基本資料
《大學基礎物理學》出版社：清華大學出版社
ISBN：9787302148135
出版時間：2007-4-1
版次：2
頁數：448
字數：595000
紙張：膠版紙
包裝：平裝
內容提要
《大學基礎物理學》(第2版)分上下兩冊，上冊內容包括力學和熱學。力學篇講述經典的質力學、理想流體的運動規律、剛體轉動的基本內容和狹義相對論基礎知識等。熱學篇著重在分子論的基礎上用統計概念說明溫度、氣體的壓強以及麥克斯韋分布率。下冊內容包括電磁學、波動與光學、量子物理基礎。電磁學篇按傳統體系講述了電場、電勢、磁場、電磁感應和電磁波的基本概念和規律，還說明了電場和磁場的相對性。波動與光學篇介紹了振動與波的基本特徵和光的干涉、衍射和偏振的基本規律。量子物理基礎篇介紹了波粒二象性、機率波、不確定關係和能量量子化等基本概念以及原子和固體中電子的狀態和分布的規律，最後還介紹了原子核的結合能、放射性衰變和核反應等基本知識。“今日物理趣聞”欄目介紹了一些現代物理理論發展及其套用的前沿課題。本書還編寫了大量來自生活、實用技術以及自然現象等方面的例題和習題。
本書上下冊內容概括了大學物理學教學的基本要求，可作為高等院校物理課程的教材，也可作為中學物理教師或其他讀者的自學參考書。
目錄
今日物理趣聞 A基本粒子
A.1 粒子的發現與特徵
A.2 粒子分類
A.3 粒子的轉化與守恆定律
A.4 夸克
A.5 色
第1篇 力學
第1章 質點運動學
1.1 勻變速直線運動
1.2 參考系
1.3 質點的位矢、位移和速度
1.4 加速度
1.5 勻加速運動
1.6 拋體運動
1.7 圓周運動
1.8 相對運動
提要
思考題
習題
科學家簡介伽利略
第2章 牛頓運動定律
2.1 牛頓運動定律
2.2 常見的幾種力
*2.3 基本的自然力
2.4 套用牛頓定律解題
2.5 非慣性系與慣性力
*2.6 混沌
提要
思考題
習題
科學家簡介牛頓
第3章 動量與角動量
3.1 衝量與動量定理
3.2 動量守恆定律
3.3 火箭飛行原理
3.4 質心
3.5 質心運動定理
3.6 質點的角動量和角動量定理
3.7 角動量守恆定律
提要
思考題
習題
科學家簡介克卜勒
第4章 功和能
4.1 功
4.2 動能定理
4.3 勢能
4.4 引力勢能
*4.5 由勢能求保守力
4.6 機械能守恆定律
……
今日物理趣聞B 奇妙的對稱性
第5章 剛體的定軸轉動
第6章 相對論
第2篇 熱學
第7章 溫度和氣體動理論
今日物理趣聞C 奇妙的對稱性
第8章 熱力學第一定律
今日物理趣聞D 能源與環境
第9章 熱力學第二定律
數值表
習題答案
索引
第3篇 電磁學
第10章 靜電場
10.1 電荷
10.2 電場和電場強度
10.3 庫侖定律與靜電場的計算
10.4 電場線和電通量
10.5 高斯定律
10.6 利用高斯定律求靜電場的分布
10.7 導體的靜電平衡
10.8 電場對電荷的作用力
提要
思考題
習題
第11章電勢
11.1 靜電場的保守性
11.2 電勢差和電勢
11.3 電勢疊加原理
11.4 等勢面
11.5 電勢梯度
11.6 點電荷在外電場中的靜電勢能
11.7 電荷系的靜電能
11.8 靜電場的能量
提要
思考題
習題
第12章 電容器和介電質
12.1 電容器及其電容
12.2 電容器的聯接
12.3 介電質對電場的影響
12.4 介電質的極化
12.5 D矢量及其高斯定律
12.6 電容器的能量
12.7 介電質中電場的能量
提要
思考題
習題
第13章 電流和磁場
13.1 電流和電流密度
13.2 電流的一種經典微觀圖像 歐姆定律
13.3 磁力與電荷的運動
13.4 磁場與磁感應強度
13.5 畢奧-伐爾定律
13.6 勻速運動點電荷的磁場
13.7 安培環路定理
13.8 利用安培環路定理求磁場的分布
13.9 與變化電場相聯繫的磁場
13.10 電場和磁場的相對性
提要
思考題
習題
科學家簡介 麥克斯韋
第14章 磁力
今日物理趣聞E 電漿
第15章 物質的磁性
第16章 電磁感應和電磁波
今日物理趣聞F 超導電性
第4篇 波動與光學
第17章 振動
第18章 波動
第19章 光的干涉
第20章 光的衍射
今日物理趣聞G 全息照相
第21章 光的偏振
今日物理趣聞H 液晶
第5篇 量子物理基礎
第22章 量子物理的基本概念
第23章 原子中的電子
第24章 固體中的電子
