本書參照了物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制定的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，涵蓋了基本要求中的核心內(nèi)容。在內(nèi)容選取上采用壓縮經(jīng)典、簡(jiǎn)化近代；削枝強(qiáng)干，突出重點(diǎn)；簡(jiǎn)約理論論證，適度增加應(yīng)用等方法，以適應(yīng)不同院校和專業(yè)對(duì)大學(xué)物理的要求。
本書為彩色版，適合應(yīng)用型本科院校，上海市“十二五”規(guī)劃教材。多所院校用作教材。
前言
物理學(xué)是研究物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式及相互作用規(guī)律的科學(xué)。物理學(xué)最初主要研究力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，后來又研究熱現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象、光現(xiàn)象以及輻射的規(guī)律。到19世紀(jì)末，物理學(xué)已經(jīng)形成了一個(gè)完整的體系，稱為經(jīng)典物理學(xué)。在20世紀(jì)初的30年里，物理學(xué)經(jīng)歷了一場(chǎng)偉大的革命，誕生了相對(duì)論和量子力學(xué)，形成了近代物理學(xué)。相對(duì)論和量子力學(xué)是近代物理學(xué)的兩大理論支柱，它直接導(dǎo)致了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的革命。超大規(guī)模集成電路、人工設(shè)計(jì)的新型材料、激光技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、低溫與超導(dǎo)、新能源的開發(fā)和應(yīng)用等，究其根源，無不以現(xiàn)代物理學(xué)基本原理為基礎(chǔ)。
以經(jīng)典物理學(xué)、近代物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的物理基礎(chǔ)為主要內(nèi)容的大學(xué)物理，是高等院校非物理類理工專業(yè)學(xué)生一門重要的課程。該課程在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、豐富科學(xué)知識(shí)、提高技術(shù)能力方面發(fā)揮著重要的作用。
針對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高等學(xué)校，為適應(yīng)新世紀(jì)高等教育改革必須堅(jiān)持“育人為本”的宗旨，本書修訂了第2版原理的應(yīng)用、例題、習(xí)題，體現(xiàn)了育人內(nèi)容，保留了第2版的以下特點(diǎn)。
(1) 基本內(nèi)容： 為了適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大學(xué)物理教學(xué)，本書內(nèi)容包括基本知識(shí)、拓展內(nèi)容和閱讀材料三大板塊�；局R(shí)內(nèi)容以《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》為根據(jù)，構(gòu)成了本書的核心。同時(shí)選取少量的拓展內(nèi)容，作為知識(shí)的擴(kuò)展和延伸，這部分內(nèi)容以“*”號(hào)標(biāo)出。教師授課時(shí)，刪去帶“*”號(hào)的內(nèi)容，并不影響全書的系統(tǒng)性和連貫性。書中還安排了一定數(shù)量的閱讀材料，這些閱讀材料與教材內(nèi)容相匹配，主要是一些基本原理的應(yīng)用。增加這些內(nèi)容目的是使學(xué)生掌握基礎(chǔ)性物理學(xué)的知識(shí)，了解物理學(xué)的前瞻發(fā)展，同時(shí)讓學(xué)生感受到物理學(xué)與人們?nèi)粘Ｉ畹拿芮邢嚓P(guān)性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味、拓寬學(xué)生視野、提高創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)以致用的意識(shí)。
(2) 敘述特點(diǎn)： 考慮到應(yīng)用型人才的特點(diǎn)和物理學(xué)自身的特點(diǎn)，本書在論述方式上重視物理概念的準(zhǔn)確性、物理推論的邏輯性和物理內(nèi)容的基礎(chǔ)性。由淺入深、由易到難、由具體到抽象、由特殊到一般，盡可能避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推理，力求通俗易懂、便于學(xué)習(xí)。對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)內(nèi)容的介紹深入淺出，力爭(zhēng)不讓學(xué)生感到過分抽象和復(fù)雜。
