內容簡介
本書是張三慧編著的《大學物理學》（第三版）C2版下冊， 包括振動與波動，光學，氣體動理論，熱力學基礎，相對論基礎和量子物理基礎。光學部分講了光的干涉、衍射、偏振等規律。熱力學基礎主要介紹熱力學第一和第二定律。量子物理基礎部分包括微觀粒子的二象性、薛丁格方程（定態）、原子中的電子能態、分子的結構和能級。各部分內容均配置了適量的聯繫實際的例題和習題。書末還列出了歷年諾貝爾物理學獎獲得者名錄及其創新課題。本書基本內容講解簡明有序，擴展內容通俗易懂。 本書可作為高等院校的物理教材，也可以作為中學物理教師或其他讀者自學的參考書。
大學物理學（第三版）下冊C2版前言
這部《大學物理學》（第三版）內容完全涵蓋了2006年我國教育部發布的“非物理類理工學科大學物理課程基本要求”。書中對物理學的基本概念與規律進行了正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規律和概念為基礎，推演出相應的概念與規律。筆者認為，在教學上套用這種演繹邏輯更便於學生從整體上理解和掌握物理課程的內容。
力學是以牛頓定律為基礎展開的。除了直接套用牛頓定律對問題進行動力學分析外，還引入了動量、角動量、能量等概念，並著重講解相應的守恆定律及其套用。除慣性系外，還介紹了利用非慣性系解題的基本思路。
電磁學部分講述電磁學的基本理論，包括靜止和運動電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，介質中的電場和磁場，電磁感應，電磁波等。
光學篇以電磁波和振動的疊加的概念為基礎，講述了光電干涉和衍射的規律。第13章光的偏振講述了電磁波的橫波特徵。
熱力學基礎的講述是以微觀的分子運動的無規則性這一基本概念為基礎的。除了闡明經典力學對分子運動的套用外，特別引入並加強了統計概念和統計規律，包括麥克斯韋速率分布律的講解。對熱力學第一定律也闡述了其微觀意義。對熱力學第二定律是從巨觀熱力學過程的方向性講起，說明方向性的微觀根源，並利用熱力學機率定義了玻耳茲曼熵並說明了熵增加原理。這種講法最能揭露熵概念的微觀本質，也便於理解熵概念的推廣套用。
剛體的轉動、振動與波動這兩章內容都是上述基本概念和定律對於特殊系統的套用。狹義相對論的講解以兩條基本假設為基礎，從同時性的相對性這一“關鍵的和革命的”（楊振寧語）概念出發，逐漸展開得出各個重要結論。這種講解可以比較自然地使學生從物理上而不只是從數學上弄懂狹義相對論的基本結論。
以上各部分的內容基本上都是經典理論，但也在適當地方穿插了量子理論的概念和結論以便相互比較。
量子物理基礎是從波粒二象性出發以定態薛丁格方程為基礎講解的。介紹了原子、分子和固體中電子的運動規律以及核物理的知識。前言大學物理學（第三版）(C2版)（下冊） 本書各章均配有習題，以幫助學生理解和掌握已學的物理概念和定律或擴充一些新的知識。這些題目有易有難，絕大多數是實際現象的分析和計算。題目的數量適當，不以多取勝。也希望學生做題時不要貪多，而要求精，要真正把做過的每一道題從概念原理上搞清楚，並且用儘可能簡潔明確的語言、公式、圖像表示出來，需知，對一個科技工作者來說，正確地書面表達自己的思維過程與成果也是一項重要的基本功。
本書在保留經典物理精髓的基礎上，特別注意加強了現代物理前沿知識和思想的介紹。本書內容取材在注重科學性和系統性的同時，還注重密切聯繫實際，選用了大量現代科技與我國古代文明的資料，力求達到經典與現代，理論與實際的完美結合。
物理教學除了“授業”外，還有“育人”的任務。在此我還要介紹一下我和帕塞爾教授的一段交往。帕塞爾教授是哈佛大學教授，1952年因對核磁共振研究的成果榮獲諾貝爾物理學獎。我於1977年看到他編寫的《電磁學》，深深地為他的新講法所折服。用他的書講述兩遍後，於1987年冒然寫信向他請教，沒想到很快就收到他的回信（見附圖）和贈送給我的教材（第二版）及習題解答。他這種熱心幫助一個素不相識的外國教授的行為使我非常感動。
帕塞爾《電磁學》（第二版）封面
本書作者與帕塞爾教授合影（1993年）
帕塞爾回信複印件
他在信中寫道“本書170-171頁關於L. Page的註解改正了第一版的一個令人遺憾的疏忽。1963年我寫該書時不知道Page那篇出色的文章，我並不認為我的講法是原創的--遠不是這樣--但當時我沒有時間查找早先的作者追溯該講法的歷史。現在既然你也喜歡這種講法，我希望你和我一道在適當時機宣揚Page的1912年的文章。”一位物理學大師對自己的成就持如此虛心、謙遜、實事求是的態度使我震撼。另外他對自己書中的疏漏（實際上有些是印刷錯誤）認真修改，這種嚴肅認真的態度和科學精神也深深地教育了我。帕塞爾這封信所顯示的作為一個科學家的優秀品德，對我以後的為人處事治學等方面都產生了很大影響，始終視之為楷模追隨仿效，而且對我教的每一屆學生都要展示帕塞爾的這一封信對他們進行教育，收到了很好的效果。
本書的撰寫和修訂得到了清華大學物理系老師的熱情幫助（包括經驗與批評），也採納了其他兄弟院校的教師和同學的建議和意見。此外也從國內外的著名物理教材中吸取了很多新的知識、好的講法和有價值的素材。這些教材主要有：新概念物理教程（趙凱華等）, Feyman Lectures on Physics, Berkeley Physics Course (Purcell E M, Reif F, et al.) , The Manchester Physics Series (Mandl F, et al.) , Physics (Chanian H C.) , Fundamentals of Physics (Resnick R) , Physics (Alonso M et al.）等。
