第4版前言

大學(xué)物理課程在高等學(xué)校理工科專業(yè)人才培養(yǎng)中具有其他課程所不能替代的重要作用。大學(xué)物理教學(xué)不僅教給學(xué)生一些必要的物理基礎(chǔ)知識(shí)，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，逐漸形成正確的科學(xué)觀，掌握科學(xué)方法，樹立科學(xué)精神。物理學(xué)還可以開闊學(xué)生視野，提高創(chuàng)新意識(shí)。

《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》（第4版）是在《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》(第3版)（清華大學(xué)出版社，2017年）的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)于2023年9月編制的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》的精神，結(jié)合不同類型高校、不同層次教學(xué)實(shí)踐的需要，并聽取近些年高等院校師生的反饋信息修訂而成的。其中阮東負(fù)責(zé)第二、四、五篇；安宇負(fù)責(zé)第一、三篇。本次修訂保持了第3版整體結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、精練，具有內(nèi)容簡(jiǎn)明、流暢，便于教學(xué)的特點(diǎn)。主要修改了第3版中的一些文字表述，更換了部分圖表，訂正了排版錯(cuò)誤。

《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》(第4版)保留了之前版本的主體內(nèi)容和風(fēng)格特色，將原來(lái)的課外閱讀材料從正文中全部刪除，可通過二維碼掃描進(jìn)行擴(kuò)展閱讀。并增加了很多知識(shí)點(diǎn)介紹的微視頻。

希望廣大讀者反饋對(duì)本教材的修改建議，以幫助我們不斷完善本教材。

阮東  安宇

2024年12月于清華園

第3版前言

大學(xué)物理課程在高等學(xué)校理工科專業(yè)類人才培養(yǎng)中具有其他課程所不能替代的重要作用。大學(xué)物理教學(xué)不僅教給學(xué)生一些必要的物理基礎(chǔ)知識(shí)，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，逐漸形成正確的科學(xué)觀，掌握科學(xué)方法，樹立科學(xué)精神。物理學(xué)還可以開闊學(xué)生視野，提高創(chuàng)新意識(shí)。

《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》（第3版）是在《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》(第2版)（清華大學(xué)出版社，2006年）的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)于2011年2月出版的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》的精神，結(jié)合不同類型高校、不同層次教學(xué)實(shí)踐的需要，并聽取近些年高等院校師生的反饋信息修訂而成的。其中阮東負(fù)責(zé)第二、四、五篇；安宇負(fù)責(zé)第一、三篇。本次修訂保持了第2版整體結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、精練，講述簡(jiǎn)明、流暢，便于教學(xué)的特點(diǎn)。主要修改了第2版中的一些文字表述，更換了部分圖表，訂正了排版錯(cuò)誤。考慮到當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)使用的便捷和海量資源共享，我們只保留了部分與書中教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)緊密的、有趣的課外閱讀材料，以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生的知識(shí)面。

阮東  安宇

2016年12月于清華園

第2版前言

大學(xué)物理課程是大學(xué)階段一門重要的基礎(chǔ)課，它將在高中物理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高學(xué)生的現(xiàn)代科學(xué)素質(zhì)。為此，物理課程應(yīng)提供內(nèi)容更廣泛更深入的系統(tǒng)的現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)，并在介紹這些知識(shí)的同時(shí)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想、方法和態(tài)度并引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

根據(jù)上述對(duì)大學(xué)物理課程任務(wù)的理解，本書在高中物理的基礎(chǔ)上系統(tǒng)而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂v述了基本的物理原理。內(nèi)容的安排總體上是按傳統(tǒng)的力、熱、電、光、量子物理的順序。所以“固守”此傳統(tǒng)，是因?yàn)榈侥壳盀橹�，物理學(xué)的發(fā)展并沒有達(dá)到可能和必要在基礎(chǔ)物理教學(xué)上改變這一總體系的程度。書中具體內(nèi)容主要是經(jīng)典物理基本知識(shí)，但同時(shí)也包含了許多現(xiàn)代物理，乃至一些物理學(xué)前沿的理論和實(shí)驗(yàn)以及它們?cè)诂F(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用的知識(shí)。本書還開辟了“今日物理趣聞”專欄，簡(jiǎn)要地介紹了如奇妙的對(duì)稱性、宇宙發(fā)展、全息等課題，以開闊學(xué)生視野，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，并啟迪其創(chuàng)造性。

