懂、便于学习。对现代物理学内容的介绍深入浅出,力争不让学生感到过分抽象和复杂。
(3)内容衔接:为了避免与中学物理内容重复,本书以中学物理为基础,以应用型工科院校为特色编写。在内容衔接点上,综合考虑了不同地区、不同专业大学物理教学的情况,适度地降低了部分内容的衔接点,企盼绝大多数学生都能较好地与中学物理基础相衔接。同时也注意到与大学后续课程的衔接。
(4)习题安排:为了使学生对所学内容加以巩固,书中安排了一定量的例题和习题。习题和例题涵盖基础、应用两个方面。有些题目与实际联系较密切,且物理原理清楚,有较强的实际应用意义和一定的趣味性。习题内容和数量选择与教材内容相配合,类型有填空题、选择题和计算题。难度由浅到深,有较好的适用性。
(5)版式格式:版式采用了与国际接轨的彩色印制;在编排上注重版面设计、图文并茂;在内容叙述上保留了原教材的基本特色,即力求做到生动形象、通俗易懂,强调了物理图像和物理思想,使学生在欣赏的过程中体验并学习物理学知识;在资源建设上借助现代信息技术,在书中某些章节增加动画、二维码视频等多媒体教学资源,并配以数字课程教学平台,期望突破书中知识难点,增加学生学习物理学的情趣。由纸质教材、纸质辅助教材、电子教案和网络课程等组成了立体化系列教材。
第1章质点运动学
1.1参考系坐标系质点 /
1.1.1参考系和坐标系 /
1.1.2质点 /
1.2描述质点运动的物理量 /
1.2.1位置矢量运动方程位移和路程 /
1.2.2速度 /
1.2.3加速度 /
原理应用洲际导弹及其射程 /
1.3圆周运动及其描述 /
1.3.1平面极坐标系 /
1.3.2匀速率圆周运动 /
1.3.3变速圆周运动 /
1.3.4圆周运动的角量描述 /
1.4相对运动 /
原理应用全球定位系统和应用 /
内容提要 /
习题 /
第2章质点动力学
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 /
2.1.4几种常见的力 /
2.1.5牛顿运动定律的应用 /
原理应用同步卫星的发射 /
2.2动量动量守恒定律 /
2.2.1质点的动量及动量定理 /
2.2.2质点系的动量定理 /
2.2.3动量守恒定律及其意义 /
2.3能量守恒定律 /
2.3.1功和功率 /
2.3.2质点的动能定理 /
2.3.3保守力与非保守力势能 /
2.3.4机械能守恒定律 /
2.3.5碰撞 /
*2.4理想流体的性质和伯努利方程 /
2.4.1理想流体 /
2.4.2连续性方程 /
2.4.3伯努利方程 /
原理应用分析“哥伦比亚”号失事的原因 /
内容提要 /
习题 /
第3章刚体的定轴转动
3.1刚体的运动 /
3.1.1刚体的基本运动 /
3.1.2刚体的定轴转动 /
3.2力矩转动定律转动惯量 /
3.2.1力矩 /
3.2.2转动定律 /
3.2.3转动惯量 /
3.3角动量角动量守恒定律 /
3.3.1质点的角动量和刚体的角动量 /
3.3.2刚体绕定轴转动的角动量定理 /
3.3.3刚体绕定轴转动的角动量守恒定律 /
3.4力矩做功刚体绕定轴转动的动能定理 /
3.4.1力矩做功 /
3.4.2转动动能 /
3.4.3刚体绕定轴转动的动能定理 /
原理应用力学新进展——对称性的破缺 /
内容提要 /
习题 /
第4章机械振动
4.1简谐振动的描述 /
4.1.1简谐振动 /
4.1.2描述简谐振动的基本物理量 /
4.2简谐振动的旋转矢量表示法 /
4.3简谐振动的能量 /
4.4同方向同频率简谐振动的合成 /
原理应用混沌 /
内容提要 /
习题 /
第5章机械波
5.1机械波的产生和传播 /
5.1.1机械波的形成 /
5.1.2横波和纵波 /
5.1.3波长周期和频率波速 /
5.1.4波面波前波线 /
5.2平面简谐波 /
5.2.1平面简谐波的波函数 /
5.2.2波函数的物理意义 /
5.3波的能量波的能量密度 /
5.3.1波的能量 /
5.3.2波的能量密度 /
5.3.3波的平均能流密度 /
