圖書簡介
《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點力學、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。
前言
大學物理課程是大學階段一門重要的基礎課，它將在高中物理的基礎上進一步提高學生的現代科學素質。為此，物理課程應提供內容更廣泛更深入的系統的現代物理學知識，並在介紹這些知識的同時進一步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能力。
根據上述對大學物理課程任務的理解，本書在高中物理的基礎上系統而又嚴謹地講述了基本的物理原理。內容的安排總體上是按傳統的力、熱、電、光、量子物理的順序。所以“固守”此傳統，是因為到目前為止，物理學的發展並沒有達到可能和必要在基礎物理教學上改變這一總體系的程度。書中具體內容主要是經典物理基本知識，但同時也包含了許多現代物理，乃至一些物理學前沿的理論和實驗以及它們在現代技術中套用的知識。
本書還開闢了“今日物理趣聞”專欄，簡要地介紹了如基本粒子、宇宙發展、能源與環境、超導、全息等課題，以開闊學生視野，激發其學習興趣，並啟迪其創造性。
本書選編了大量聯繫實際的例題和習題，從光碟到印表機，從跳水到蹦極，從火箭到對撞機，從人造衛星到行星、星雲等等都有涉及。其中還特別注意選用了我國古老文明與現代科技的資料，如王充論力，蘇東坡的迴文詩，神舟飛船的升空，熱核反應的實驗等。對這些例題和習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，了解物理基礎知識的重要的實際意義，同時也有助於培養學生聯繫實際的學風，增強民族自信心。為了便於理解，本書取材力求少而精，論述力求簡而明。
本書是在第1版（清華大學出版社2003）的基礎上，參考老師和學生的意見和建議，並融入了筆者對教學內容的新體會重新修改而成。
本書分上下兩冊，共包括五篇： 力學、熱學、電磁學、波動與光學、量子物理簡介。
力學篇完全按傳統體系講述。以牛頓定律為基礎和出發點，引入動量、角動量和能量概念，導出動量、角動量和機械能等的守恆定律，最後將它們都推廣到普遍的形式。
守恆定律在物理思想和方法上講固然是重要的，但在解決實際問題時經典的動力學概念與規律也常是不可或缺的。本書對後者也作了較詳細的講解。力學篇還強調了參考系的概念，說明了守恆定律的意義，並注意到物理概念和理論的衍生和發展。
熱學篇除了對系統——特別是氣體——的巨觀性質及其變化規律作了清晰的介紹外，大大加強了在分子理論基礎上的統計概念和規律的講解。
除了在第7章溫度和氣體動理論中著重介紹了統計規律外，在其他各章對功、熱的實質、熱力學第一定律、熱力學第二定律以及熵的微觀意義和巨觀表示式等都結合統計概念作了許多獨特而清晰的講解。
電磁學篇以庫侖定律、畢奧薩伐爾定律和法拉第定律為基礎展開，直至麥克斯韋方程組。在講解了電流的磁場之後，還根據相對論指出了電場和磁場的相對性，使學生對電磁場的性質有更深入的理解。在分析方法上，本篇強調了對稱性的分析，如在求電場和磁場的分布時，都套用了空間對稱性的概念。
波動與光學篇主要著眼於清晰地講解波、光的干涉和衍射的基本現象和規律。
量子物理基礎篇的重點放在最基本的量子力學概念方面，如波粒二象性、不確定關係等，至於薛丁格方程及其套用、原子中電子運動的規律、固體物理等只作了很簡要的陳述。
本書內容概括了大學物理學教學的最基本要求。為了幫助學生掌握各篇內容的體系結構與脈絡，每篇開始都編制了該篇內容及基本知識系統圖。本書還簡述了若干位科學家的生平、品德與貢獻，用以提高學生素養，鼓勵成才。書末附有物理學常用數據的最新公認取值的“數值表”，便於學生查閱和套用。
誠摯地歡迎各位讀者對本書的各種意見和建議。
張三慧
2006年11月於清華園
目錄
第3篇電磁學
第10章靜電場4
10.1電荷4
10.2電場和電場強度5
10.3庫侖定律與靜電場的計算7
10.4電場線和電通量13
10.5高斯定律15
10.6利用高斯定律求靜電場的分布17
10.7導體的靜電平衡22
10.8電場對電荷的作用力26
提要28
思考題29
習題30
第11章電勢33
11.1靜電場的保守性33
11.2電勢差和電勢35
11.3電勢疊加原理38
11.4等勢面40
11.5電勢梯度43
11.6點電荷在外電場中的靜電勢能45
11.7電荷系的靜電能46
11.8靜電場的能量48
提要49
思考題50
習題51
第12章電容器和介電質54
12.1電容器及其電容54
12.2電容器的聯接56
12.3介電質對電場的影響58
12.4介電質的極化60
12.5D矢量及其高斯定律63
12.6電容器的能量64
12.7介電質中電場的能量65
提要66
思考題67
習題67
第13章電流和磁場70
13.1電流和電流密度70
13.2電流的一種經典微觀圖像歐姆定律72
13.3磁力與電荷的運動74
13.4磁場與磁感應強度76
13.5畢奧薩伐爾定律79
13.6勻速運動點電荷的磁場84
13.7安培環路定理86
