大学物理学（上册 第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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毛骏健，顾牡 编

图书标签:

• 大学物理学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 大学
• 理工科
• 力学
• 热学
• 电磁学
• 光学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040385151

版次：2

商品编码：12297884

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2013-12-01

用纸：胶版纸

页数：317

字数：570000

正文语种：中文

内容简介

　　《大学物理学（上册 第2版）》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是在第1版的基础上综合整理了这些年来读者在使用过程中的一些体会和建议，并考虑到近年来教育信息化技术在教学中的使用对大学物理教材提出了新的要求编写而成的。
　　《大学物理学（上册 第2版）》秉承了第1版的特色。内容结构清晰、表述精练，继承了国内传统教材的特色；同时在书的内容体例、写作风格、图片和图示设计等方面又充分借鉴了国外物理教材的特点，理论与实际结合紧密，重物理思想和物理图像，内容通俗易懂且不乏趣味性。
　　《大学物理学（上册 第2版）》内容基本涵盖了《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010年版）的核心内容，全书分上、下两册。上册内容为力学、振动与波动以及电磁学；下册内容为热力学、气体动理论、光学和近代物理学，其中在近代物理学中保留了广义相对论和粒子物理简介。
　　《大学物理学（上册 第2版）》可作为普通高等学校包括理科、工科、农科、医科在内的各非物理类专业的大学物理课程教材或参考书，也可供社会读者阅读。

内页插图

目录

第1章 质点运动学
1．1 质点、参考系、坐标系
1．1．1 质点
1．1．2 参考系和坐标系
1．2 描述质点运动的物理量
1．2．1 位置矢量与运动方程
1．2．2 位移与路程
1．2．3 速度
1．2．4 加速度
1．2．5 自然坐标系下的速度和加速度
1．2．6 圆周运动及其角量描述
1．3 相对运动

第2章 动力学基本定律
2．1 牛顿定律
2．1．1 牛顿定律
2．1．2 力学中常见的几种力
2．1．3 牛顿定律的应用
2．1．4 惯性系与非惯性系
2．2 动量守恒定律
2．2．1 动量
2．2．2 动量定理
2．2．3 动量守恒定律
2．2．4 火箭飞行原理
2．2．5 质心与质心运动定理
2．3 角动量守恒定律
2．3．1 质点的角动量
2．3．2 力矩
2．3．3 角动量定理角动量守恒定律
2．4 能量守恒定律
2．4．1 功和功率
2．4．2 动能和动能定理
2．4．3 保守力与非保守力势能
2．4．4 机械能守恒定律
2．4．5 碰撞
2．5 守恒定律和对称性
2．5．1 对称性与对称操作
2．5．2 守恒定律和对称性
2．5．3 守恒定律与对称性在物理学中的地位和作用

第3章 刚休和流体
3．1 刚体及其运动规律
3．1．1 刚体的运动
3．1．2 刚体对定轴的角动量
3．1．3 刚体对定轴的角动量定理和转动定律
3．1．4 刚体对定轴的角动量守恒定律
……