(3) 內(nèi)容銜接： 為了避免與中學(xué)物理內(nèi)容重復(fù)，本書以中學(xué)物理為基礎(chǔ)，以應(yīng)用型工科院校為特色進(jìn)行編寫。在內(nèi)容銜接點(diǎn)上，綜合考慮了不同地區(qū)、不同專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的情況，適度地降低了部分銜接點(diǎn)內(nèi)容的難度，企盼絕大多數(shù)學(xué)生都能較好地與中學(xué)物理基礎(chǔ)相銜接，同時(shí)也注意到與大學(xué)后續(xù)課程的承上啟下。
(4) 習(xí)題安排： 為了使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容加以鞏固，書中安排了一定量的例題和習(xí)題。習(xí)題和例題涵蓋基礎(chǔ)、應(yīng)用兩個(gè)方面。有些題目與實(shí)際聯(lián)系較密切，且物理原理清楚，有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義和一定的趣味性。習(xí)題內(nèi)容和數(shù)量選擇與教材內(nèi)容相配合，類型有填空題、選擇題和計(jì)算題。難度由淺到深，有較好的適用性。
(5) 版式格式： 版式采用了與國際接軌的彩版印制； 在編排上注重版面設(shè)計(jì)、圖文并茂； 在內(nèi)容敘述上保留了原教材的基本特色，即力求做到生動(dòng)形象、通俗易懂，強(qiáng)調(diào)了物理圖像和物理思想，使學(xué)生在欣賞的過程中體驗(yàn)并學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)； 在資源建設(shè)上借助現(xiàn)代信息技術(shù)，在書中一些章節(jié)增加動(dòng)畫、視頻(物理演示實(shí)驗(yàn))等多媒體教學(xué)資源，并配以數(shù)字課程教學(xué)平臺(tái)(掃描紙質(zhì)或PDF電子版教材中的二維碼即可看到動(dòng)畫和視頻)，期望突破書中知識(shí)難點(diǎn)，增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。由紙質(zhì)教材、紙質(zhì)輔助教材、電子教案和網(wǎng)絡(luò)課程等組成了立體化系列教材。
全書采用國際單位制(SI)單位，書后有矢量運(yùn)算、物理量的名稱、符號(hào)及單位、常用物理常量表、習(xí)題參考答案及參考文獻(xiàn)。
本書是上海市“十二五”規(guī)劃教材，并作為核心成果獲得了上海市第十一屆教育科學(xué)研究成果一等獎(jiǎng)，是國家一流本科課程的指定教材。全書分上、下兩冊(cè)，內(nèi)容包括力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波、狹義相對(duì)論、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和量子物理，由袁艷紅教授編寫。苗揚(yáng)和趙華修訂原理應(yīng)用，陳國紅修訂習(xí)題。書中的彩圖由陳銳繪畫，演示實(shí)驗(yàn)視頻由柯磊、趙潤(rùn)寧拍攝，動(dòng)畫資源由賈鑫、楊俊偉設(shè)計(jì)，黃才杰、趙華、陳銳負(fù)責(zé)校稿工作。
在本書的編寫過程中，參考了國內(nèi)外大量的文獻(xiàn)資料。此外，也從網(wǎng)絡(luò)上搜集了大量的有關(guān)資料和圖片，在此向原作者表示感謝。在本書的編寫和修訂過程中，得到了校內(nèi)外許多老師的關(guān)心和幫助，在此謹(jǐn)向他們表示誠摯的感謝。
由于編者學(xué)識(shí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)有限，可能對(duì)基本要求理解不深，處理不當(dāng)，書中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，真誠企盼使用本書的讀者批評(píng)指正。
編者
2022年6月
袁艷紅，女，漢族，1966年8月出生，教授，博士。主要從事納米材料的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)以及物理教育的研究。從事《大學(xué)物理》和《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》等課程教學(xué)工作。是《大學(xué)物理》教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、“物理電子學(xué)”學(xué)科帶頭人、《大學(xué)物理》市級(jí)精品課程和一流課程的負(fù)責(zé)人。主持完成了多項(xiàng)教研和科研項(xiàng)目，目前承擔(dān)的項(xiàng)目4項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文七十余篇，其中SCI、EI收錄二十余篇，申請(qǐng)專利多項(xiàng)，獲教研和科研成果獎(jiǎng)多項(xiàng)。
目錄
第9章靜電場(chǎng)
9.1電荷和庫侖定律 /
9.1.1電荷的量子化 /
9.1.2電荷守恒定律 /
9.1.3庫侖定律 /
9.1.4靜電力疊加原理 /
9.2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度 /
