《波爾物理學(xué)講義》是一部傳承經(jīng)典、融合創(chuàng)新的物理學(xué)教材。本書較早版本源自羅伯特·維夏德·波爾在哥廷根大學(xué)講授了30余年的物理學(xué)入門課程，后又經(jīng)克勞斯·呂德斯和羅伯特·奧托·波爾編撰，既保留了波爾物理學(xué)注重實(shí)驗(yàn)的原始風(fēng)格，更融入了最新的科學(xué)進(jìn)展和教學(xué)技術(shù)，通過清晰的表述和豐富的實(shí)驗(yàn)演示，讓復(fù)雜的物理概念變得易于理解，激發(fā)讀者的探索興趣。從1930年第一版，到如今第21版（力學(xué)，聲學(xué)，熱學(xué)）和第24版（電磁學(xué)，光學(xué)），其獨(dú)特魅力歷久彌新。
本書是其中的聲學(xué)（振動與波）卷，講述了聲學(xué)相關(guān)的概念，內(nèi)容豐富，不僅包括理論知識，還有大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)例，使讀者能夠更好地理解和掌握物理學(xué)的基本原理。全書共2章。第1章系統(tǒng)探討振動現(xiàn)象及其物理機(jī)制。首先從人體感知引入振動與聲學(xué)的關(guān)系，分析無阻尼振動的實(shí)現(xiàn)方式，如擒縱機(jī)構(gòu)、摩擦反饋、氣動與電磁控制；再闡述如何用正弦波疊加合成復(fù)雜波形，并引入頻譜概念區(qū)分線狀譜與連續(xù)譜；隨后研究固體的彈性振動模式；最后介紹特殊振動類型，強(qiáng)調(diào)其非線性特征及生物學(xué)、工程應(yīng)用。第2章主要介紹了行波和輻射的相關(guān)知識。首先介紹了行波的定義和基本性質(zhì)；接著，討論了多普勒效應(yīng)；然后，介紹了干涉現(xiàn)象；此外，還探討了駐波的形成；最后，介紹了反射和折射現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)是探索自然奧秘的重要途徑。本書最大的特色便是大量精心設(shè)計的實(shí)驗(yàn)。在過去的一百年里，這些實(shí)驗(yàn)在哥廷根的講堂上向?qū)W生們演示，而通過本書及附帶的大量視頻與插圖，更多讀者將有機(jī)會體驗(yàn)到這一過程。波爾物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)為本教學(xué)理念的典范，它向我們展示了：通過實(shí)驗(yàn)如何向大自然提問，以揭示其奧秘。
在這一版中，我們對文本的格式進(jìn)行了較大的調(diào)整以方便讀者閱讀。波爾的書現(xiàn)在不僅作為電子書首次出版，而且紙質(zhì)書以全新的格式出版。這一版的章節(jié)、圖片和公式的編號符合現(xiàn)代教科書的規(guī)范，而在每章的末尾附有相關(guān)的習(xí)題。
我們也對這一版附帶的視頻進(jìn)行了改進(jìn)。在電子書版本中，點(diǎn)擊文中的鏈接就能直接打開視頻觀看*。對于最初與哥廷根科教片研究所(Institut fr den Wissenschaftlichen Film)合作制作的所有視頻，讀者現(xiàn)在可以享受到它們的原始畫質(zhì)和旁白解說。我們對其他視頻進(jìn)行了不同程度的補(bǔ)充，還增加了一些新視頻。
與此同時，我們利用這次再版的機(jī)會對全部文本進(jìn)行了嚴(yán)格的檢查，對文本和圖片進(jìn)行了一些說明，并增加了幾幅插圖(第12章和第19章**)。
我們要特別感謝哥廷根大學(xué)第一物理研究所的扎姆韋爾(K.Samwer)教授，他為這一版的付梓提供了多方面的幫助和支持。我們也特別感謝該研究所的博伊爾曼(G.Beuermann)、法伊斯特(J.Feist)和馬恩(C.Mahn)教授為本書提供的各種幫助。此外，我們要特別感謝柏林自由大學(xué)物理教育系的基爾施泰因(J.Kirstein)博士，正是他對視頻進(jìn)行了專業(yè)而高效的編輯。我們還要再次感謝柏林自由大學(xué)物理系的同仁們，他們提供了工作場地和相關(guān)的工作設(shè)備，并幫助解決了許多技術(shù)難題，特別是與計算機(jī)有關(guān)的問題。最后，我們衷心感謝施普林格(Springer-Verlag)出版社，特別是施皮爾納(V.Spillner)博士、馬利(M.Maly)女士和薩利奧(B.Saglio)女士，與他們的合作愉快而有趣。