13.8利用安培環路定理求磁場的分布89
13.9與變化電場相聯繫的磁場92
13.10電場和磁場的相對性94
提要96
思考題98
習題99
科學家簡介麥克斯韋101
第14章磁力102
14.1帶電粒子在磁場中的運動102
14.2霍爾效應105
14.3載流導線在磁場中受的磁力107
14.4載流線圈在均勻磁場中受的磁力矩108
14.5平行載流導線間的相互作用力111
提要114
思考題114
習題116
今日物理趣聞E電漿
E.1物質的第四態119
E.2電漿內的磁場120
E.3磁場對電漿的作用121
E.4熱核反應122
E.5電漿的約束123
E.6冷聚變126
第15章物質的磁性127
15.1物質對磁場的影響127
15.2原子的磁矩128
15.3物質的磁化130
15.4H矢量及其環路定理132
15.5鐵磁質133
15.6簡單磁路138
提要139
思考題140
習題141
第16章電磁感應和電磁波143
16.1法拉第電磁感應定律143
16.2動生電動勢145
16.3感生電動勢和感生電場149
16.4互感152
16.5自感153
16.6磁場的能量155
16.7麥克斯韋方程組157
16.8電磁波158
16.9電磁波的動量161
提要163
思考題165
習題166
科學家簡介法拉第169
今日物理趣聞F超導電性
F.1超導現象170
F.2臨界磁場171
F.3超導體中的電場和磁場172
F.4第二類超導體173
F.5BCS理論174
F.6約瑟夫森效應175
F.7超導在技術中的套用176
F.8高溫超導177
第4篇波動與光學
第17章振動182
17.1簡諧運動的描述182
17.2簡諧運動的動力學186
17.3簡諧運動的能量188
17.4阻尼振動189
17.5受迫振動共振191
17.6同一直線上同頻率的簡諧運動的合成192
17.7同一直線上不同頻率的簡諧運動的合成194
17.8諧振分析196
17.9兩個相互垂直的簡諧運動的合成198
提要199
思考題201
習題201
第18章波動205
18.1行波205
18.2簡諧波的形成過程207
18.3簡諧波的波函式波長208
18.4物體的彈性形變212
18.5彈性介質中的波速215
18.6波的能量216
18.7惠更斯原理與波的反射和折射219
18.8波的疊加駐波221
18.9聲波225
18.10都卜勒效應229
18.11行波的疊加和群速度233
提要236
思考題238
習題239
第19章光的干涉244
19.1楊氏雙縫干涉244
19.2相干光248
19.3光程251
19.4薄膜干涉253
19.5邁克耳孫干涉儀255
提要256
思考題257
習題258
第20章光的衍射262
20.1光的衍射和惠更斯\|菲涅耳原理262
20.2單縫的夫琅禾費衍射264
20.3光學儀器的分辨本領269
20.4細絲和細粒的衍射272
20.5光柵衍射275
20.6X射線衍射280
提要282
思考題283
習題284
今日物理趣聞G全息照相
G.1全息照片的拍攝287
G.2全息圖像的觀察289
G.3全息的套用291
第21章光的偏振292
21.1自然光和偏振光292
21.2由介質吸收引起的光的偏振293
21.3由反射引起的光的偏振296
21.4由雙折射引起的光的偏振298
21.5由散射引起的光的偏振299
21.6旋光現象301
提要302
思考題303
習題304
今日物理趣聞H液晶
H.1液晶的結構305
H.2液晶的光學特性306
第5篇量子物理基礎
第22章量子物理的基本概念311
22.1量子概念的誕生311
22.2光的粒子性的提出313
22.3康普頓散射317
22.4粒子的波動性320
22.5機率波與機率幅324
22.6不確定關係328
22.7薛丁格方程332
22.8無限深方勢阱中的粒子333
22.9勢壘穿透336
22.10諧振子340
提要342
思考題344
習題344
科學家簡介德布羅意347
第23章原子中的電子348
23.1氫原子348
23.2電子的自旋與自旋軌道耦合354
23.3各種原子中電子的排布359
23.4X射線譜364
23.5雷射367
23.6分子的振動和轉動能級370
提要373
思考題375
習題376
科學家簡介玻爾378
第24章固體中的電子379
24.1自由電子按能量的分布379
24.2金屬導電的量子論解釋383
24.3能帶導體和絕緣體384
24.4半導體387
24.5PN結388
24.6半導體器件390
提要392
思考題393
習題394
今日物理趣聞I新奇的納米科技
I.1什麼是納米科技395
I.2納米材料396
I.3納米器件398
第25章核物理400
25.1核的一般性質400
25.2核力403
25.3核的結合能405
25.4核的液滴模型408
25.5放射性和衰變定律410
25.6三種射線414
25.7核反應418
提要420
思考題421
習題421
元素周期表423
數值表424
習題答案426
索引436
