大学基础物理学学习指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪小刚，倪涌舟 编

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• 物理学
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• 学习指导
• 教材辅助
• 习题解答
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• 物理辅导
• 大学教材
• 物理学习

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030560247

版次：1

商品编码：12309377

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”规划教材 ，

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：246

字数：379000

正文语种：中文

内容简介

　　《大学基础物理学学习指导》是为配合《大学基础物理学》（汪小刚，戴朝卿，陈翼翔编著，科学出版社）使用而编写的学习指导书。
　　《大学基础物理学学习指导》分14章，章节顺序与主教材同步，每章包括基本要求、内容提要、习题与解答、同步自测、同步自测参考答案五个部分。通过各种典型题目的分析和求解，指导学生掌握和理解物理基本概念与原理，提升学生分析和解决问题的能力。同步自测部分知识点覆盖全面、难易适度，便于学生学完主教材的每章‘内容后进行自我检测。
　　《大学基础物理学学习指导》既可作为高等院校非物理专业的理、工、农、医类各专业的大学物理（普通物理）课程的辅导教材，也可供大学物理教师参考。

内页插图

目录

第1章 质点运动学
第2章 质点动力学
第3章 刚体力学
第4章 流体力学
第5章 静电场
第6章 稳恒磁场
第7章 电磁感应电磁场
第8章 气体动理论
第9章 热力学
第10章 简谐运动
第11章 机械波
第12章 光学
第13章 狭义相对论
第14章 量子力学基础
附录1 常用的导数和积分公式
附录2 物理量的名称、符号和单位

前言/序言

　　物理学属于基础科学，它研究的是物质结构和物质运动的基本规律。物理学是当代所有技术科学及工程科学的理论基础之一。大学物理是一门面向非物理专业本科生的基础课程，该课程向大学生介绍物理学的基本理论和研究方法，为后续的技术基础课及专业基础课奠定必要的物理基础。此外，它也是培养学生的科学精神、科学态度及科学思维能力的科学素质课，在学生的能力和素质培养中有着重要的地位和作用。
　　本书是为配合《大学基础物理学》（汪小刚，戴朝卿，陈翼翔编著，科学出版社）使用而编写的学习指导书。全书分14章，章节顺序与主教材同步，每章包括基本要求、内容提要、习题与解答、同步自测、同步自测参考答案五个部分。课后习题对帮助学生深刻领会和应用物理学的思想、方法和理论有着十分重要的作用。学生只有通过各种典型题目的训练，才能巩固和深化所学知识，提升分析和解决问题的能力。同步自测部分知识点覆盖全面、难易适度，便于学生学完教材每章内容后进行自我检测。
　　本书由汪小刚、倪涌舟组织编写与统稿，具体编写分工如下：汪小刚编写第1章至第6章，陈均朗编写第7章，倪涌舟编写第8、9章，戴朝卿编写第11、12章，陈翼翔编写第13章，周国泉编写第10章，姚旻编写第14章。
　　限于我们的学识和教学经验，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请读者批评指正。