第4章 振动和波动
第5章 静电场
第6章 静电场中的导体和电介质
第7章 恒定磁场
第8章 变化的电磁场

附录
习题答案

前言/序言

　　本书是国内首部彩色版“大学物理学”教材，自2006年1月正式由高等教育出版社出版发行以来已近八年。承蒙广大高校师生的厚爱，本书于2007年被教育部首批评为“普通高等教育精品教材”；次年又荣获“第八届全国高校出版社优秀畅销书一等奖”；2011年获得“上海普通高校优秀教材一等奖”：2012年被评为“十二五普通高等教育本科国家级规划教材”。在成绩面前我们仍应保持一份清醒，八年来许多读者对本书提出了一些宝贵的意见和建议，在使用过程中我们自己也一直在有意识地寻找和发现问题，希望能在《大学物理学》的第二版中得以完善。本次修订主要体现在以下四个方面。
　　1.对原书内容和框架结构进行了梳理，对某些内容进行了适当的增减，对个别章节的结构编排作了一些调整，使得内容的前后逻辑关系更鲜明，结构更简单。例如在第10章中，将”麦克斯韦速率分布“这一节调整在”理想气体物态方程的微观解释“一节之前，在论述和演证上更能使其逻辑性清晰：同时对书中的语言和文字叙述逐一加以斟酌和修改，力图使读者阅读更顺畅，便于对文字描述的准确理解。
　　2.由于信息化技术在大学物理教学中的推广应用已形成一种必然趋势，因此在修订教材时我们予以考虑，在每～章习题的最后补充了一些适合于计算机数值计算的习题，可以让一些学校的教师作一点采用现代化教学手段改进教学方法的尝试，也可以满足一些学有余力，并对计算机有爱好的学生的要求。我们希望将数值模拟的研究方法逐步引入大学物理教学中。
　　3.对书中习题作了适当的调整。调整原则是：不以偏题、难题见宠，删去过于烦琐和复杂的题目，增加简单而概念性强的题目数量。
　　4.对原书中的所有图片进行了重新绘制和调整。全书793幅图片在构图、色彩、线条、箭头、符号标示等各个方面都进行了统一规范，图片更精美，表达更准确。
　　本书秉承了第一版的特色。继承了国内传统教材内容结构清晰、表述精练的特色；同时在书的内容体例、写作风格、图片和图示设计等方面又充分借鉴了国外优秀物理教材的特点，理论与实际结合紧密，重物理思想和物理图像，突出物理学知识与科学技术相结合，与生活实际相结合，与自然现象相结合：把物理学方法论中所涉及的一些基本原理：简单性原理、守恒原理、对应原理、互补原理……有机地融入教材中，并介绍给了学生。
　　参与本次教材修订工作的人员除了主编外还有同济大学的吴天刚老师、鲍鸿吉老师、宋志怀老师和倪忠强老师。在此特别要感谢倪忠强老师，他花费了大量精力对书中的全部图片重新进行了精心的绘制，为这部精美教材的推出做出了重要贡献。高等教育出版社物理分社的刘伟分社长、高聚平编辑对本书的出版给予了大力支持，在此谨致以衷心的感谢。
　　本书作为同济大学”十二五“规划教材，得到了同济大学的有力支持。在此向同济大学对本书的编写支持表示感谢。
　　限于编者的学术水平，书中难免存在不妥之处，希望广大师生在使用过程中多提宝贵意见，使我们的教材在使用中不断完善。