9.2.1電場(chǎng) /
9.2.2電場(chǎng)強(qiáng)度 /
9.2.3點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度 /
9.2.4電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理 /
9.2.5電荷連續(xù)分布帶電體電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度 /
原理應(yīng)用噴墨打印機(jī) /
9.3電場(chǎng)強(qiáng)度通量高斯定理 /
9.3.1電場(chǎng)線 /
9.3.2電場(chǎng)強(qiáng)度通量 /
9.3.3高斯定理 /
9.3.4高斯定理的應(yīng)用 /
9.4靜電場(chǎng)的環(huán)路定理電勢(shì) /
9.4.1靜電場(chǎng)力是保守力 /
9.4.2靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 /
9.4.3電勢(shì)能電勢(shì)和電勢(shì)差 /
9.4.4電勢(shì)的計(jì)算 /
9.5等勢(shì)面電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì) /
9.5.1等勢(shì)面 /
9.5.2電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 /
原理應(yīng)用離子推進(jìn)器 /
內(nèi)容提要 /
習(xí)題 /
第10章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)
10.1靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 /
10.1.1導(dǎo)體的靜電平衡條件 /
10.1.2導(dǎo)體表面的電場(chǎng) /
10.1.3靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布 /
10.1.4導(dǎo)體靜電平衡的應(yīng)用 /
原理應(yīng)用靜電除塵器 /
10.2靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) /
10.2.1電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響相對(duì)電容率 /
10.2.2電介質(zhì)的極化 /
10.2.3電極化強(qiáng)度矢量 /
10.3電位移有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 /
10.3.1有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 /
10.3.2電場(chǎng)強(qiáng)度、電極化強(qiáng)度和電位移之間的關(guān)系 /
10.4電容電容器 /
10.4.1孤立導(dǎo)體的電容 /
10.4.2電容器的電容 /
10.4.3電容器的并聯(lián)和串聯(lián) /
原理應(yīng)用靜電復(fù)印 /
10.5靜電場(chǎng)的能量 /
原理應(yīng)用心臟除顫器 /
內(nèi)容提要 /
習(xí)題 /
第11章穩(wěn)恒磁場(chǎng)
11.1恒定電流 /
11.1.1電流電流密度 /
11.1.2恒定電流的條件 /
11.1.3電動(dòng)勢(shì) /
11.2磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 /
11.2.1磁的基本現(xiàn)象 /
11.2.2磁感應(yīng)強(qiáng)度 /
11.3磁場(chǎng)疊加原理畢奧薩伐爾定律 /
11.3.1磁場(chǎng)疊加原理 /
11.3.2畢奧薩伐爾定律 /
11.3.3畢奧薩伐爾定律的應(yīng)用舉例 /
11.3.4磁矩 /
11.4磁場(chǎng)的高斯定理 /
11.4.1磁感應(yīng)線 /
11.4.2磁通量 /
11.4.3磁場(chǎng)的高斯定理及其應(yīng)用 /
11.5安培環(huán)路定理及其應(yīng)用 /
11.5.1安培環(huán)路定理 /
11.5.2安培環(huán)路定理的應(yīng)用 /
11.6磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 /
11.6.1洛倫茲力帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) /
11.6.2帶電粒子在現(xiàn)代電磁場(chǎng)技術(shù)中的應(yīng)用舉例 /
11.7磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用 /
11.7.1安培定律 /
11.7.2磁場(chǎng)對(duì)平面載流線圈作用的力矩 /
原理應(yīng)用電力系統(tǒng)中母線所受的安培力 /
11.8磁場(chǎng)中的磁介質(zhì) /
11.8.1磁介質(zhì)磁化強(qiáng)度 /
11.8.2磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)強(qiáng)度 /
