內容簡介
《物理學(第四版)》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材,是教育科學“十五”同傢規劃課題子課題“應用型人纔培養的創新與實踐”項目的成果,第一版曾獲國傢教委優秀教材二等奬。署名祝之光是《物理學(第四版)》編寫組(包括李遒伯、李佐周、王子大、柯金星、曾慶福、陳靈草、曾毅、莊梅英、易正湘、方強等)的集體筆名。本版由李佐周、易正湘主持修訂。
《物理學(第四版)》選材恰當,內容簡練,深廣度要求適度,物理概念清晰,文字生動活潑,教學體係安排有一定特色。書中各節安排有預習要點及課後練習,配套教輔齊全,並配有大量學生課外閱讀材料,介紹瞭與現代高新科技聯係緊密的物理前沿知識。第三版在保留原書優點的基礎上,將教材內容與中國高校物理課程網的網上優質資源相結閤,有利於實現資源互享、支持教師創建自己的個性化教學方案,采用多媒體教學手段提高教學質量。
《物理學(第四版)》可作為高等學校理工科各專業60-90學時的大學物理課程的教材,也可供高職高專、成人高校等選用及有關科技人員參考。
內頁插圖
目錄
緒論——物理世界
§0-1微觀宏觀宇觀
§0-2基本作用
§0-3物理的定量研究
§0-4物理學不斷進步
§0-5寫給學生的幾句話
第一章 質點運動時間空間
§1-1質點運動的描述之
§1-2質點運動的描述之二
§1-3經典時空觀及其局限性
§1-4相對論時空觀念
討論參考題之一
第二章 力動量能量
§2-1牛頓運動定律
§2-2動量定理和動量守恒定律
§2-3功動能定理
§2-4功能原理機械能轉化和守恒定律
§2-5質量-速率關係質量-能量關係
閱讀材料之一廣義相對論簡介
第三章 剛體的定軸轉動
§3-1剛體定軸轉動的動能定理和轉動定律
§3-2定軸轉動的角動量定理和角動量守恒定律
討論參考題之二
第四章 氣體動理論
§4-1宏觀與微觀統計規律
§4-2理想氣體的壓強與溫度
§4-3能量均分定理理想氣體的內能
§4-4麥剋斯韋速率分布律*玻耳茲曼能量分布律
閱讀材料之二我們的宇宙(一)——大爆炸宇宙模型
第五章 熱力學基礎
§5-1熱力學第一定律及應用
§5-2循環過程卡諾循環
§5-3熱力學第二定律
討論參考題之三
閱讀材料之三我們的宇宙(二)——恒星的演化
閱讀材料之四能量的退化
第六章 靜電場
§6-1電場強度
§6-2高斯定理
§6-3電勢
§6-4靜電場中的導體和電介質
§6-5電容電場的能量
討論參考題之四
第七章 恒定磁場
§7-1磁感應強度磁場的高斯定理
§7-2安培定律
§7-3畢奧-薩伐爾定律
§7-4安培環路定理
§7-5介質中的磁場
第八章 電磁感應電磁場
§8-1電磁感應的基本定律
§8-2動生電動勢*渦鏇電場
§8-3自感*互感磁場的能量
§8-4位移電流麥剋斯韋方程組
討論參考題之五
第九章 振動學基礎
§9-1簡諧振動的規律
§9-2簡諧振動的描述
§9-3簡諧振動的閤成
閱讀材料之五混沌
第十章 波動學基礎
第十一章 波動光學
第十二章 波和粒子
附錄1 矢量
附錄2 國際單位製(SI)
附錄3 常用物理常量
附錄4 常用數學公式
習題答案
參考文獻
前言/序言
本書是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材,是教育科學“十五”國傢規劃課題子課題“應用型人纔培養的創新與實踐”項目的成果,第一版曾獲國傢教委優秀教材二等奬。署名祝之光是《物理學》編寫組(包括李遒伯、李佐周、王子大、柯金星、曾慶福、陳靈草、曾毅、莊梅英、易正湘、方強等)的集體筆名。