浩瀚宇宙的微观探索：量子力学与凝聚态物理精要 一本旨在深入理解物质本源与宏观现象的基石之作 本书并非传统意义上的大学普通物理教材，它聚焦于现代物理学的两大核心领域——量子力学和凝聚态物理，旨在为已经掌握经典物理学基础的读者提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，以理解微观世界的奇特规律及其在复杂物质系统中的涌现。我们相信，只有深入量子层面，才能真正揭示我们周围世界运转的底层逻辑。 本书的结构设计遵循由基础理论到复杂应用的递进路线，力求在严谨的数学推导与深刻的物理图像之间找到完美的平衡点。 --- 第一部分：量子世界的基石——非相对论性量子力学 本部分从历史背景和实验基础出发，引导读者跨越经典物理的藩篱，进入概率和不确定性的全新领域。 第一章：波粒二象性与量子化现象的再审视 我们从德布罗意假设和不确定性原理出发，建立对微观粒子行为的基本直觉。本章将详细探讨电子衍射、光电效应和黑体辐射的现代诠释，重点阐述能量、动量和角动量在微观尺度下的“不连续性”本质。我们将引入普朗克常数 $hbar$ 在所有后续理论中的核心地位，并对“测量”这一行为在量子框架下的独特含义进行初步探讨。 第二章：薛定谔方程的建立与一维定态问题 这是量子力学的核心方程。本章将详尽推导时间无关和含时间薛定谔方程，并讨论其作为守恒定律的地位。我们将利用该方程解决一系列基础且重要的模型问题： 1. 自由粒子： 探讨波包的传播与色散关系，理解动量本征态的非定域性。 2. 无限深势阱（一维方势阱）： 详细分析能级量子化、波函数归一化和正交性的要求，明确边界条件的重要性。 3. 有限深势阱与势垒透射： 深入研究隧穿效应的物理机制和概率计算，这是理解扫描隧道显微镜（STM）等技术的基础。 4. 谐振子（量子力学处理）： 与经典处理进行对比，重点介绍升降算符（Creation and Annihilation Operators）的代数方法，这是理解量子场论的强大工具。 第三章：抽象空间与代数方法——狄拉克符号与角动量理论 本章将读者从简单的波函数形式提升到更抽象的希尔伯特空间。 1. 狄拉克符号（Bra-Ket Notation）： 详细介绍 $langle psi |$ 和 $|phi angle$ 的物理意义，理解算符、本征值和本征态的关系，建立矩阵力学的基本框架。 2. 线性代数在量子力学中的应用： 讨论厄米算符的性质、完备性基矢的构建以及坐标表象与动量表象之间的傅里叶变换关系。 3. 角动量理论的量子化： 严格推导角动量算符的对易关系 $[L_x, L_y] = ihbar L_z$，引入 $L^2$ 和 $L_z$ 的共同本征态。推导球面谐函数，并将其与原子能级结构联系起来。 第四章：自旋、全同粒子与微扰理论 本部分处理更复杂的、非解析可解的系统。 1. 电子自旋： 介绍斯特恩-盖拉赫实验（Stern-Gerlach Experiment），引入泡利不确定性原理的直观解释。推导泡利矩阵，并将其应用于二能级系统（如兰姆移位问题的基础）。 2. 全同粒子统计： 严格区分玻色子和费米子，讨论对称化（泡利不相容原理）和反对称化波函数的构造，这是理解多电子原子和固体结构的关键。 3. 时间无关微扰理论： 系统推导非简并和简并情况下的能级和波函数的一阶、二阶修正公式。这些工具是处理原子、分子以及晶格中微小相互作用的必备手段。 4. 含时微扰理论： 介绍跃迁概率的概念，特别是费米黄金准则（Fermi's Golden Rule）的推导及其在辐射跃迁计算中的重要性。 --- 第二部分：物质的集体行为——凝聚态物理导论 在掌握了微观粒子的运动规律后，本部分将视角拓展到包含 $10^{23}$ 量子粒子系统的宏观表现。 第五章：晶格振动与声子：固体的热力学性质 本章从晶体结构的基本描述开始（布拉维点阵、倒易点阵），然后深入探讨周期性势场中的电子行为。 1. 晶格动力学： 推导一维和三维晶格的色散关系，区分声学支和光学支。引入声子的概念，将其视为晶格振动的准粒子。 2. 固体的比热： 比较牛顿模型、爱因斯坦模型和德拜模型（Debye Model）的比热预测，重点分析德拜 $ ext{T}^3$ 定律在低温下的物理来源。 3. 晶格衍射： 详细阐述劳厄方程和布拉格方程，利用倒易点阵的概念解释X射线衍射实验，理解其对晶体结构确定的意义。 第六章：能带理论：金属、半导体与绝缘体 这是凝聚态物理的基石，解释了宏观电学性质的微观根源。 1. Bloch定理的推导与物理意义： 阐述电子在周期性势场中波函数的形式，理解其准动量（Crystal Momentum）的概念。 2. 近似方法： 讨论紧束缚法（Tight-Binding Approximation）和近自由电子近似（Nearly Free Electron Model），解释能带和能隙的形成。 3. 费米面与导电性： 引入费米能级，解释金属、绝缘体和半导体（间接带隙与直接带隙）的能带结构判据。 4. 半导体的本征与掺杂： 讨论有效质量的概念，并分析N型和P型掺杂对费米能级移动的影响，为器件物理打下理论基础。 第七章：电子的集体行为——从Drude到BCS理论 本章关注电子在晶体内的输运和相互作用。 1. 自由电子模型的局限性： 回顾Drude模型的成功与失败（如比热问题），引入Lorentz-Sommerfeld模型，阐述费米子简并压力。 2. 电子在晶体中的动力学： 修正的Drude模型，引入弛豫时间与平均自由程，解释电阻率的温度依赖性。 3. 超导电性概述（BCS理论初步）： 介绍迈斯纳效应，阐述库珀对（Cooper Pair）的形成，并定性描述 $Delta$ 能隙的物理意义，及其对电阻为零的解释。 --- 结语 本书的编写遵循了从量子力学的严格基础出发，逐步过渡到描述大量粒子复杂行为的凝聚态物理的逻辑。读者在学完本书后，将不仅能熟练运用量子力学工具求解标准问题，更能深刻理解现代材料科学、固体电子学乃至更前沿的量子信息技术背后的基本物理原理。本书的深度和广度，旨在为有志于从事理论物理、材料科学或工程技术研究的读者提供一座坚实的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我对它抱有很高的期望，毕竟是经典教材的最新版本。阅读之后，不得不说，它确实没有辜负我的期待。这本书的深度和广度都令人印象深刻。它不仅仅停留在对基本定律的罗列，更注重对物理思想的培养。我尤其欣赏作者在处理一些抽象概念时所展现出的洞察力，比如在描述场论的部分，它用非常直观的方式解释了电磁场如何相互作用，这比我之前看过的很多教材都要清晰易懂。书中包含的习题设计也非常巧妙，难度梯度合理，从基础概念的巩固到复杂问题的综合分析，每一步都能有效检验学习效果。我发现自己通过解答这些习题，对理论知识的掌握变得更加扎实。此外，书中对历史背景的穿插介绍也很有价值，让我对这些物理学巨匠们的研究历程有了更深层次的理解，感觉学习过程更具人文色彩。这本书无疑是构建扎实物理学基础的坚实阶梯。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我以前对物理学习一直感到有些吃力，总觉得那些公式和定律太过于枯燥和抽象。然而，这本教材彻底改变了我的看法。它的叙述风格非常“亲民”，作者似乎很清楚学生的困惑点在哪里，总能在关键时刻给出及时的点拨和解释。比如，对于那些初学者容易混淆的矢量和张量概念，书中通过巧妙的类比和图示，将复杂的数学工具变得触手可及。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“拓展阅读”部分，这些内容虽然不是考试的重点，但极大地拓宽了我的视野，让我看到了物理学在现代科技前沿的应用，比如对量子力学雏形的初步探讨，虽然只是点到为止，但已经足够激发我的好奇心。这本书的价值不仅在于传授知识，更在于激发了学生探索未知的好奇心和求知欲，这对于理工科学生来说是至关重要的精神财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑堪称教科书级别的典范。它不仅仅是一本知识的汇编，更像是一部精心策划的学术旅程。从开篇对运动学和动力学的细腻刻画，到随后对能量原理的宏大叙事，结构紧凑而富有张力。我最赞赏的是它对实验和理论的平衡把握。书中穿插的经典实验回顾，如米里开仑实验或气体动理论的实验基础，都描绘得绘声绘色，使抽象的理论有了坚实的经验支撑。这让我真切体会到科学发现的曲折和不易。在文字表达上，作者的用词精准而富有力量，虽然涉及专业术语，但整体流畅度极高，很少出现晦涩难懂的长难句。对于需要精读和深入理解的读者来说，这本书提供了极高的信息密度和极低的理解障碍，真正做到了雅俗共赏。它无疑是物理学习路上的指南针，指引着我们准确地迈向更深远的物理世界。