深入探索宇宙奥秘：现代物理学前沿与应用 本书导言： 在人类文明的漫长历程中，对自然界基本规律的探寻从未停歇。从亚里士多德的朴素观察，到牛顿力学的宏伟蓝图，再到二十世纪以来量子力学和相对论的深刻革命，物理学以其严谨的逻辑和惊人的预测能力，持续拓展着我们对物质、能量、时空以及宇宙本质的认知边界。 《深入探索宇宙奥秘：现代物理学前沿与应用》并非一部基础概念的复述，而是旨在引导读者跨越经典物理的舒适区，直面当前物理学研究中最激动人心、最具挑战性的领域。本书将全面梳理二十世纪以来物理学取得的里程碑式突破，并深入剖析当前世界物理学界正在聚焦的前沿课题，力求为具有一定物理学基础的读者提供一个高屋建瓴的视角，去理解我们这个奇妙世界的深层结构。 第一部分：相对论的深刻印记——时空结构的新图景 本部分将从爱因斯坦的狭义相对论（Special Relativity）和广义相对论（General Relativity）的深刻内涵出发，探讨它们如何彻底颠覆了牛顿时代对绝对时空和引力的认知。 1. 狭义相对论的革命性推论： 我们将详细解析洛伦兹变换（Lorentz Transformations）如何成为连接不同惯性参考系的基本工具，以及由此导出的时间膨胀（Time Dilation）和长度收缩（Length Contraction）的物理实在性。重点讨论质能等价原理 $E=mc^2$ 在核物理和粒子加速器中的实际应用与观测证据。此外，还将探讨“同时性的相对性”对经典因果律构成的挑战，以及它在现代时空几何描述中的基础地位。 2. 广义相对论的几何化引力观： 广义相对论将引力描述为时空本身的弯曲。本书将介绍黎曼几何（Riemannian Geometry）的基本概念，阐释度规张量（Metric Tensor）如何编码了引力的信息。核心内容包括爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations）的物理意义——物质和能量如何决定时空的几何形状。我们将深入分析其关键预言：水星近日点进动、引力红移以及光线在引力场中的偏折。 3. 黑洞与引力波的观测证实： 广义相对论的极端解——黑洞（Black Holes）是本部分的高潮。我们将讨论史瓦西解（Schwarzschild Solution）和克尔解（Kerr Solution），详细解析事件视界（Event Horizon）、奇点（Singularity）的性质，以及霍金辐射（Hawking Radiation）对黑洞热力学意义的阐释。随后，本书将聚焦于引力波天文学的兴起，通过对LIGO/Virgo等实验数据的分析，展示双黑洞并合、中子星并合等极端事件如何为我们提供了检验强引力场理论的独特窗口。 第二部分：微观世界的奇特规则——量子力学的新范式 量子力学是描述微观物质行为的基石，其概念的怪异性挑战着人类的直觉。本部分旨在深入理解量子力学的数学框架及其对物质属性的根本性描述。 1. 量子力学的基本公设与波函数： 我们将超越简单的薛定谔方程（Schrödinger Equation），探讨狄拉克符号（Bra-Ket Notation）在量子态描述中的优越性。重点解析波函数 $Psi$ 的概率解释（Born Rule）以及量子态的叠加原理（Superposition）。通过对双缝干涉实验的深入剖析，揭示微观粒子的波粒二象性（Wave-Particle Duality）的本质。 2. 算符、本征值与量子力学中的测量问题： 物理量在量子力学中通过厄米算符（Hermitian Operators）来表示，测量结果是这些算符的本征值。我们将详细讨论对易关系（Commutation Relations）的重要性，并深入探讨海森堡不确定性原理（Heisenberg Uncertainty Principle）的严格数学表述及其哲学意义。关于“测量问题”（Measurement Problem）——波函数坍缩的机制——本书将介绍哥本哈根诠释、多世界理论（Many-Worlds Interpretation）等主要观点及其物理上的区别。 3. 量子场论的构建与基本相互作用： 为了兼容狭义相对论，物理学家发展了量子场论（Quantum Field Theory, QFT）。本书将简要介绍量子场论的基本思想：粒子是场的激发态。我们将侧重于描述电磁力、弱核力和强核力的标准模型（Standard Model of Particle Physics）的结构，解释费曼图（Feynman Diagrams）作为计算散射振幅的强大工具。 第三部分：粒子物理学的边疆与标准模型的局限 标准模型是描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的最成功理论。然而，它并非终极理论，存在明显的局限性，指引着未来研究的方向。 1. 标准模型的成就与核心组成： 详细梳理夸克（Quarks）和轻子（Leptons）的六种味（Flavors）及其反粒子，以及规范玻色子（Gauge Bosons，如光子、W和Z玻色子）如何通过规范对称性（Gauge Symmetry）产生。重点讨论希格斯机制（Higgs Mechanism）对赋予基本粒子质量的解释，以及对希格斯玻色子的实验发现（LHC）。 2. 标准模型之外的谜团： 本部分将系统性地列举标准模型无法解释的现象，包括：中微子质量的存在（暗示了超越标准模型的物理学）、暗物质（Dark Matter）的引力效应、暗能量（Dark Energy）驱动的宇宙加速膨胀，以及电荷宇称（CP）破坏在解释宇宙中物质过量问题上的不足。 3. 超越标准模型的探索： 介绍当前解决这些谜团的前沿理论方向，例如：超对称性（Supersymmetry, SUSY）如何统一耦合常数并提供暗物质候选者；大统一理论（GUTs）对基本力统一的尝试；以及对额外空间维度（Extra Dimensions）存在的探索。 第四部分：凝聚态物理学的宏观涌现现象 凝聚态物理学（Condensed Matter Physics）研究大量粒子集体行为所产生的宏观性质，是连接微观世界与日常经验的关键桥梁。 1. 晶体结构与能带理论： 深入探讨周期性结构（晶格）如何导致电子能带（Energy Bands）的形成，解释导体、绝缘体和半导体的根本区别。介绍布洛赫定理（Bloch’s Theorem）及其对电子在周期势场中运动的描述。 2. 超导与量子流体： 详细分析BCS理论如何用库珀对（Cooper Pairs）的形成来解释传统超导现象，以及约瑟夫森结（Josephson Junction）的量子隧穿效应。