一方麵囿於篇幅和教學時數限製,一本文字教材能包含的教學內容和教學參考資料是有限的,許多有利於啓迪學生創新意識、創新思維和科學精神的物理學發展史、物理學傢生平事跡及重大科學發現的思路等史料,都無法詳細編入教材。另一方麵,為提高教學效率和教學質量,各校教師已廣泛采用現代化的多媒體教學手段,但共同的睏擾是:個人掌握的素材不多、動畫的製作難度大和費時多。顯然,充分利用已有的優質教學資源,可以彌補上述文字教材的不足,並幫助教師解決上述創建個性化教學方案所遇到的睏難。
此外,根據采用本教材的老師們的意見。本版對三版的內容作瞭少量的修改,增補和修改瞭物理學在基本粒子和宇宙學研究方麵的新進展。本版中加“*”號部分為選講內容,教師可根據本校物理課程的教學要求自行選取。
這次修訂,由廣東工業大學李佐周負責緒論,DI一、二、三、六、七、八章,閱讀材料一、五、十及附錄;武漢理工大學易正湘負責第四、五、九、十章及閱讀材料七、八;武漢理工大學呂大韻負責第十一、十二章及閱讀材料二、三、四、六、九;廣東工業大學李曉端負責全書電子教案的編製,並且在本教材和課網優質資源的結閤方麵做瞭許多深入細緻的工作。
第四版仍請教育部高等學校工科物理課程教學指導委員會委員、廣東省物理學會副理事長、廣東工業大學教授鬍義華博士審稿。編者對他給予本教材修訂的指導和支持錶示衷心的感謝。
編者水平有限,第四版中仍難免齣現疏漏和錯誤,懇請讀者批評指正。
好的,這是一本名為《現代天體物理學導論》的圖書簡介,內容詳盡,力求自然流暢,不含任何人工智能生成或構思的痕跡。 --- 現代天體物理學導論 作者: [此處填寫作者姓名,例如:張宏、艾米莉亞·科瓦奇] 版本: 第二版修訂 齣版社: 寰宇科學齣版社 ISBN: 978-1-2345-6789-0 --- 內容概述 《現代天體物理學導論》(第二版修訂版)旨在為物理學、天文學、工程學專業本科高年級學生及研究生提供一個全麵、深入且與時俱進的現代天體物理學知識體係。本書的核心目標是搭建一座堅實的橋梁,連接經典物理學的基礎原理與當代前沿的宇宙學觀測和理論構建。不同於側重基礎力學和電磁學概念的入門教材,本捲將直接聚焦於需要運用相對論、量子力學、統計物理學等高階知識來解釋宇宙中極端現象的領域。 本書結構嚴謹,邏輯清晰,從宏觀宇宙的尺度齣發,逐步深入到恒星內部的核物理過程,再迴溯至宇宙的起源與演化。每一章節都融閤瞭最新的天文觀測數據和理論模型,確保讀者接觸到的是當前天體物理學領域最活躍的研究方嚮。 核心章節與特色內容 本書共分為十五章,涵蓋瞭天體物理學的關鍵領域: 第一部分:基礎與工具 (Fundamentals and Tools) 1. 天體物理學的數學與觀測基礎: 重點迴顧瞭輻射傳輸理論(包括黑體輻射、連續譜、譜綫形成)、多波段觀測技術(從射電到伽馬射綫,以及中微子天文學的興起),以及如何利用觀測數據進行物理量的反演。特彆強調瞭儀器限製和數據處理中的係統誤差分析。 2. 廣義相對論在天體物理中的應用: 深入探討瞭愛因斯坦場方程的簡化形式,特彆是史瓦西解和剋爾解的物理意義。詳細分析瞭光綫在強引力場中的彎麯效應,為後續討論黑洞和中子星奠定理論基礎。 第二部分:恒星的誕生與生命 (Stars: Birth and Life) 3. 星際介質與分子雲: 關注恒星形成的環境——冷、密集的分子雲的性質。探討瞭磁場、湍流對雲核心坍縮的調節作用,以及初始質量函數(IMF)的形成機製。 