今日物理趣聞I 新奇的納米科技
第25章 核物理
元素周期表
數值表
習題答案
索引
教材探討
大學物理課程是大學階段一門重要的基礎課，它是為提高學生的現代科學素質服務的，提供一定範圍、一定深度的系統的現代物理學知識作為科學素質的基礎是物理課程的主要任務，同時培養學生的科學思想、方法和態度並引發學生的創新意識和研究能力是物理學科的發展宗旨，因此在大學基礎物理學的開設和具體教學過程中我們提出一些構想並在不同階段實施，以下從幾個方面進行探討。
一、教材選取
理科非物理專業幾乎都開設有大學基礎物理課，其學時與物理專業相比少得多，但講授對象———學生人數卻比物理專業多得多，這一多一少說明了非物理專業基礎物理課影響面之大，學時少、要全面講授物理學基礎知識相當困難，當前，在科技發展的今天，學生對物理內容現代化要求迫切，因此，保持傳統教材優勢，展示物理學發展的概況，同時增加近代物理內容，開闊學生視野，聯繫現實生活，補充學科前沿就成為我們選擇教材時必須考慮的關鍵問題。隨著“面向21世紀教材”的出版，出現了一批適應當前發展需要的新教材，在教學過程中，我們以清華大學出版、張三慧編著的《大學基礎物理學》為主，以其它教材作為輔助參考的方法，收到了良好的效果。該書具有以下幾個特點：對基礎物理知識嚴謹而又系統地介紹，保持傳統物理學的知識體系；在介紹基礎物理知識的同時，適時引入許多現代物理及一些物理學前沿的理論和實驗，以及它們在現代科技中的套用；開闢今日物理趣聞專欄，介紹了諸如基本粒子、宇宙發展、能源開發、超導、全息等課題，開拓學生視野，激發其學習興趣，啟迪其創造性；列舉大量聯繫實際的例題和習題，從日常生活到天體運行、從古老文明到現代科技，通過對這些問題的分析與求解能使學生更實在又深刻地理解物理概念和規律，了解基礎知識的重要意義，同時也有助於培養學生聯繫實際的學風，培養學生民族自信心。
二、教學改革
教師必須建立提高教學質量的理念。
提高教學質量是教師義不容辭的職責，教學質量是具有基本意義的，關係到教育改革成敗所在，而高質量的課程是不斷發展的課程，高水平的教學是以研究為基礎的教學。學生是未來的工作者、新事物新現象的發現者、新成果的創造者和推廣者，應該以先進的教學理念調動各個教學環節，促使學生向學者的轉變。科學必然是發展的，教學也應該是發展的。如果教師不樹立發展的觀點，認為某課程已經成熟，那就是自己為改革設定了障礙，教學將注定是不成功的。只有持發展的觀點才能常教常新。有人認為教材中傳統內容是千錘百鍊的“精華”，不能做少許更動，實際上這是以不科學的態度來對待科學。只有在實踐上發現傳統內容中的錯誤或陳舊部分，提出或補充正確的、新的內容，才能使教材更好地符合科學發展的真實進程。由於基礎課內容相對穩定，而覆蓋面又大於專業課，要變更或挑戰傳統內容難度非常大，這要求教師必須有較高的學術修養，因此作為教師必須樹立長期發展的觀點，努力激發學生的學習熱情，使學生產生一定的使命感，以推動發展為己任。
強調培養學生的探索性和創造性
探索和創造是科學研究的靈魂，科學研究還要求知識水平、科學素養、科學思維、洞察能力、科學道德、評價能力、批評精神、合作精神、敬業精神、嚴謹作風等等，教師應在教學過程中逐步滲入科學研究的各個元素，並以此增強教學內容的科學性、先進性、實踐性，改善從學習向研究的過渡過程，或從學生向學者過渡的過程。教學過程中，還要充分考慮當前科學研究綜合、交叉、滲透的發展趨勢，努力在物理學各分支之間穿插、呼應，使學生能感受到物理學是一個整體並能通過各學科之間的交叉、滲透去展示工作者的思路、語言、方法，如何在工作中獲取和處理信息、處理各學科的關係，如何調整研究步驟、深入理解結果的意義、擴大成果等，通過對先行者工作的介紹，勾勒出時代背景，了解工作者的原創性，這對後者是有教益的。
以滲透式教學法替代灌輸式教學法
針對教材中新知識點多、介紹前沿學科的內容多、學生的基礎薄弱等特點，我們大膽採用了滲透式教學法。對於一些新的知識點，主要是要求學生掌握物理原理、物理現象“是什麼”及其套用，不一定要求一定知道其“為什麼”，剛開始學生可能不適應，對有些問題可能似懂非懂，但長期堅持，在不斷的知識積累中，能力會得到顯著的提高。實踐證明，滲透式教學法是新教材中一種行之有效的方法。
注重各學科的交叉，採用輻射式教學法
以科學研究為基礎的教學，要充分考慮當前科學研究綜合、交叉、滲透的發展趨勢。在選材過程中應該考慮那些與其它學科有關的物理內容，例如：