随后，转向更前沿的现象，如分数量子霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect）中拓扑激发态的复杂行为，以及超流体（Superfluidity）中零粘滞流动背后的量子力学原理。 3. 拓扑物理学的革命： 拓扑绝缘体（Topological Insulators）是近年来凝聚态物理的重大突破。本书将解释拓扑不变量（Topological Invariants）如何决定材料的宏观电学性质，即使在存在缺陷或形变的情况下也能保持鲁棒性。这种“拓扑保护”的概念正对信息科学和量子计算产生深远影响。 第五部分：宇宙学——从大爆炸到未来命运 现代宇宙学是物理学最宏大的应用领域，它试图重建宇宙的起源、演化历史和最终命运。 1. 大爆炸模型的证据与早期宇宙： 系统回顾支持大爆炸理论的三个主要支柱：哈勃定律（宇宙膨胀）、轻元素（氦、氘）的丰度、以及宇宙微波背景辐射（CMB）。深入解析CMB的各项异性（Anisotropies），这些微小的温度涨落如何成为早期宇宙物质分布的“种子”。 2. 暴胀理论与宇宙学的结构形成： 介绍暴胀理论（Inflation）如何简洁地解决了视界问题和平坦性问题。探讨引力在宇宙结构形成过程中的作用，从早期量子涨落如何演化为星系和星系团的尺度上观测到的宇宙网（Cosmic Web）。 3. 暗能量与宇宙的未来： 宇宙加速膨胀的发现是二十世纪末最重要的发现之一。本书将探讨暗能量的本质，主要以宇宙学常数（Cosmological Constant）的形式存在，分析其对宇宙演化和最终命运的决定性影响。讨论“大撕裂”（Big Rip）、“大冻结”（Big Freeze）等可能的未来情景。 结语：理论的统一与未竟的征途 本书的最后部分将聚焦于物理学尚未解决的终极问题：量子引力（Quantum Gravity）的必要性，以及如何将广义相对论与量子场论统一起来。介绍弦理论（String Theory）和圈量子引力（Loop Quantum Gravity）等主流尝试，展示物理学家们在寻求终极理论——万有理论（Theory of Everything）——道路上的不懈努力。本书旨在激励读者，理解我们所处的时代正处在物理学发现的巨大变革之中，无数奥秘等待着新一代的探索者去揭示。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我首先联想到的是那些曾经让我头疼不已的物理实验。那些复杂的仪器、抽象的原理，往往让我在实践操作中感到迷茫。我希望这本书能在这方面给我一些实际的指导，比如如何正确地进行实验操作，如何观察和记录实验数据，以及如何从实验结果中得出科学的结论。如果书中能配有一些经典的物理实验的详细步骤和注意事项，甚至是一些模拟实验的讲解，那对我来说将是莫大的帮助。我希望通过这些实验的介绍，我能更直观地理解那些物理定律的由来和意义，而不是仅仅停留在理论层面。我也希望这本书能帮助我理解实验误差是如何产生的，以及如何尽量减小实验误差，从而提高实验的准确性。我希望这本书能让我对物理实验产生更大的兴趣，甚至激发我参与到一些课外的科学实践活动中去。我希望这本书不仅仅是理论知识的搬运工，更能让我感受到物理学在实践中的应用价值，让我成为一个动手能力和理论水平并重的物理学习者。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于我来说，它的意义在于提供一种系统性的学习路径和解决学习瓶颈的策略。我一直觉得自己是那种“学不好”物理的人，不是因为我不努力，而是总觉得知识点之间缺乏联系，学完后面忘了前面，考试的时候更是手忙脚乱，看到题目就有一种无从下手的感觉。我希望这本书能像一位经验丰富的老师，为我指明学习的重点和难点，告诉我应该如何分配学习时间，如何才能更有效地记忆和理解那些复杂的概念。我尤其希望它能在学习方法上给我一些具体的建议，比如如何去理解抽象的物理概念，如何才能真正地“掌握”一个公式而不是仅仅“背诵”它，以及在做习题时，如何才能从繁杂的信息中提炼出有用的线索。我希望它能帮助我建立起一个完整的物理知识体系，让那些零散的知识点能够串联起来，形成一个有机的整体。我对这本书的期待，更多的是希望它能给我带来一种“豁然开朗”的感觉，让我觉得物理学习不再是一件令人头疼的事情，而是可以被攻克的，是可以让我感受到成就感的。我希望这本书能让我真正“学会”物理，而不是停留在“学过”的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我心目中，更像是一座连接理论与现实的桥梁。我深知物理学在科技发展中的重要作用，从我们身边的电子产品，到宏大的航天科技，无不凝聚着物理学的智慧。我希望这本书能帮助我理解，那些看似深奥的物理概念是如何被应用到实际技术中的。比如，电磁学是如何催生出我们现在使用的手机和互联网的？热力学又是如何指导我们设计更高效的能源系统的？我期待这本书能够提供一些具体的案例，将那些抽象的物理原理与我们日常生活的科技产品联系起来，让我看到物理学的“力量”。我希望这本书能激发我对物理学在现代社会中的应用价值的认识，让我理解学习物理学不仅仅是为了应付考试，更是为了更好地理解和参与到科技进步的洪流中去。我希望这本书能让我对未来的科技发展产生更多的遐想，甚至能为我未来的专业选择提供一些方向性的启示，让我感受到物理学是一门充满活力和无限可能的学科。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，更像是一次科学启蒙的向导，它在我心中勾起的是对物理世界的好奇与求知欲。我曾无数次在夜空中仰望繁星点点，思考它们为何会如此有序地运转；我也曾对身边各种奇妙的现象，比如彩虹的形成、闪电的威力，感到惊叹和疑惑。大学基础物理学，我理解它就是探究这些自然现象背后原理的钥匙。我期待这本书能够带领我走进微观的世界，去了解原子、分子是如何构成的，它们之间又有着怎样的相互作用。我也希望它能帮我理解宏观宇宙的规律，比如行星的轨道、黑洞的神秘，甚至宇宙的起源和演变。我希望它不是枯燥乏味的公式推导，而是能够用一种充满哲思的方式，让我感受到物理学作为一门学科的魅力所在。我想要通过这本书，去理解那些伟大的物理学家的思想，比如爱因斯坦的相对论，量子力学的奇妙之处，感受他们是如何一步步揭示宇宙的奥秘的。我希望这本书能引发我更深层次的思考，让我不仅仅是记住知识点，更能形成自己的理解和见解，甚至能够运用所学的知识去解释一些我生活中遇到的科学现象，从而提升我对周围世界的认知水平。

