內容簡介
《大學物理教程(第4版 套裝上下冊)》介紹瞭物理學的基本概念、基本規律、實驗規律和理論,內容包括力學、振動和波、熱學、電磁學、波動光學、狹義相對論基礎、量子物理基礎、現代工程技術簡介等。
《大學物理教程(第4版 套裝上下冊)》強化例題分析、解題方法、理論根據和步驟,對提高學生分析問題和解決問題的能力具有較大的幫助。
內頁插圖
目錄
上冊
緒論
第一篇 力學
第1章 質點運動學
1.1 參照係、質點和時間
1.1.1 參照係和坐標係
1.1.2 理想化模型——質點
1.1.3 時刻和時間間隔
1.1.4 運動的絕對性和運動描述的相對性
1.1.5 空間和時間
1.2 描述質點運動的物理量
1.2.1 位置矢量
1.2.2 位移矢量
1.2.3 瞬時速度矢量
1.2.4 瞬時加速度矢量
1.3 直綫運動和運動學中的兩類問題
1.3.1 直綫運動
1.3.2 質點運動學中的兩類問題
1.3.3 自由落體運動和竪直上拋運動
1.4 麯綫運動
1.4.1 加速度的切嚮分量和法嚮分量
1.4.2 -般麯綫運動
1.5 運動疊加原理和拋體運動
1.5.1 運動疊加原理
1.5.2 拋體運動
1.5.3 平拋運動
1.6 相對運動
本章內容簡介(英文)
習題1
5.4.1 剛體繞定軸轉動的角動量
5.4.2 角動量定理
5.4.3 角動量守恒定律
本章內容簡介(英文)
習題5
閱讀材料科學傢係列簡介(一)
力學檢測題
第二篇 振動和波
第6章 振動學基礎
6.1 簡諧振動
6.1.1 彈簧振子
6.1.2 簡諧振動的動力學方程及簡諧振動的錶達式
6.1.3 單擺
6.2 描述簡諧振動的物理量
6.2.1 振幅、周期、頻率和圓頻率
6.2.2 相和初相
6.2.3 簡諧振動的速度和加速度
6.2.4 簡諧振動的圖像
6.2.5 簡諧振動的基本特徵
6.3 簡諧振動的幾何錶示法
6.4 簡諧振動的能量
6.5 簡諧振動的閤成
6.5.1 兩個同方嚮同頻率簡諧振動的閤成
6.5.2 兩個相互垂直的同頻率簡諧振動的閤成
6.5.3 兩個相互垂直的不同頻率的簡諧振動的閤成
本章內容簡介(英文)
習題6
第7章 機械波
7.1 機械波的産生和傳播
7.1.1 機械波産生的條件
7.1.2 機械波的分類
7.1.3 波長、頻率和波速
7.1.4 波麵、波前和波射綫
7.1.5 球麵波和平麵波
7.2 平麵簡諧波的錶達式
7.3 波的能量和能流密度
……
第三篇 氣體動理學理論和熱力學基礎
下冊
第四篇 電磁學
第五篇 光學的物理基礎
第六篇 近代物理和現代工程技術簡介
前言/序言
物理學是研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法的學科。它的基本理論滲透在自然科學的各個領域,應用於生産技術的許多部門,是自然科學和工程技術的基礎。
物理學最初是從對力學運動規律的研究發展起來的,後來又研究熱現象的規律,研究電磁現象、光現象以及輻射的規律等。到19世紀末,物理學已經形成一個完整的體係,被稱為經典物理學。在20世紀初的30年裏,物理學經曆瞭一場偉大的革命,相對論和量子力學誕生瞭,從此産生瞭近代物理學。以經典物理、近代物理和物理學在科學技術中的初步應用為內容的大學物理課程是高等學校理工科各專業學生一門重要的必修基礎課。這些物理基礎知識是構成科學素養的重要組成部分,更是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。
我國的高等教育經過瞭體製改革和結構調整的第一階段、規模大發展的第二階段,進入到深化教學改革、提高教學質量的新階段。早在2006年,我國高等教育已進入世界公認的大眾化教育階段,預計到2019年我國高等教育毛入學率將超過so%,進入普及化教育階段。學生人口質量總體不斷下降,其中重點大學與精英教育階段相比沒有什麼變化或變化不明顯,但~般院校的學生人口質量下降非常明顯。長期睏惑大學物理教學的兩對基本矛盾(即物理難學而又必須學,知識不斷膨脹而學時有限)更加突齣。近年來,我國高等教育的大眾化取得瞭令世人矚目的發展。在新形勢下,要求大學物理課程教材多元化。本書就是為瞭滿足培養應用型人纔的高等學校對大學物理課程改革發展和實際教學的要求而編寫的。
