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| 內容簡介： |
本书是在全国高等学校大力推进新工科建设的大背景下，基于教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010年版）编写而成的，内容包括热学、振动与波动、光学和近代物理等。本书的主要特点是：加强了一些培养工科学生所普遍需要的物理学内容及其与高新技术和日常生活的联系，并引入了研究性教学理念；引导学生运用物理学的思维方式进行思考和探索；内容、例题和课后作业的取材注重与当今科学技术和日常生活相结合，以激发学生的学习兴趣；内容的展现努力与当今学生的认知规律和思维习惯相适应，注重内容与叙述的生动性、趣味性，让物理学内容鲜活起来；力求语言通俗易懂，便于阅读，助力学生自主学习。各章*后还设有自主探索研究项目，让学生可以利用身边的物品，如手机、笔记本计算机等，搭建研究条件，自主探索、研究有趣的物理现象。
本书为高等学校工科各专业大学物理基础课程的教材，也可供理科非物理学类专业学生和社会读者参考。
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| 目錄：
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前言
热学
第8章热学概论3
8.1热学的研究对象与研究方法3
8.1.1热学的研究对象3
8.1.2热学的研究方法4
8.2平衡态与状态参量5
8.2.1热力学系统5
8.2.2平衡态与非平衡态5
8.2.3状态参量温度与热量7
8.2.4物态方程12
*8.3物质的热性质17
*8.3.1物质的相与相变17
*8.3.2物质的热行为20
课后作业25
自主探究研究项目——自制温度计26
第9章分子动理论27
9.1物质的微观模型27
9.1.1物质微观模型的三个要点27
9.1.2理想气体的微观模型32
9.2理想气体的压强36
9.2.1单位时间内碰撞在单位面积器
壁上的平均分子数36
9.2.2理想气体的压强公式37
9.2.3气体分子的平均平动动能38
9.2.4温度的微观解释40
9.3气体分子热运动速度、速率和能量的
统计分布41
*9.3.1气体分子热运动速度分布函数
麦克斯韦速度分布函数41
9.3.2麦克斯韦速率分布函数43
*9.3.3麦克斯韦玻耳兹曼分布律
重力场中微粒按高度的分布47
9.3.4能量按自由度均分定理49
9.4气体内的输运过程54
9.4.1输运过程的宏观规律54
9.4.2输运过程的微观解释61
课后作业65
自主探索研究项目——碳粉在水中的布朗
运动68
第10章热力学基础69
10.1热力学第一定律69
10.1.1热力学第一定律的内涵69
10.1.2准静态过程热力学第一定律的
数学表达式71
10.2热力学第一定律在理想气体中的应用74
10.2.1理想气体的内能与焓74
10.2.2理想气体在典型准静态过程中的功、
热量与内能77
10.2.3循环过程与卡诺循环84
10.3热力学第二定律与卡诺定律92
10.3.1热力学第二定律92
10.3.2卡诺定律与热力学温标96
10.4熵、熵增加原理及玻耳兹曼关系99
10.4.1熵函数99
10.4.2熵增加原理与热力学第二定律数学
表达式103
10.4.3熵与热力学概率玻耳兹曼
关系104
10.5热力学第三定律106
课后作业106
自主探索研究项目——自制斯特林热机108振动与波动
第11章振动111
11.1简谐振动111
11.1.1简谐振动的运动学描述111
11.1.2简谐振动的动力学方程115
11.1.3简谐振动的能量119
11.1.4简谐振动的合成121
11.2阻尼振动125
11.3受迫振动127
课后作业128
自主探究研究项目——计步器的原理129
第12章波动131
12.1机械波的产生和传播131
12.2简谐机械波133
12.2.1简谐机械波的描述133
12.2.2波动方程140
12.2.3弹性介质中的波速140
12.2.4能量和强度142
12.3惠更斯原理及其应用147
12.3.1惠更斯原理147
12.3.2波的反射148
12.3.3波的折射149
12.3.4波的衍射150
12.4波的叠加151
