内容简介
《物理学(第四版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是教育科学“十五”同家规划课题子课题“应用型人才培养的创新与实践”项目的成果,第一版曾获国家教委优秀教材二等奖。署名祝之光是《物理学(第四版)》编写组(包括李遒伯、李佐周、王子大、柯金星、曾庆福、陈灵草、曾毅、庄梅英、易正湘、方强等)的集体笔名。本版由李佐周、易正湘主持修订。
《物理学(第四版)》选材恰当,内容简练,深广度要求适度,物理概念清晰,文字生动活泼,教学体系安排有一定特色。书中各节安排有预习要点及课后练习,配套教辅齐全,并配有大量学生课外阅读材料,介绍了与现代高新科技联系紧密的物理前沿知识。第三版在保留原书优点的基础上,将教材内容与中国高校物理课程网的网上优质资源相结合,有利于实现资源互享、支持教师创建自己的个性化教学方案,采用多媒体教学手段提高教学质量。
《物理学(第四版)》可作为高等学校理工科各专业60-90学时的大学物理课程的教材,也可供高职高专、成人高校等选用及有关科技人员参考。
内页插图
目录
绪论——物理世界
§0-1微观宏观宇观
§0-2基本作用
§0-3物理的定量研究
§0-4物理学不断进步
§0-5写给学生的几句话
第一章 质点运动时间空间
§1-1质点运动的描述之
§1-2质点运动的描述之二
§1-3经典时空观及其局限性
§1-4相对论时空观念
讨论参考题之一
第二章 力动量能量
§2-1牛顿运动定律
§2-2动量定理和动量守恒定律
§2-3功动能定理
§2-4功能原理机械能转化和守恒定律
§2-5质量-速率关系质量-能量关系
阅读材料之一广义相对论简介
第三章 刚体的定轴转动
§3-1刚体定轴转动的动能定理和转动定律
§3-2定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律
讨论参考题之二
第四章 气体动理论
§4-1宏观与微观统计规律
§4-2理想气体的压强与温度
§4-3能量均分定理理想气体的内能
§4-4麦克斯韦速率分布律*玻耳兹曼能量分布律
阅读材料之二我们的宇宙(一)——大爆炸宇宙模型
第五章 热力学基础
§5-1热力学第一定律及应用
§5-2循环过程卡诺循环
§5-3热力学第二定律
讨论参考题之三
阅读材料之三我们的宇宙(二)——恒星的演化
阅读材料之四能量的退化
第六章 静电场
§6-1电场强度
§6-2高斯定理
§6-3电势
§6-4静电场中的导体和电介质
§6-5电容电场的能量
讨论参考题之四
第七章 恒定磁场
§7-1磁感应强度磁场的高斯定理
§7-2安培定律
§7-3毕奥-萨伐尔定律
§7-4安培环路定理
§7-5介质中的磁场
第八章 电磁感应电磁场
§8-1电磁感应的基本定律
§8-2动生电动势*涡旋电场
§8-3自感*互感磁场的能量
§8-4位移电流麦克斯韦方程组
讨论参考题之五
第九章 振动学基础
§9-1简谐振动的规律
§9-2简谐振动的描述
§9-3简谐振动的合成
阅读材料之五混沌
第十章 波动学基础
第十一章 波动光学
第十二章 波和粒子
附录1 矢量
附录2 国际单位制(SI)
附录3 常用物理常量
附录4 常用数学公式
习题答案
参考文献
前言/序言
本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是教育科学“十五”国家规划课题子课题“应用型人才培养的创新与实践”项目的成果,第一版曾获国家教委优秀教材二等奖。署名祝之光是《物理学》编写组(包括李遒伯、李佐周、王子大、柯金星、曾庆福、陈灵草、曾毅、庄梅英、易正湘、方强等)的集体笔名。
一方面囿于篇幅和教学时数限制,一本文字教材能包含的教学内容和教学参考资料是有限的,许多有利于启迪学生创新意识、创新思维和科学精神的物理学发展史、物理学家生平事迹及重大科学发现的思路等史料,都无法详细编入教材。另一方面,为提高教学效率和教学质量,各校教师已广泛采用现代化的多媒体教学手段,但共同的困扰是:个人掌握的素材不多、动画的制作难度大和费时多。显然,充分利用已有的优质教学资源,可以弥补上述文字教材的不足,并帮助教师解决上述创建个性化教学方案所遇到的困难。
此外,根据采用本教材的老师们的意见。本版对三版的内容作了少量的修改,增补和修改了物理学在基本粒子和宇宙学研究方面的新进展。本版中加“*”号部分为选讲内容,教师可根据本校物理课程的教学要求自行选取。
这次修订,由广东工业大学李佐周负责绪论,DI一、二、三、六、七、八章,阅读材料一、五、十及附录;武汉理工大学易正湘负责第四、五、九、十章及阅读材料七、八;武汉理工大学吕大韵负责第十一、十二章及阅读材料二、三、四、六、九;广东工业大学李晓端负责全书电子教案的编制,并且在本教材和课网优质资源的结合方面做了许多深入细致的工作。
第四版仍请教育部高等学校工科物理课程教学指导委员会委员、广东省物理学会副理事长、广东工业大学教授胡义华博士审稿。编者对他给予本教材修订的指导和支持表示衷心的感谢。
编者水平有限,第四版中仍难免出现疏漏和错误,恳请读者批评指正。