本書是課題“由精英教育嚮大眾化教育轉化背景下教材模式、教學模式和教學方法的綜閤研究”及“大學物理多元教學模式培養多元智能人纔的研究與實踐”(獲四川省優秀教學成果奬)的成果。編寫思路是:重視從低年級大學生的實際特彆是當前大眾化教育的實際齣發,對教材模式、教學模式和教學方法進行綜閤研究,將物理學方法論、物理學史這些有利於培養學生的科學思維能力、良好的心理素質的知識,寓於教學之中,將其功能發揮齣來。這樣就能編寫齣內容豐富、通俗、翔實的教材,學生易於理解,從而激發學習興趣,這是解決物理難學而又必須學這對基本矛盾的有效方法;在學時有限的情況下,通過提高教學效率的途徑來解決知識不斷膨脹而學時有限的矛盾,再配以相應的教學方法和手段,最終達到提高教學質量的目的。本書在使用過程中得到瞭廣大師生的認同。
本書參照教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會物理基礎課程教學指導分委會製定的最新《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》(2008年修訂版)編寫,涵蓋瞭基本要求中的核心內容。在陳述上注意數學與物理學的相互聯係、相互促進和發展;在內容、例題的選取上,考慮到中學階段學生的物理基礎,起點比較低,再逐步提高到適當的高度,以達到或略高於基本要求。本書分為上、下冊,具有以下明顯的特點:
好的,這是一份針對您所描述的《大學物理教程(第4版 套裝上下冊)》的圖書簡介,這份簡介旨在描述其他可能在物理學領域具有重要價值的圖書,而不會提及您所指定的教材內容。 --- 探索物理世界的廣袤疆域:精選權威著作導覽 物理學,作為探究物質世界基本規律的科學,其知識體係浩瀚而深邃。從宏觀的宇宙演化到微觀的基本粒子,再到復雜係統的動態行為,不同的側重點和深度構成瞭物理學知識的多元景觀。本篇導覽旨在介紹幾部在不同領域極具代錶性和影響力的物理學著作,它們為學習者和研究者提供瞭深入理解物理現象的獨特視角和堅實基礎。 一、 經典力學:嚴謹的結構與直覺的構建 對於任何物理學學習者而言,經典力學是理解物質運動規律的基石。盡管基礎概念看似直觀,但其背後的數學框架和哲學思想卻異常深刻。 推薦著作:《理論力學導論》(或類似名稱,側重於拉格朗日與哈密頓力學) 這類著作通常不會停留在牛頓力學錶麵的運動方程求解,而是緻力於構建一個更為抽象和普適的力學體係。 核心內容與價值: 1. 變分原理的引入: 重點闡述瞭最小作用量原理(如達朗貝爾原理和哈密頓原理)在構建力學方程中的核心地位。這要求讀者從能量和路徑的角度重新審視運動的本質,而非僅僅依賴於力的概念。 2. 拉格朗日力學: 詳細介紹瞭拉格朗日量($L = T - V$)的構造,以及歐拉-拉格朗日方程的推導和應用。特彆強調瞭它在處理約束係統和非慣性係中的優越性。例如,在處理復雜的機械臂運動或帶約束的粒子係統時,拉格朗日方法能夠顯著簡化問題。 3. 哈密頓力學: 這是通往量子力學和統計物理的關鍵橋梁。該部分會深入探討正則坐標和正則動量,並引入泊鬆括號的概念。泊鬆括號不僅是分析守恒量的有力工具,更是理解相空間結構和係統時間演化的核心數學結構。 4. 正則變換與守恒定律: 對正則變換的理論進行瞭細緻的探討,解釋瞭如何通過生成函數將一個哈密頓係統轉化為另一個更容易求解的形式。同時,將諾特定理融入經典力學的框架中,清晰地揭示瞭對稱性與守恒量之間的深刻聯係。 適閤讀者: 具備基礎微積分和綫性代數知識,希望從更深層次理解力學原理,並為後續學習分析力學、量子場論打下嚴密數學基礎的學生或研究人員。 二、 電磁學:從場論到麥剋斯韋方程組的完備詮釋 電磁學是物理學中最成功的連續介質理論之一,它統一瞭電、磁、光現象。深入理解麥剋斯韋方程組的物理意義和數學形式至關重要。 推薦著作:《電動力學》(側重於矢量分析和場論的嚴密推導) 這類教材的重點在於利用矢量微積分工具,對電場、磁場、位移電流、電磁波的産生、傳播和吸收進行係統化的描述。 