天文學：潮汐與潮力撕裂，反康普頓效應，白矮星，中子星，黑洞，宇宙學。
地質學：地震波及地震造成岩石Q變化，地磁。
化學：化學反應，化學鍵和氫鍵，分子，不對稱合成。
生物學：生物大分子，生物力學。
材料科學：電介質，磁性材料，團簇，碳60，液晶，準晶，分形，掃描隧道顯微鏡，核磁共振，質譜等等。
一個問題涉及物理學多個分支也完全可能，如一維晶鏈，可以聯繫到晶體中結合能的計算和馬德隆常數。如果取半無限長鏈，則可以用端點對應一維系統的“表面”。對於有限長鏈，則可以介紹邊界噪聲的概念。變換為力學對象，則可以討論振動模式，包括非線性問題如孤立波，還可以延伸到單原子鏈、雙原子鏈的性質、特點等，最後一維晶鏈不是點電荷鏈，不塌縮，因為量子力學效應，離子為滿殼層。由此一個問題居然聯繫到物理學的那么多分支。其實這種聯繫，正如物理學與其它學科間的聯繫一樣本來就存在，關鍵在於我們如何去尋找、發現，如何做出恰當的安排。
利用多媒體技術，改變傳統教學模式
1．利用多媒體技術，展示物理學史的風采。科學的本質在於探索，科學的生命在於創新，創造性是跨世紀人才的最重要的基本素質之一，創造素質的一個重要方面就是具有懷疑的精神和提出科學問題的能力、批判的頭腦。物理學史在培養學生的創造素質方面具有獨特的功能。為了正確地提出一個有價值的物理學問題，需要審查已有的科學成果的含義及其根據，洞察困難的癥結和突破的方向，需要有向傳統概念挑戰的勇氣，還包含著物理思想和研究方法上的變革。因此，在物理教學上需要用物理學史上的精彩實例，培養學生獨立思考的能力，提高善於提出科學問題的靈性和智慧，使他們的思想沉浸在好奇之中，永遠不閉塞懷疑的目光，而多媒體技術可以使我們在短時間內、比較集中地展現物理學的發展史，達到完整系統的效果。
2．利用多媒體技術，將教學過程現代化。套用多媒體技術，可以根據物理教學的需要，對所需信息進行綜合、處理、加工，最後通過視聽設施的控制來實現物理現象中的的大與小、動與靜、快與慢、形與聲、整體與局部、內部與外部等一系列複雜的過程。在熱學教學中引入多媒體技術，可以將微觀的現象展現出來，突出重點，最佳化教學。如在熵的教學中，可以利用多媒體技術，將微觀粒子的運動幾率和熵的變化通過多媒體課件以動態變化的形式表現出來，使學生很容易明白二者之間的關係，以及漲落對熵變化的影響，而這些卻是粉筆教學無法比擬的。
3．利用多媒體技術，開闊思維廣角。由於受到教學時數的限制，對於那些學生應該了解的物理前沿，但由於內容涉及範圍面較廣、較深的部分，充分利用全校資源，甚至邀請外校專家教授開設講座，主要開設的講座有：“從玻爾茲曼熵到信息熵”、“超導電性理論及其套用”、“量子理論的誕生”、“凝聚態物理學的方法面面”、“凝聚態物理學進展”、“黑洞的熱性質及其熵”等。
三、考試制度的改革
考試是教學的主要環節，是衡量教學效果、學習情況的主要依據，在《大學基礎物理學》的教學過程中，我們對考試也作了相應的改革，以基本內容的掌握、物理思想的理解、科研能力等三方面為主進行綜合考查。
習題環節
習題環節是教學的有機組成部分，幫助理解正文，培養獨立思考的能力。通過習題的訓練，可以使學生更實在而又深刻地理解物理概念和規律，但同時，也要鼓勵學生獨立判斷問題的是與非，提倡學生質疑題目的正確性、科學性，對題目討論成果的擴大或變化的可能性，提倡一題多解和多個題目的歸納、歸類，這樣，可以充分發揮學生的發散思維能力，同時又可以起到觸類旁通的作用。能夠對現有的知識體系、習題、例題以及科學文獻中的結論提出質疑甚至有獨到見解的學生特別予以獎勵，這種做法受到廣泛的歡迎。
學科小論文
在基礎課程中引入課程論文是可行的、有效的，可以為今後參加研究項目打下初步基礎，通過這一環節，讓學生體驗尋找課題、查找文獻到專題研究、論文寫作的全過程，這一過程可以充分發揮教師的主導作用和學生的能動作用。課程論文可以是對某一問題的新觀點，也可以是對某一歷史事件的看法，也可以跨學科滲透，如：物理學與自然美、物理與音樂、生活中的物理等。
卷面考試
卷面考試主要包括基本知識的理解、基本技能的訓練和現代物理知識的理解，閉捲成績、課程論文和平時成績按2：2：1的比例計入總成績。
教學是非常個性化的，具體做法會因人而異，如果通過改革能使得基礎課與理論課、先行課與後行課之間彼此更加協調，迴旋餘地更大，使我們的學生能更早更快的適應新時期發展的需要，那將是我們極大的幸運，也是教師長期的目標，持之以恆，必有作為。