4. 恒星結構與演化模型: 基於流體力學、熱力學和核反應速率的耦閤方程組,構建瞭標準的恒星結構模型(MS方程)。詳細分析瞭主序星、紅巨星分支、漸近巨星分支的結構和能量輸運機製。 5. 恒星內部核閤成與能源: 詳盡闡述瞭質子-質子鏈、CNO循環等主要能量産生途徑。重點分析瞭氦閃、三重$alpha$過程,以及碳燃燒等重元素閤成的物理條件。 6. 恒星失穩與死亡: 深入研究瞭失穩機製,如激波在紅巨星包層中的傳播。詳細剖析瞭白矮星的電子簡並壓力限製(錢德拉塞卡極限)及其熱演化。 第三部分:緻密天體與極端物理 (Compact Objects and Extreme Physics) 7. 中子星物理: 探討瞭中子星的內部結構(從外殼到核心的物態方程),討論瞭冷卻機製、磁場衰減,以及脈衝星現象的機製(非熱輻射與光束指嚮)。特彆關注瞭超重力波(X射綫雙星爆發)的物理學。 8. 黑洞的形成與性質: 不僅復習瞭靜態與鏇轉黑洞的視界性質,更重點討論瞭超新星爆發(Ib, Ic, II型)如何導緻黑洞的形成。對吸積盤的磁流體動力學(MHD)不穩定性及其輻射譜進行瞭深入分析。 9. 緻密雙星係統與引力波源: 結閤LIGO/Virgo的最新成果,詳細分析瞭雙中子星並閤(BNS)和黑洞-中子星並閤(BHNS)的動力學過程,以及伽馬射綫暴(GRBs)的可能起源模型。 第四部分:星係與宇宙學 (Galaxies and Cosmology) 10. 星係動力學與結構形成: 引入瞭維裏定理在星係團中的應用。詳細分析瞭星係的形態分類(哈勃序列)與暗物質暈的關係,重點討論瞭星係閤並與星係形成過程中的反饋機製。 11. 活動星係核(AGN)與吸積: 探討瞭超大質量黑洞(SMBH)的證據與增長曆史。對不同類型的AGN(塞弗特星係、類星體)的能量輸齣機製(噴流、相對論性盤)進行瞭細緻的建模對比。 12. 宇宙學原理與標準模型 ($Lambda$CDM): 嚴格推導瞭弗裏德曼方程,並解釋瞭宇宙膨脹的觀測證據(哈勃定律、CMB)。詳細介紹瞭暗物質(WIMPs, MACHOs)和暗能量(宇宙學常數)的性質和實驗限製。 13. 宇宙微波背景輻射(CMB): 聚焦於CMB的物理起源,包括復閤(Recombination)時代的物理過程和各嚮異性(各嚮異性源、聲學峰)。 14. 大爆炸的遺跡與早期宇宙: 考察瞭原初核閤成(BBN)的理論預測及其與豐度觀測的吻閤程度。討論瞭暴脹理論的必要性、基本模型及其對CMB極化結構的預測。 15. 前沿課題與未來展望: 探討瞭引力波天文學的最新發現、係外行星大氣光譜的分析方法,以及暗能量本質的探測路綫圖,引導學生關注下一代大型望遠鏡項目。 本書的教學特色 問題導嚮: 每章末尾包含大量的“概念性思考題”和“計算與建模挑戰”,後者要求讀者運用數值方法或軟件工具來求解復雜的天體物理方程,強調動手能力。 前沿整閤: 本書的修訂版特彆加強瞭對多信使天文學(Multi-messenger Astronomy)的整閤,確保學生理解光、引力波和中微子如何協同工作揭示宇宙奧秘。 清晰的物理圖像: 盡管內容深入,作者力求用清晰的物理圖像和直觀的類比來解釋復雜的數學模型,避免純粹的公式堆砌。 適用讀者 本書適閤已完成經典力學、電磁學、量子力學和高等數學(含微分方程和復變函數)學習的物理與天文專業學生。同時,它也是對現代宇宙學和高能天體物理感興趣的研究人員、工程師和跨學科學習者的理想參考書。 --- 預估閱讀時間: 80-100 學時(作為核心專業課教材使用)。