评分☆☆☆☆☆

《大学基础物理学学习指导》这本书，我拿到手的时候，真是既期待又有些忐忑。我对物理学一直抱有一种复杂的情感，既觉得它描绘了宇宙的运行法则，充满着奥秘和吸引力，又常常被它抽象的概念和繁杂的公式搞得头昏脑胀。我清楚地知道，大学基础物理学的学习将是我认识世界、理解自然的一块基石，但同时也知道，这块基石的打磨过程绝非易事。我希望这本书能成为我手中一把得力的锤子，能够帮助我一点点敲开那些难以理解的知识点，让我能够循序渐进地掌握那些看似高深莫测的理论。我特别期待的是，这本书能否以一种更加生动、更加贴近实际的方式来讲解那些经典的物理学原理，比如牛顿力学中的各种定律，热力学中的熵和能量转化，甚至是电磁学中那些奇妙的场和波。如果能有更多的生活实例或者巧妙的比喻来辅助理解，那对我来说无疑是莫大的福音。我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能引领我思考，激发我对物理学的兴趣，让我看到物理学在日常生活和现代科技中的实际应用，从而增强我的学习动力。我还在想，这本书在解题方面会有怎样的指导呢？毕竟，理论学得再好，如果解决不了题目，也只能是空中楼阁。我希望它能提供一些清晰的解题思路和方法，帮助我剖析题目的本质，找到解题的关键，而不是简单地罗列公式和答案。