12.4.1波的干涉151
12.4.2驻波154
12.5声波的多普勒效应159
课后作业161
自主探索研究项目——水波162光学
第13章波动光学167
13.1光的干涉168
13.1.1干涉的基本原理169
13.1.2分波前干涉171
13.1.3分振幅干涉176
13.2光的衍射184
13.2.1衍射的基本原理184
13.2.2单缝衍射185
13.2.3圆孔衍射189
13.2.4光栅衍射192
13.2.5晶体衍射199
13.3光的偏振201
13.3.1光的偏振状态201
13.3.2起偏和检偏马吕斯定律203
13.3.3反射光和折射光的偏振
布儒斯特定律205
13.3.4晶体中的双折射206
课后作业209
自主探究研究项目——光芒210
第14章几何光学211
14.1光的传播规律211
14.2反射的基本原理212
14.2.1平面上的反射212
14.2.2球面上的反射213
14.3折射的基本原理216
14.3.1平面上的折射216
14.3.2球面上的折射217
14.3.3薄透镜218
14.3.4理想光学系统的组合220
14.4光学仪器的基本原理223
14.4.1眼睛223
14.4.2放大镜225
14.4.3显微镜226
14.4.4望远镜228
14.4.5照相机230
课后作业232
自主探究研究项目——水透镜233近 代 物 理
第15章相对论初步237
15.1牛顿相对性原理237
15.2狭义相对论的基本原理
洛伦兹变换239
15.2.1狭义相对论的基本原理240
15.2.2洛伦兹变换240
15.3狭义相对论的时空观242
15.3.1“同时”的相对性242
15.3.2时间延缓243
15.3.3长度收缩244
15.4相对论速度变换247
15.5狭义相对论的动力学基础249
15.5.1动量、质量与速度的关系249
15.5.2质量与能量的关系250
15.5.3动量与能量的关系252
课后作业253
第16章原子位形255
16.1电子的发现255
16.2卢瑟福模型256
16.2.1卢瑟福模型的提出256
16.2.2卢瑟福散射公式257
16.2.3行星模型的意义及困难259
课后作业260
第17章量子力学初步261
17.1黑体辐射261
17.1.1热辐射现象261
17.1.2基尔霍夫辐射定律261
17.1.3黑体辐射实验定律262
17.1.4普朗克的能量子假设264
17.2光电效应267
17.2.1光电效应的实验规律267
17.2.2光的波动说的缺陷268
17.2.3爱因斯坦的光子理论269
17.3康普顿散射与光子理论的解释269
17.3.1康普顿散射269
17.3.2光子理论的解释270
17.4玻尔的氢原子理论及其缺陷272
17.4.1氢原子光谱的规律272
17.4.2玻尔的氢原子理论273
17.4.3氢原子轨道半径和能量的
计算273
17.4.4玻尔理论的缺陷274
17.5波粒二象性275
17.5.1德布罗意波275
17.5.2戴维孙革末实验和波粒
二象性276
17.6不确定关系277
17.7物质波波函数及其统计诠释280
课后作业283
第18章薛定谔方程及其应用285
18.1薛定谔方程285
18.1.1薛定谔方程的建立285
18.1.2定态薛定谔方程286
18.2一维定态薛定谔方程的应用287
18.2.1一维无限深势阱287
18.2.2一维势垒隧道效应290
课后作业292
第19章原子和分子光谱294
19.1氢原子294
19.1.1氢原子的薛定谔方程294
19.1.2量子化条件和量子数295
19.1.3氢原子中电子的概率分布296
19.2原子的电子壳层结构298
19.2.1施特恩盖拉赫实验298
19.2.2电子的自旋298
19.2.3原子的电子壳层结构泡利不相容
原理和能量最小原理299
19.3分子光谱300
课后作业303
附录304
附录A国际单位制（SI）304
附录B物理常量305
参考文献307
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| 內容試閱：