评分☆☆☆☆☆

作为一本上册，这本书的内容覆盖范围相当全面，从力学到热学，每一个环节的处理都显得相当严谨和专业。我特别欣赏作者在处理力学中的非保守系统时所采用的现代化视角，它将能量和动量作为核心概念贯穿始终，避免了传统教材中那种机械式的解题步骤。这种系统性的思维方式，对我理解更深层次的物理学分支非常有帮助。书中的例题选择独具匠心，很多题目都是从实际工程问题中提炼出来的，而非凭空构造的理想模型，这使得解题过程更具说服力。我发现，当我在解决这些贴近现实的难题时，那种成就感是无与伦比的。唯一可能需要改进的是，某些章节对背景知识（如微积分的高级应用）的要求略高，对于基础薄弱的同学来说，可能需要额外的时间去回顾相关数学知识，但这或许也是其专业性的体现吧。总体而言，这是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在是太棒了，我感觉自己对物理学的理解提升到了一个新的台阶。从一开始对经典力学概念的梳理，到后来对热力学和振动波动的深入探讨，作者的叙述逻辑严密，循序渐进，让人感觉学习过程非常顺畅。尤其是一些复杂的公式推导，书中都给出了详尽的步骤解析，即便是初学者也能跟上思路。我特别喜欢它在讲解每个概念时，都会联系到实际生活中的例子，这极大地激发了我学习的兴趣。比如讲解能量守恒定律时，书中引用了许多工程学上的应用实例，让我深刻体会到理论与实践的紧密结合。这本书的排版和插图设计也十分出色，图文并茂，清晰明了，大大减轻了阅读时的疲劳感。总的来说，这是一本非常适合作为大学阶段基础物理教材的精品，无论是自学还是课堂使用，都是一个绝佳的选择。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一位耐心的导师，引导你一步步领略物理世界的奥秘。