克勞斯·呂德斯(Klaus Lders)
羅伯特·奧托·波爾(Robert Otto Pohl)
2015年7月于柏林和哥廷根
本書較早版本源自羅伯特·維夏德·波爾在哥廷根大學(xué)講授了30余年的物理學(xué)入門課程，后又經(jīng)克勞斯·呂德斯和羅伯特·奧托·波爾編撰，是暢銷近百年的經(jīng)典物理學(xué)著作。
羅伯特·維夏德·波爾（Robert Wichard Pohl）：德國物理學(xué)家，哥廷根大學(xué)教授，被諾貝爾物理學(xué)獎得主內(nèi)維爾·弗朗西斯·莫特稱為固體物理學(xué)之父。
【編者】
克勞斯·呂德斯（Klaus Lders）：德國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，柏林自由大學(xué)教授。
羅伯特·奧托·波爾（Robert Otto Pohl）：美國、德國物理學(xué)家，康奈爾大學(xué)教授，羅伯特·維夏德·波爾之子，曾榮獲凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重要獎項(xiàng)巴克利獎，是美國國家科學(xué)院院士。
【譯者】
孫琦：復(fù)旦大學(xué)副教授，還譯有《物理學(xué)的歷程》《費(fèi)曼失落的講義》。
第1章 振動1
1.1 預(yù)先說明1
1.2 無阻尼振動的產(chǎn)生1
1.3 利用正弦曲線的疊加表示非正弦周期過程7
1.4 復(fù)雜振蕩過程的頻譜 12
1.5 拉伸應(yīng)力下線形固體的彈性橫向振動16
1.6 拉伸應(yīng)力下線形固體的彈性縱向振動和扭轉(zhuǎn)振動21
1.7 液柱和氣柱的彈性振蕩 24
1.8 剛性線形物體的簡正模 29
1.9 二維和三維物體的簡正模 熱振動 31
1.10 受迫振蕩33
1.11 共振激發(fā)能量轉(zhuǎn)移39
1.12 共振對檢測純正弦振蕩的重要性 頻譜儀40
1.13 受迫振蕩對無失真記錄非正弦振蕩的重要性43
1.14 振蕩的放大44
1.15 雙耦合振子及其受迫振蕩45
1.16 有阻尼和無阻尼的擺動振蕩49
1.17 弛豫(或他激)振蕩52
習(xí)題54
第2章 行波和輻射56
2.1 行波 56
2.2 多普勒效應(yīng) 59
2.3 干涉61
2.4 頻率稍微不同的波的干涉 63
2.5 駐波 63
2.6 行波的傳播 66
2.7 反射和折射70
2.8 成像 72
2.9 全反射 73
2.10 超過波速時產(chǎn)生的沖擊波76
2.11 惠更斯原理78
2.12 波傳播的模型實(shí)驗(yàn)79
2.13 狹縫衍射的定量分析82
2.14 菲涅耳波帶法86
2.15 波源陣列使干涉條紋變窄89
2.16 有限長度波列的干涉93
2.17 縱波的產(chǎn)生和縱波波速93
2.18 空氣中的高頻縱波 聲波復(fù)制法95
2.19 聲音的輻射壓強(qiáng) 聲輻射計99
2.20 空間波的反射、折射、衍射和干涉102
2.21 液體表面波的形成 110
2.22 色散和群速度 118
2.23 非周期性過程激發(fā)的波 123
2.24 聲場的能量 聲阻抗 126
2.25 聲源 131
2.26 非周期性聲源和超聲速 135
2.27 聲波接收器 137
2.28 聽覺 139
2.29 聲強(qiáng)測量法 143
2.30 人耳 146
習(xí)題150
習(xí)題答案152
索引154
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