基本信息
大學物理學（第二版）
所屬類別
教材 >> 本科 >> 本科公共課
作者：黃祝明、吳鋒 主編
出版日期：2008年1月 書號：978-7-122-01609-6
開本：16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：500頁
內容簡介
全書分上、下兩冊，共四篇內容。第一篇力學；第二篇熱學基礎；第三篇電磁學；第四篇波動光學、近代物理以及計算物理學基礎。
本書可作為高等工科院校各專業和理科非物理學專業的大學物理課程的教科書，也可供其他專業選用和大學物理教師教學參考。
目錄
第一篇力學
第一章質點運動學2
第一節質點運動的描述2
一、參考系、坐標系2
二、質點、質點系2
三、質點運動的矢量描述3
第二節常用坐標系的選用5
一、直角坐標系、拋體運動5
二、自然坐標系、切向加速度和法向加速度7
三、平面極坐標系、橫向速度和徑向速度8
第三節相對運動9
本章提要10
思考題11
習題12
物理學史13
第二章經典力學的守恆定律14
第一節牛頓運動定律和慣性系14
一、牛頓運動定律的表述及其套用14
二、慣性系與非慣性系19
三、平動加速參考系中的慣性力19
四、勻速轉動參考系中的慣性離心力20
第二節動量定理和動量守恆定律20
一、衝量和質點的動量定理21
二、質點系動量定理22
三、動量守恆定律24
四、火箭飛行25
五、質心及質心運動定理27
第三節動能定理和機械能守恆定律29
一、功和質點的動能定理29
二、保守力、非保守力和勢能31
三、勢能曲線及套用34
四、質點系的動能定理和功能原理36
五、機械能守恆定律與能量守恆定律37
六、兩體碰撞40
第四節角動量和角動量守恆定律43
一、質點的角動量43
二、力矩和質點的角動量定理44
三、質點角動量守恆定律45
四、質點系的角動量定理46
*五、質心繫的角動量定理47
*第五節對稱性和守恆定律48
一、什麼是對稱性?49
二、物理定律的對稱性49
三、時空對稱性和動量、角動量和能量守恆定律49
本章提要51
思考題52
習題53
物理學史54
第三章連續體力學56
第一節剛體運動學56
一、剛體及研究方法56
二、剛體的平動和定軸轉動56
三、描述剛體轉動的物理量57
四、勻變速轉動公式58
五、角量和線量的關係59
第二節剛體動力學60
一、剛體繞定軸轉動時對轉軸的角動量60
二、轉動慣量61
三、剛體定軸轉動的轉動定理和角動量定理63
四、剛體定軸轉動的動能定理66
五、剛體的進動和迴轉效應69
本章提要70
思考題70
習題71
物理學史72
第四章相對論基礎73
第一節從經典力學到狹義相對論73
一、伽利略相對性原理73
二、伽利略變換73
三、經典力學的困難74
第二節狹義相對論的基本假設與洛倫茲變換式76
一、狹義相對論的基本假設76
二、洛倫茲變換76
三、相對論速度變換公式78
第三節狹義相對論的時空觀79
一、同時的相對性79
二、長度收縮79
三、時間膨脹81
第四節狹義相對論動力學基礎82
一、動量和質量82
二、力、功和動能83
三、能量和質能關係84
四、能量和動量的關係85
本章提要85
思考題86
習題87
物理學史87
第二篇熱 學 基 礎
第五章熱學的預備知識91
第一節熱力學系統的狀態和過程91
一、熱力學系統91
二、熱力學狀態91
三、熱力學過程91
第二節溫度92
一、熱力學第零定律92
二、溫度計和溫標92
第三節分子熱運動與分子力93
一、通常的物質是由大量分子（或原子）組成的93
二、分子熱運動94
三、分子力94
第四節狀態參量和物態方程95
一、狀態參量95
二、物態方程95
第五節統計規律的基本概念96
一、事件96
二、機率96
三、統計平均和統計規律97
物理學史98
今日物理98
第六章平衡態的統計規律100
第一節理想氣體的壓強和溫度100
一、理想氣體的微觀模型和統計假設100
二、理想氣體的壓強公式100
三、理想氣體的溫度公式102
第二節麥克斯韋速率分布律102
一、速率分布律102
二、速率分布函式103
三、麥克斯韋速率分布律104
四、三種速率105
第三節玻爾茲曼分布律106
一、玻爾茲曼分布律106
二、重力場中粒子按高度的分布107
第四節能量均分定理107
一、自由度107
二、能量均分定理108
三、理想氣體的內能109
第五節分子碰撞頻率的統計規律110
一、平均碰撞頻率110
二、平均自由程111
本章提要111
思考題112
習題113
物理學史113
今日物理114
第七章熱力學第一定律116
第一節熱力學第一定律116
一、內能、功和熱量116
二、熱力學第一定律117
第二節理想氣體的等值過程118
一、等容過程118
二、等壓過程119