核心內容與價值: 1. 靜電場與靜磁場: 詳盡分析瞭庫侖定律、高斯定律、安培環路定律在不同介質中的應用,並重點討論瞭邊界條件和泊鬆方程/拉普拉斯方程的解法。對於邊值問題的求解能力是掌握電磁學的關鍵。 2. 麥剋斯韋方程組的完備性: 強調引入位移電流項的必要性,展示瞭麥剋斯韋方程組如何自然地導齣電磁波的存在。對法拉第電磁感應定律的微分形式和積分形式進行深入的對比分析。 3. 電磁波的傳播與輻射: 詳細推導瞭真空及有損介質中的波動方程。在電磁波章節中,會深入探討坡印廷矢量(Poynting Vector)及其物理意義——能量流密度。同時,對不同天綫(如振子天綫)的遠場輻射特性進行計算分析。 4. 相對論性電磁學: 將洛倫茲變換與電磁場聯係起來,展示電場和磁場如何在不同慣性係間相互轉化,從而揭示電磁學本質上是四維時空中的一個統一實體。這部分通常會引入電磁場張量 ($F^{mu
u}$)。 適閤讀者: 對矢量代數和偏微分方程有一定基礎,希望深入理解電磁現象的內在規律,並為學習光學、等離子體物理或微波工程打下堅實基礎的讀者。 三、 量子力學:對微觀世界的全新認知框架 量子力學是現代物理學的核心支柱,它要求學習者放棄宏觀經驗,接受概率性的、離散化的世界觀。 推薦著作:《量子力學原理》(側重於數學形式化與基本概念的闡釋) 這類教材往往跳過曆史發展,直接從薛定諤方程或態矢量(Ket Vectors)的抽象結構入手,強調算符、本徵值和概率解釋。 核心內容與價值: 1. 希爾伯特空間與算符代數: 量子力學的數學基礎。詳細介紹狄拉剋符號(Bra-Ket Notation),將物理量與綫性算符(如位置算符 $hat{X}$、動量算符 $hat{P}$)對應起來,並嚴格討論算符的對易關係及其物理意義(如不確定性原理的代數來源)。 2. 一維勢場問題的高級處理: 除瞭無限深勢阱外,重點解析諧振子(通過升降算符方法)和勢壘穿透(WKB近似)。升降算符方法展示瞭量子力學代數方法的強大威力。 3. 角動量理論與氫原子: 這是量子力學中應用最成熟的部分。深入探討三維勢場下的薛定諤方程求解,特彆是對角動量算符 $(hat{L}^2, hat{L}_z)$ 的本徵值和本徵函數的求解過程。氫原子能級的推導是檢驗理論完備性的關鍵步驟。 4. 微擾理論與近似方法: 針對薛定諤方程難以精確求解的復雜係統,係統介紹非簡並和簡並定態微擾理論,以及時變微擾理論(如金茲堡-朗道理論或費米黃金定則的推導),這是處理實際物理問題的核心工具。 適閤讀者: 已經學習過基礎量子概念,希望掌握量子力學嚴謹數學框架,並為深入研究凝聚態物理、原子分子物理或粒子物理做準備的專業人士。 四、 統計物理學:從微觀到宏觀的橋梁 統計物理學連接瞭微觀粒子的行為和宏觀物質的性質,是理解熱力學和相變的必備工具。 推薦著作:《統計物理學》(側重於配分函數和係綜理論的構建) 這類著作避免將熱力學視為獨立知識,而是從統計力學角度對其進行嚴格的微觀基礎構建。 核心內容與價值: 1. 統計力學基礎與係綜理論: 詳細闡述微正則係綜、正則係綜和宏正則係綜的統計權重和配分函數的構建。特彆是對正則係綜中自由能與配分函數的聯係,是連接微觀統計與宏觀熱力學的關鍵。 2. 理想氣體與玻爾茲曼統計: 對經典理想氣體的性質(如熵、內能)進行詳細推導,並討論其在不同環境下的應用。 3. 量子統計: 重點區分費米-狄拉剋統計(費米子)和玻色-愛因斯坦統計(玻色子)。這是理解電子在固體中的行為(如金屬比熱)、黑體輻射和激光效應的基礎。對費米能級的概念和其在低溫下的行為的分析至關重要。 4. 相變與漲落: 介紹平均場理論,用以定性或半定量地描述二級相變。同時,討論漲落的統計本質,以及如何利用漲落-耗散定理等概念來聯係係統在平衡態和非平衡態的性質。 適閤讀者: 掌握瞭基礎熱力學和量子力學,需要將微觀信息轉化為宏觀可觀測量的學生和工程師,廣泛應用於材料科學、化學物理和金融物理等領域。 --- 以上介紹的四類著作,分彆在力學、電磁學、量子力學和統計物理四大支柱領域提供瞭深入、嚴謹且側重點各異的學習路徑。它們共同構成瞭現代物理學研究的堅實基石。