原理应用孤子波 /
5.4惠更斯原理波的衍射 /
5.4.1惠更斯原理 /
5.4.2波的衍射 /
5.5波的叠加原理波的干涉驻波 /
5.5.1波的叠加原理 /
5.5.2波的干涉 /
*5.5.3驻波 /
原理应用消声器及其控制噪声的原理 /
*5.6超声波简介 /
原理应用声悬浮技术及其应用 /
内容提要 /
习题 /
第6章光学
*6.1几何光学的基本原理 /
6.1.1光的直线传播定律 /
6.1.2光的反射和折射定律 /
6.1.3全反射 /
*6.2光在平面和球面上的成像以及薄透镜成像规律 /
6.2.1光在平面上的反射、折射成像 /
6.2.2光在球面上的折射和反射成像 /
6.2.3薄透镜 /
*6.3光学仪器 /
6.3.1照相机 /
6.3.2显微镜 /
6.3.3望远镜 /
6.4相干光 /
6.4.1光的相干性 /
6.4.2普通光源的发光机制 /
6.4.3相干光的获得 /
6.5杨氏双缝干涉劳埃德镜 /
6.5.1杨氏双缝干涉实验 /
6.5.2劳埃德镜实验 /
6.6光程薄膜干涉 /
6.6.1光程 /
6.6.2薄膜干涉 /
原理应用激光干涉仪 /
6.7光的衍射单缝衍射 /
6.7.1光的衍射现象 /
6.7.2惠更斯菲涅耳原理 /
6.7.3单缝衍射 /
6.8光栅光栅衍射 /
6.8.1光栅 /
6.8.2光栅衍射 /
6.9光的偏振 /
6.9.1光的偏振线偏振光和自然光 /
6.9.2偏振片起偏和检偏 /
6.9.3马吕斯定律 /
6.9.4反射光和折射光的偏振 /
*6.10激光简介 /
6.10.1激光的基本原理 /
6.10.2氦氖激光器 /
6.10.3激光的特点及应用 /
原理应用全息摄影 /
内容提要 /
习题 /
第7章气体动理论
7.1平衡态理想气体的物态方程 /
7.1.1分子运动的基本观点 /
7.1.2热力学平衡态气体的状态参量 /
7.1.3理想气体的物态方程 /
7.2理想气体的微观模型及其压强公式 /
7.2.1理想气体的微观模型 /
7.2.2气体动理论的统计性假设 /
7.2.3理想气体的压强公式 /
7.3理想气体的温度公式 /
7.4能量均分定理理想气体的内能 /
7.4.1自由度 /
7.4.2能量均分定理 /
7.4.3理想气体的内能 /
7.5麦克斯韦速率分布定律 /
7.5.1速率分布概念 /
7.5.2麦克斯韦气体分子速率分布定律 /
7.5.3温度对速率分布曲线的影响 /
7.5.4分子运动的三种统计速率 /
7.6气体分子平均碰撞次数和平均自由程 /
原理应用真空的获得以及真空度的估算 /
内容提要 /
习题 /
第8章热力学基础
8.1准静态过程功热量 /
8.1.1准静态过程 /
8.1.2功 /
8.1.3热量 /
8.1.4摩尔热容热量的计算 /
8.2内能热力学第一定律 /
8.2.1内能 /
8.2.2热力学第一定律 /
8.3理想气体的等体过程和等压过程 /
8.3.1理想气体的等体过程 /
8.3.2理想气体的等压过程 /
8.4理想气体的等温过程和绝热过程 /
8.4.1理想气体的等温过程 /
8.4.2理想气体的绝热过程 /
原理应用喷气发动机的燃料及其选择 /
8.5循环过程 /
8.5.1热力学循环过程 /
8.5.2热机循环循环效率 /
8.5.3制冷机制冷系数 /
8.5.4卡诺循环 /
8.6热力学第二定律卡诺定理 /
8.6.1自然过程的方向性 /
8.6.2热力学第二定律 /
8.6.3热力学第二定律的微观含义 /
8.6.4卡诺定理 /
原理应用提高热机效率的一种方法 /
*8.7熵 /
8.7.1熵熵增加原理 /
8.7.2熵增加原理与热力学第二定律 /
原理应用耗散结构 /
内容提要 /
习题 /
附录
附录A矢量
附录B我国法定计量单位和国际单位制(SI)单位
附录C空气、水、地球、太阳系的一些常用数据
附录D部分常用数学公式
附录E力学、机械振动、机械波、光学和热学的量和单位
附录F一些基本物理常数
习题参考答案
参考文献