三、等溫過程120
第三節理想氣體的絕熱過程和多方過程121
一、絕熱過程121
二、多方過程123
第四節循環過程和卡諾循環124
一、循環過程124
二、熱機和效率124
三、制冷機及製冷係數124
四、卡諾循環125
本章提要128
思考題128
習題129
物理學史130
今日物理131
第八章熱力學第二定律132
第一節熱力學第二定律的表述132
一、可逆過程與不可逆過程132
二、熱力學第二定律的表述132
第二節卡諾定理134
一、卡諾定理的內容134
二、卡諾定理的證明134
三、熱力學溫標135
第三節熵和熵增加原理135
一、克勞修斯等式135
二、熵136
三、熵增加原理137
四、溫熵圖138
第四節熱力學第二定律的統計意義138
一、理想氣體自由膨脹不可逆性的統計意義138
二、熱力學機率和玻爾茲曼熵公式140
三、熱力學第二定律的適用範圍140
本章提要140
思考題140
物理學史141
今日物理142
第九章非平衡過程145
第一節氣體中的輸運過程145
一、黏滯現象145
二、熱傳導現象146
三、擴散現象146
第二節線性不可逆過程熱力學147
一、線性不可逆過程的基本假設147
二、不可逆的熵產生率148
三、Onsager理論148
四、最小熵產生原理149
五、CA效率150
六、廣義熱力勢，有限時間和有限時間熱力學長度151
七、熱力裝置性能指標的最佳化152
第三節耗散結構153
一、兩類有序結構153
二、耗散結構的實例153
三、耗散結構的熵特徵154
四、分支現象154
五、漲落的作用155
第四節分形155
一、分形和分形維數155
二、相似維數156
三、隨機行走的分維157
四、分形生長158
本章提要159
第三篇電磁學
第十章基本的電磁現象及其描述162
第一節靜電的基本現象162
一、電荷與電荷守恆定律162
二、庫侖定律166
第二節磁的基本現象168
一、早期磁現象169
二、近期磁現象169
第三節靜電場及恆定磁場的描述170
一、電場和電場強度171
二、靜止的點電荷的電場及其場強疊加原理172
三、恆定電流177
四、磁場和磁感應強度180
五、畢奧薩伐爾定律182
本章提要185
思考題186
習題187
物理學史188
第十一章真空中的高斯定理和安培環路定理190
第一節真空中靜電場和磁場的高斯定理190
一、電場線與電通量190
二、靜電場的高斯定理及套用192
三、磁場的高斯定理198
第二節靜電場的環路定理和電勢200
一、靜電場的環路定理200
二、電勢差和電勢202
三、電勢疊加原理203
四、電場強度與電勢梯度的關係206
第三節磁場的環路定理210
一、磁場的安培環路定理210
二、利用安培環路定理求磁場的分布212
本章提要215
思考題216
習題216
第十二章電磁相互作用219
第一節磁相互作用219
一、洛倫茲力219
二、帶電粒子在電磁場中的運動221
三、霍爾效應225
四、量子霍爾效應227
第二節磁場對電流的作用229
一、安培力及安培定律229
二、平行無限長載流直導線的相互作用力232
三、載流線圈在均勻磁場中所受的力矩234
四、磁力的功235
第三節運動電荷的電磁場237
一、運動電荷的電場和磁場(非相對論的)237
二、電磁場的相對論性變換238
三、運動電荷的電磁場(相對論的)239
四、兩個運動電荷之間的相互作用243
本章提要245
思考題245
習題246
第十三章介質中的電場和磁場1
第一節靜電場中的導體1
一、靜電平衡1
二、電容及電容器7
三、電源的電動勢、基爾霍夫定律、焦耳楞次定律10
第二節靜電場中的電介質14
一、電介質及其極化機制14
二、電介質的極化規律15
三、有介質時的高斯定理電位移17
四、電介質在電容器中的作用20
第三節靜電場的能量21
一、帶電體系的靜電能21
二、電場的能量和能量密度23
第四節磁場中的磁介質25
一、磁介質及其磁化機制25
二、磁介質的磁化規律27
三、有磁介質時的安培環路定理磁場強度29
第五節鐵磁質31
一、磁化曲線32
二、軟磁材料和硬磁材料33
三、磁疇理論33
第六節超導電性34
一、維持超導態的條件34
二、超導體中的電場和磁場35
三、第二類超導體36
四、BCS理論36
五、約瑟夫森效應37
六、超導在技術中的套用37
七、高溫超導38
本章提要38
思考題40
習題40
物理學史41
第十四章電磁感應和暫態過程42
第一節電磁感應定律42
一、電磁感應現象42
二、電磁感應規律43
第二節動生電動勢44
第三節感生電動勢感生電場47
一、感生電動勢與感生電場47
二、自感與互感51
第四節磁場的能量53
一、自感磁能53
二、互感磁能54
三、磁場的能量55