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物理学是自然科学的核心，是许多新技术发展的源泉。以物理学为基础的现代技术已经极大地改变了我们的日常生活和社会面貌。作为驱动新技术和新经济的发展引擎，未来的物理学还将孕育更多的新突破。
物理学是现代人理解世界的智识基础，不懂物理学，就无法对许多事情做出正确的判断，因而物理学作为一种人文的大科学还引领了公民素质的提高。
以物理学基础为主要内容的大学物理课程，是本科生教育的重要通识性基础课程之一。这门课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养和能力的重要组成部分，具有其他课程不可替代的重要作用。
本套书是在全国高等学校大力推进新工科建设的大背景下出版的。书的内容基于教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010年版），并根据工科学生的培养需求和未来职业应用需求进行了适当取舍与整合，在保证大学物理课程内容体系基本完整的同时，加强了一些培养工科学生所普遍需要的物理学内容及其与高新技术和日常生活的联系。
大学物理课程的重要性毋庸置疑，但常常会有学生有畏难情绪，觉得这门课抽象、难懂、难用，而合适的教材可以在一定程度上消减这些困难。编写本书的基本想法：在保证内容体系基本完整以及保证对学生的基本训练的前提下，强调物理概念和思路，帮助学生建立起对物理学的整体观念，注重物理概念、理论与身边的趣事、自然现象和高新技术之间的联系，拉近物理学理论与学生之间的距离，使教材内容生动、有趣，激发学生对物理学的兴趣；在了解物理理论整体脉络的同时，注意让学生了解理论建立过程中所体现出的深刻的物理思想和创新思维方法，逐步培养学生的科学思维能力；注重应用估算方法培养学生抓住问题本质的能力，锻炼学生在“现实场景”中应用物理概念和物理方法的能力，使学生明白物理学不仅与新闻中的最新科技进展有关，也与我们的日常生活息息相关，让学生在学习过程中体会到物理学的理论能够学懂，也能够应用。本套书就是在这样的理念下完成的。
在阐述概念、定理和讲解物理现象的基础上，本套书在每章各小节都设置了“小节概念回顾”，以督促学生思考，抓住重要物理概念，厘清物理理论的整体脉络。书中的例题多从实际问题提取而来，展示出对一个具体问题如何进行分析、简化，进而抽象化到可以用适当的物理理论进行探讨的具体过程，这个过程恰恰是学生在未来具体应用物理学原理解决问题和创新的必经之路；例题中还增加了分析和评价环节，帮助学生对所得到的结果有更深入的理解。每章设置的多个配有图片的应用实例，理论联系实际，能够开阔学生的眼界，让他们了解到相关自然现象和高新技术背后的基本物理原理，同时也能体会如何运用物理基本规律和理论进行创造、创新。“课后作业”中的内容多有实际问题背景，让学生体验对一个具体问题进行分析、简化、抽象，再用适当的物理理论来解决和探讨的全过程，切实锻炼学生运用物理基本理论解决实际问题的能力，也让他们体会到物理学的“有用”和“能用”，“课后作业”一词也是希望学生将其中的各“作业”视作一个个要运用物理学理论探索解决实际问题的工作，而不仅仅是练习。各章最后还设有自主探索研究项目，让学生可以利用身边的物品，如手机、笔记本计算机等，搭建研究条件，自主探索、研究有趣的物理现象。此外，书中标“*”的为选学内容。
在本套书的编写过程中，编者参考了大量大学物理教学工作者编著的教材、著作和最新研究成果，有些已在参考文献中列出，有些未能一一列出，在此向他们一并表示衷心的感谢。
本套书分上、下两册，由吴平、邱红梅和徐美担任主编。本书是下册。参加本套书编写的人员如下：吴平（前言、第8章、第9章、第10章、自主探索研究项目），刘丽华（绪论），路彦珍、郝亚江（第1章、第2章），张师平（第3章、第14章、自主探索研究项目），邱红梅（第4章、第5章、第6章、第7章），徐美（第11章、第12章、第13章、第14章），钱萍、宿也（第15章、第16章、第17章、第18章、第19章），秦吉红（附录）。本套书的框架、内容方案确定、统稿和定稿均由吴平完成。罗胜教授和贾贵儒教授对本套书进行了细致的审阅，并提出了宝贵建议。
由于编者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正。
编者2019年7月于北京科技大学
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