本書選編了大量聯(lián)系實(shí)際的例題和習(xí)題，從光盤到打印機(jī)，從跳水到蹦極，從火箭到對(duì)撞機(jī)，從人造衛(wèi)星到行星、星云等等都有涉及。其中還特別注意選用了我國(guó)古老文明與現(xiàn)代科技的資料，如王充論力，蘇東坡的回文詩(shī)，神舟飛船的升空，熱核反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)等。對(duì)這些例題和習(xí)題的分析與求解能使學(xué)生更實(shí)在又深刻地理解物理概念和規(guī)律，了解物理基礎(chǔ)知識(shí)的重要的實(shí)際意義，同時(shí)也有助于培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，增強(qiáng)民族自信心。為了便于理解，本書取材力求少而精，論述力求簡(jiǎn)而明。

本書是在第1版（清華大學(xué)出版社2003）的基礎(chǔ)上，參考老師和學(xué)生的意見和建議，并融入了筆者對(duì)教學(xué)內(nèi)容的新體會(huì)重新修改而成。

本書分上下兩冊(cè)，共包括五篇： 力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)與光學(xué)、量子物理簡(jiǎn)介。

力學(xué)篇完全按傳統(tǒng)體系講述。以牛頓定律為基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)，引入動(dòng)量、角動(dòng)量和能量概念，導(dǎo)出動(dòng)量、角動(dòng)量和機(jī)械能等的守恒定律，最后將它們都推廣到普遍的形式。守恒定律在物理思想和方法上講固然是重要的，但在解決實(shí)際問題時(shí)經(jīng)典的動(dòng)力學(xué)概念與規(guī)律也常是不可或缺的。本書對(duì)后者也作了較詳細(xì)的講解。力學(xué)篇還強(qiáng)調(diào)了參考系的概念，說明了守恒定律的意義，并注意到物理概念和理論的衍生和發(fā)展。

熱學(xué)篇除了對(duì)系統(tǒng)——特別是氣體——的宏觀性質(zhì)及其變化規(guī)律作了清晰的介紹外，大大加強(qiáng)了在分子理論基礎(chǔ)上的統(tǒng)計(jì)概念和規(guī)律的講解。除了在第7章溫度和氣體動(dòng)理論中著重介紹了統(tǒng)計(jì)規(guī)律外，在其他各章對(duì)功、熱的實(shí)質(zhì)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律以及熵的微觀意義和宏觀表示式等都結(jié)合統(tǒng)計(jì)概念作了許多獨(dú)特而清晰的講解。

電磁學(xué)篇以庫(kù)侖定律、畢奧�菜_伐爾定律和法拉第定律為基礎(chǔ)展開，直至麥克斯韋方程組。在講解了電流的磁場(chǎng)之后，還根據(jù)相對(duì)論指出了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相對(duì)性，使學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)的性質(zhì)有更深入的理解。在分析方法上，本篇強(qiáng)調(diào)了對(duì)稱性的分析，如在求電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布時(shí)，都應(yīng)用了空間對(duì)稱性的概念。

波動(dòng)與光學(xué)篇主要著眼于清晰地講解波、光的干涉和衍射的基本現(xiàn)象和規(guī)律。

量子物理基礎(chǔ)篇的重點(diǎn)放在最基本的量子力學(xué)概念方面，如波粒二象性、不確定關(guān)系等，至于薛定諤方程及其應(yīng)用、原子中電子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、固體物理等只作了很簡(jiǎn)要的陳述。

本書內(nèi)容概括了大學(xué)物理學(xué)教學(xué)的最基本要求。為了幫助學(xué)生掌握各篇內(nèi)容的體系結(jié)構(gòu)與脈絡(luò)，每篇開始都編制了該篇內(nèi)容及基本知識(shí)系統(tǒng)圖。書末附有物理學(xué)常用數(shù)據(jù)的最新公認(rèn)取值的“數(shù)值表”，便于學(xué)生查閱和應(yīng)用。

誠(chéng)摯地歡迎各位讀者對(duì)本書的各種意見和建議。前言大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)(第4版)上

張三慧

2006年11月于清華園