第五節暫態過程56
一、RL電路的暫態過程56
二、RC電路的暫態過程58
三、RLC電路的暫態過程59
本章提要61
思考題62
習題62
第十五章電磁場和麥克斯韋方程組65
第一節位移電流65
一、穩恆電磁場的基本規律65
二、位移電流65
三、安培環路定理的普遍形式67
第二節麥克斯韋方程組和邊界條件68
一、麥克斯韋方程組68
二、電磁場的邊界條件70
第三節電磁波72
一、電磁波的產生72
二、電磁波的基本性質73
三、電磁場的物質性74
本章提要75
思考題76
習題77
物理學史77
第四篇波動光學近代物理
第十六章振動和波動80
第一節線性振動80
一、簡諧振動80
二、阻尼振動87
三、受迫振動和共振89
第二節振動的合成與分解90
一、振動的合成90
二、振動的分解93
第三節非線性振動95
一、單自由度非線性振動96
二、單擺的非線性振動98
三、混沌101
第四節機械波的產生和傳播103
一、波的基本概念103
二、平面簡諧波107
三、波的能量109
四、聲波111
第五節波的疊加112
一、波的干涉112
二、駐波的形成和特點114
第六節都卜勒效應117
一、波源靜止而觀察者運動117
二、觀察者靜止而波源運動的情況118
三、觀察者和波源在同一條直線上運動118
四、衝擊波119
第七節波包與非線性波119
本章提要120
思考題122
習題122
第十七章光的干涉124
第一節相干光124
第二節楊氏雙縫干涉實驗、雙面鏡、勞埃鏡125
一、楊氏雙縫干涉實驗125
二、菲涅耳雙面鏡和勞埃鏡實驗127
第三節薄膜干涉128
一、光程和光程差128
二、薄膜干涉公式129
三、半波損失130
第四節劈尖膜和牛頓環131
一、劈尖膜干涉131
二、牛頓環133
三、增透膜與增反膜134
第五節麥可遜干涉儀135
第六節多光束的干涉137
本章提要137
思考題138
習題139
物理學史140
第十八章光的衍射141
第一節惠更斯菲涅耳原理141
一、光的衍射現象141
二、惠更斯菲涅耳原理141
三、兩類衍射142
第二節單縫夫琅和費衍射142
第三節衍射光柵145
一、光柵的構成146
二、光柵衍射條紋的形成146
三、光柵方程147
四、光柵衍射圖樣的幾點討論147
第四節圓孔衍射光學儀器分辨本領149
第五節X射線衍射151
本章提要152
思考題153
習題153
今日物理153
第十九章光的偏振156
第一節自然光和偏振光156
第二節反射和折射時光的偏振157
第三節晶體的雙折射和偏振稜鏡158
第四節偏振片的起偏和檢偏馬呂斯定律161
第五節偏振光的干涉163
本章提要165
思考題165
習題165
物理與現代技術166
第二十章量子力學基礎167
第一節量子論的提出167
一、黑體輻射普朗克的能量子假說167
二、光電效應愛因斯坦的光量子假說169
三、康普頓效應172
四、光的波粒二象性174
第二節量子力學的建立175
一、氫原子的玻爾理論175
二、德布羅意波176
三、機率波178
四、運動方程180
五、算符與力學量181
六、力學量的對易關係不確定關係182
本章提要184
思考題185
習題185
物理學史186
第二十一章定態薛丁格方程189
第一節一維定態問題189
一、一維無限深勢阱189
二、一維方勢壘、隧道效應191
三、線性諧振子192
*四、周期場中的粒子運動192
第二節氫原子194
一、氫原子波函式及機率的分布194
二、電子的自旋197
三、多電子原子的殼層結構198
本章提要200
習題200
第二十二章固體的能帶與雷射202
第一節固體的能帶結構202
一、固體中的電子202
二、固體的能帶203
三、導體、半導體和絕緣體204
四、半導體205
第二節雷射的基本原理207
一、粒子數按能級的統計分布207
二、自發輻射，受激輻射和受激吸收207
三、粒子數反轉與光放大208
四、雷射的產生209
五、常用雷射器及套用211
本章提要211
今日物理212
第二十三章計算物理學基礎213
第一節物理建模與算法設計213
一、解微分方程的近似方法213
二、RLC電路214
第二節C語言圖形界面編程215
一、程式的編輯、調試與運行215
二、兩種輸出類型的比較216
三、常用頭檔案216
四、圖形函式217
五、螢幕顏色函式217
六、程式示例217
第三節用計算機研究彈簧振子的運動規律218
一、運動方程218
二、計算方法與程式設計219
三、運動規律219
四、彈簧振子源程式221
第四節實驗數據的線性擬合及計算機處理222
一、一元線性擬合222
二、其他情況的處理方法222
三、一元線性擬合曲線的C語言程式223
附錄課程內容的學時分配建議225