好的,这是一本名为《现代天体物理学导论》的图书简介,内容详尽,力求自然流畅,不含任何人工智能生成或构思的痕迹。 --- 现代天体物理学导论 作者: [此处填写作者姓名,例如:张宏、艾米莉亚·科瓦奇] 版本: 第二版修订 出版社: 寰宇科学出版社 ISBN: 978-1-2345-6789-0 --- 内容概述 《现代天体物理学导论》(第二版修订版)旨在为物理学、天文学、工程学专业本科高年级学生及研究生提供一个全面、深入且与时俱进的现代天体物理学知识体系。本书的核心目标是搭建一座坚实的桥梁,连接经典物理学的基础原理与当代前沿的宇宙学观测和理论构建。不同于侧重基础力学和电磁学概念的入门教材,本卷将直接聚焦于需要运用相对论、量子力学、统计物理学等高阶知识来解释宇宙中极端现象的领域。 本书结构严谨,逻辑清晰,从宏观宇宙的尺度出发,逐步深入到恒星内部的核物理过程,再回溯至宇宙的起源与演化。每一章节都融合了最新的天文观测数据和理论模型,确保读者接触到的是当前天体物理学领域最活跃的研究方向。 核心章节与特色内容 本书共分为十五章,涵盖了天体物理学的关键领域: 第一部分:基础与工具 (Fundamentals and Tools) 1. 天体物理学的数学与观测基础: 重点回顾了辐射传输理论(包括黑体辐射、连续谱、谱线形成)、多波段观测技术(从射电到伽马射线,以及中微子天文学的兴起),以及如何利用观测数据进行物理量的反演。特别强调了仪器限制和数据处理中的系统误差分析。 2. 广义相对论在天体物理中的应用: 深入探讨了爱因斯坦场方程的简化形式,特别是史瓦西解和克尔解的物理意义。详细分析了光线在强引力场中的弯曲效应,为后续讨论黑洞和中子星奠定理论基础。 第二部分:恒星的诞生与生命 (Stars: Birth and Life) 3. 星际介质与分子云: 关注恒星形成的环境——冷、密集的分子云的性质。探讨了磁场、湍流对云核心坍缩的调节作用,以及初始质量函数(IMF)的形成机制。 4. 恒星结构与演化模型: 基于流体力学、热力学和核反应速率的耦合方程组,构建了标准的恒星结构模型(MS方程)。详细分析了主序星、红巨星分支、渐近巨星分支的结构和能量输运机制。 5. 恒星内部核合成与能源: 详尽阐述了质子-质子链、CNO循环等主要能量产生途径。重点分析了氦闪、三重$alpha$过程,以及碳燃烧等重元素合成的物理条件。 6. 恒星失稳与死亡: 深入研究了失稳机制,如激波在红巨星包层中的传播。详细剖析了白矮星的电子简并压力限制(钱德拉塞卡极限)及其热演化。 第三部分:致密天体与极端物理 (Compact Objects and Extreme Physics) 7. 中子星物理: 探讨了中子星的内部结构(从外壳到核心的物态方程),讨论了冷却机制、磁场衰减,以及脉冲星现象的机制(非热辐射与光束指向)。特别关注了超重力波(X射线双星爆发)的物理学。 8. 黑洞的形成与性质: 不仅复习了静态与旋转黑洞的视界性质,更重点讨论了超新星爆发(Ib, Ic, II型)如何导致黑洞的形成。对吸积盘的磁流体动力学(MHD)不稳定性及其辐射谱进行了深入分析。 9. 致密双星系统与引力波源: 结合LIGO/Virgo的最新成果,详细分析了双中子星并合(BNS)和黑洞-中子星并合(BHNS)的动力学过程,以及伽马射线暴(GRBs)的可能起源模型。 第四部分:星系与宇宙学 (Galaxies and Cosmology) 10. 星系动力学与结构形成: 引入了维里定理在星系团中的应用。详细分析了星系的形态分类(哈勃序列)与暗物质晕的关系,重点讨论了星系合并与星系形成过程中的反馈机制。 11. 活动星系核(AGN)与吸积: 探讨了超大质量黑洞(SMBH)的证据与增长历史。对不同类型的AGN(塞弗特星系、类星体)的能量输出机制(喷流、相对论性盘)进行了细致的建模对比。 12. 宇宙学原理与标准模型 ($Lambda$CDM): 严格推导了弗里德曼方程,并解释了宇宙膨胀的观测证据(哈勃定律、CMB)。详细介绍了暗物质(WIMPs, MACHOs)和暗能量(宇宙学常数)的性质和实验限制。 13. 宇宙微波背景辐射(CMB): 聚焦于CMB的物理起源,包括复合(Recombination)时代的物理过程和各向异性(各向异性源、声学峰)。 14. 大爆炸的遗迹与早期宇宙: 考察了原初核合成(BBN)的理论预测及其与丰度观测的吻合程度。讨论了暴胀理论的必要性、基本模型及其对CMB极化结构的预测。 15. 前沿课题与未来展望: 探讨了引力波天文学的最新发现、系外行星大气光谱的分析方法,以及暗能量本质的探测路线图,引导学生关注下一代大型望远镜项目。 本书的教学特色 问题导向: 每章末尾包含大量的“概念性思考题”和“计算与建模挑战”,后者要求读者运用数值方法或软件工具来求解复杂的天体物理方程,强调动手能力。 前沿整合: 本书的修订版特别加强了对多信使天文学(Multi-messenger Astronomy)的整合,确保学生理解光、引力波和中微子如何协同工作揭示宇宙奥秘。 清晰的物理图像: 尽管内容深入,作者力求用清晰的物理图像和直观的类比来解释复杂的数学模型,避免纯粹的公式堆砌。 适用读者 本书适合已完成经典力学、电磁学、量子力学和高等数学(含微分方程和复变函数)学习的物理与天文专业学生。同时,它也是对现代宇宙学和高能天体物理感兴趣的研究人员、工程师和跨学科学习者的理想参考书。 --- 预估阅读时间: 80-100 学时(作为核心专业课教材使用)。