原理應(yīng)用超導(dǎo) /
內(nèi)容提要 /
習(xí)題 /
第12章電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)
12.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其基本規(guī)律 /
12.1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 /
12.1.2法拉第電磁感應(yīng)定律 /
12.1.3楞次定律 /
原理應(yīng)用電吉他 /
12.2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì) /
12.2.1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) /
12.2.2感生電動(dòng)勢(shì) /
12.2.3渦電流 /
原理應(yīng)用磁懸浮技術(shù) /
12.3互感和自感 /
12.3.1互感 /
12.3.2自感 /
12.4磁場(chǎng)的能量 /
12.4.1載流長(zhǎng)直螺線管的磁能 /
12.4.2磁場(chǎng)的能量 /
原理應(yīng)用微波加熱的物理原理 /
*12.5麥克斯韋電磁場(chǎng)理論簡(jiǎn)介 /
12.5.1位移電流全電流的安培環(huán)路定理 /
12.5.2渦旋電場(chǎng) /
12.5.3麥克斯韋方程組的積分形式 /
*12.6電磁振蕩電磁波 /
12.6.1電磁波的產(chǎn)生與傳播 /
12.6.2真空中的平面電磁波及其特性 /
12.6.3電磁波譜 /
*12.7核磁共振及其醫(yī)學(xué)成像原理 /
原理應(yīng)用力學(xué)新進(jìn)展——對(duì)稱性的破缺 /
內(nèi)容提要 /
習(xí)題 /
第13章光學(xué)
*13.1幾何光學(xué)的基本原理 /
13.1.1光的直線傳播定律 /
13.1.2光的反射和折射定律 /
13.1.3全反射 /
*13.2光在平面和球面上的成像以及薄透鏡成像規(guī)律 /
13.2.1光在平面上的反射、折射成像 /
13.2.2光在球面上的折射和反射成像 /
13.2.3薄透鏡 /
*13.3光學(xué)儀器 /
13.3.1照相機(jī) /
13.3.2顯微鏡 /
13.3.3望遠(yuǎn)鏡 /
13.4相干光 /
13.4.1光的相干性 /
13.4.2普通光源的發(fā)光機(jī)制 /
13.4.3相干光的獲得 /
13.5楊氏雙縫干涉勞埃德鏡 /
13.5.1楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn) /
13.5.2勞埃德鏡實(shí)驗(yàn) /
13.6光程薄膜干涉 /
13.6.1光程 /
13.6.2薄膜干涉 /
原理應(yīng)用激光干涉儀 /
13.7光的衍射單縫衍射 /
13.7.1光的衍射現(xiàn)象 /
13.7.2惠更斯菲涅耳原理 /
13.7.3單縫衍射 /
13.8光柵光柵衍射 /
13.8.1光柵 /
13.8.2光柵衍射 /
13.9光的偏振 /
13.9.1光的偏振線偏振光和自然光 /
13.9.2偏振片起偏和檢偏 /
13.9.3馬呂斯定律 /
13.9.4反射光和折射光的偏振 /
原理應(yīng)用液晶顯示原理 /
*13.10激光簡(jiǎn)介 /
13.10.1激光的基本原理 /
13.10.2氦氖激光器 /
13.10.3激光的特點(diǎn)及應(yīng)用 /
原理應(yīng)用全息攝影 /
內(nèi)容提要 /
習(xí)題 /
第14章量子物理
14.1黑體輻射普朗克能量子假設(shè) /
14.1.1黑體黑體輻射 /
14.1.2斯特藩玻耳茲曼定律維恩位移定律 /
14.1.3黑體輻射的瑞利金斯公式經(jīng)典物理的困難 /
14.1.4普朗克假設(shè)普朗克黑體輻射公式 /
14.2光電效應(yīng)愛因斯坦方程 /
14.2.1光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 /
14.2.2光的波動(dòng)說遇到的困難 /
14.2.3愛因斯坦光量子理論 /
14.2.4光的波粒二象性 /
14.3康普頓效應(yīng) /
14.4氫原子的玻爾理論 /
14.4.1氫原子光譜 /
14.4.2玻爾理論 /
14.5德布羅意波實(shí)物粒子的二象性 /
14.5.1德布羅意波假設(shè) /
14.5.2德布羅意假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 /
原理應(yīng)用掃描隧道顯微鏡 /
14.6不確定關(guān)系 /
*14.7波函數(shù)薛定諤方程及簡(jiǎn)單應(yīng)用 /
14.7.1波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋 /
14.7.2薛定諤方程 /
14.7.3薛定諤方程的應(yīng)用 /
原理應(yīng)用納米材料及其應(yīng)用 /
內(nèi)容提要 /
習(xí)題 /
附錄電磁學(xué)和近代物理的量和單位
習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)
書單推薦