對於所有給予本書幫助的老師和學生以及上述著名教材的作者，本人在此謹致以誠摯的謝意。清華大學出版社諸位編輯對第三版雜亂的原稿進行了認真的審閱和編輯，特在此一併致謝。
張三慧2011年1月於清華園
目錄
第3篇 光 學第10章 振動與波動3
10.1 簡諧運動簡諧運動4
*10.2 阻尼 damping阻尼振動阻尼振動 受迫振動 共振10
10.3 同一直線上同頻率的 along a straight line with same frequency同一直線上簡諧運動簡諧運動的合成 combination of simple harmonic motions簡諧運動的合成14
10.4 行波 fravelling wave簡諧波16
*10.5 物體的彈性彈性形變 elastic deformation彈性形變和彈性介質中的波速22
10.6 波的能量26
10.7 惠更斯原理與波的反射和折射29
10.8 波的疊加 駐波32
*10.9 都卜勒效應都卜勒效應36
提要39
習題41
第11章 光的干涉45
11.1 楊氏雙縫干涉雙縫干涉45
11.2 相干光相干光49
11.3 光程光程51
11.4 薄膜干涉(一)--等厚條紋 equal thickness fringes等厚條紋53
11.5 薄膜干涉(二)--等傾條紋 equal inclination fringes等傾條紋57
*11.6 邁克耳孫干涉儀60
提要61
習題62
第12章 光的衍射64
12.1 光的衍射光的衍射和惠更斯-菲涅耳菲涅耳原理64 12.2 單縫的夫琅禾費衍射夫琅禾費衍射66
*12.3 光學儀器的分辨本領分辨本領70
12.4 光柵光柵衍射72
*12.5 X射線衍射 X-ray diffractionX射線衍射77
提要79
習題80
目錄大學物理學（第三版）(C2版)（下冊）第13章 光的偏振81
13.1 光的偏振狀態81
13.2 線偏振光偏振光的獲得與檢驗83
13.3 反射和折射時光的偏振85
*13.4 由散射散射引起的光的偏振87
13.5 雙折射雙折射現象88
*13.6 橢圓橢圓偏振光偏振光和圓偏振光偏振光92
*13.7 偏振光的干涉光的干涉93
*13.8 人工雙折射 artificial birefringence人工雙折射95
提要96
習題97
第4篇 熱 學第14章 溫度溫度和氣體動理論氣體動理論101
14.1 平衡態平衡態101
14.2 溫度溫度的概念102
14.3 理想氣體理想氣體狀態方程理想氣體狀態方程 equation of state of ideal gas狀態方程103
14.4 氣體分子的無規則運動無規則運動104
14.5 理想氣體理想氣體的壓強 pressure of an ideal gas理想氣體的壓強105
14.6 溫度溫度的微觀微觀意義109
14.7 能量均分定理 equipartition theorem能量均分定理110
14.8 麥克斯韋麥克斯速率分布律 Maxwell speed distribution law麥克斯韋速率速率分布律113
14.9 麥克斯韋麥克斯韋速率分布律麥克斯韋速率速率分布律的實驗驗證116
提要118
習題119
第15章 熱力學熱力學第一定律熱力學基礎122
15.1 熱力學熱力學第一定律熱力學第一定律123
15.2 熱容熱容128
15.3 絕熱過程絕熱過程絕熱過程132
15.4 循環過程循環過程循環過程135
15.5 熱力學第二定律141
15.6 玻耳茲曼熵公式與熵增加原理146
15.7 可逆過程過程151
提要153
習題155
第5篇 狹義相對論與量子物理第16章 狹義相對論相對論基礎159
16.1 牛頓牛頓相對性原理 Newton’s priciple of relativity牛頓相對性原理和伽利略伽利略變換159
16.2 愛因斯坦愛因斯坦相對性原理愛因斯坦相對性原理和光速不變162
16.3 同時性的相對性同時性的相對性和時間延緩時間延緩163
16.4 長度收縮長度收縮168
16.5 洛倫茲坐標變換洛倫茲坐標變換170
16.6 相對論相對論速度變換相對論速度變換172
16.7 相對論相對論質量相對論質量174
16.8 相對論動能相對論動能相對論動能 relativistic kinetic energy175
16.9 相對論相對論能量 relativistic energy相對論能量177
16.10 動量動量和能量的關係179
提要182
習題183
第17章 量子物理基礎185
17.1 黑體輻射黑體輻射 blackbody radiation 光電效應185
17.2 光的二象性光的二象性 duality of light 光子光子 photon190
17.3 康普頓散射康普頓散射 Compton scattering193
17.4 粒子的波動性粒子的波動性 wave nature of particle196
17.5 機率波機率波 probabilty wave與機率幅機率幅 probabilty amplitude 不確定關係199
17.6 薛丁格方程206
17.7 無限深方勢阱勢阱 potential well中的粒子粒子 particle208
17.8 氫原子217
17.9 微觀粒子的不可分辨性不可分辨性 indistinguishability和泡利不相容原理泡利不相容原理 Pauli exclusion principle223
17.10 各種原子核外電子電子 electron的組態225
提要229
習題231
元素周期表235數值表236習題答案238諾貝爾物理學獎獲得者名錄244
