内容简介
本书依据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》编写，内容主括质点运动与牛顿运动定律、动量守恒和能量守恒定律、刚体力学基础、狭义相对论基础、气体动理论、热力学基础、静电场、稳恒磁场、电磁感应、振动与波、光的干涉、光的衍射和偏振、量子力学基础等。此外，书中还以二维码的形式，提供了拓展章节阅读、微课等丰富的线上资源，适合各类读者自需要。本书可作为理工科类专业学生的大学物理教材，大学物理教师参考用书以及中学物理竞赛学生参考用书。
目录
第1章 质点运动学 1.1 质点坐标系 1.2 位置矢量运动方程 1.3 速度加速度 1.4 匀变速运动圆周运动 1.5 相对运动 第2章 质点和质点系动力学 2.1 牛顿运动定律 2.2 动量定理和动量守恒定律 2.3 和动能定理 2.4 势能机械能守恒定律 2.5 惯力 2.6 碰撞问题 第3章 角动量定理和刚体的转动 3.1 质点和质点系的角动量 3.2 刚体的定轴转动定理和转动惯量 3.3 动能定理 3.4 角动量守恒定律 第4章 振动和波 4.1 简谐振动 4.2 简谐振动的能量 4.3 简谐振动的合成 4.4 阻尼振动和受迫振动 4.5 简谐波惠更斯原理 4.6 波的干涉驻波 4.7 多普勒效应 第5章 几何光学 5.1 光面界面上的反射和折射 5.2 光在球面上的反射 5.3 光在球面上的折射 5.4 薄透镜 第6章 光的干涉 6.1 光源光的相干 6.2 光程与光程差 6.3 杨氏双缝干涉 6.4 薄膜干涉 6.5 迈克耳逊干涉仪 第7章 光的衍射 7.1 光的衍射现象惠更斯一菲涅耳原理 7.2 单缝夫琅禾费衍射 7.3 衍射光栅 7.4 圆孔衍射光学仪器的分辨本领 第8章 光的偏振 8.1 自然光 8.2 偏振光 8.3 起偏和检偏 8.4 反射与折射时光的偏振 8.5 光的双折射 8.6 波片偏振光的干涉 第9章 真空中的静电场 9.1 电荷和库仑定律 9.2 电场和电场强度 9.3 高斯定理 9.4 利用高斯定理求静电场的分布 9.5 电势 第10章 有导体和介质时的静电场 10.1 静电场中的导体 10.2 电容器 10.3 电介质 10.4 静电场的能量 第11章 稳恒电流的磁场 11.1 稳恒电流 11.2 磁场和磁感应强度 11.3 毕奥一萨伐尔定律 11.4 稳恒电流磁场的基本方程 11.5 磁场对带电粒子和载流导线的作用 11.6 有磁介质时的磁场 第12章 电磁感应与电磁波 12.1 电磁感应的基本定律 12.2 动生电动势 12.3 感生电动势与感生电场 12.4 自感和互感 12.5 磁场的能量 12.6 麦克斯韦方程组和电磁波 第13章 热力学定律 13.1 衡态温度理想气体状态方程 13.2 准静态过程热力学定律 13.3 热力学定律的应用 13.4 循环过程卡诺循环 13.5 范德瓦耳斯方程气液相变 第14章 热力学定律 14.1 可逆和不可逆过程热力学定律 14.2 卡诺定理 14.3 熵与熵增加原理 第15章 统计物理学初步 15.1 理想气体的压强和温度的微观意义 15.2 麦克斯韦速率分布和玻尔兹曼分布 15.3 能量均分原理理想气体的内能 15.4 分子碰撞输运过程 15.5 热力学定律和熵的统计意义 第16章 狭义相对论基础 16.1 相对原理和牛顿时空观的困境 16.2 狭义相对论时空观（I） 16.3 狭义相对论时空观（Ⅱ） 16.4 相对论动力学 16.5 电磁现象的相对 第17章 量子物理基础 17.1 能量子假设光的粒子 17.2 氢原子光谱和玻尔半量子理论 17.3 物质波不确定关系波函数 17.4 量子力学对氢原子的描写电子自旋 17.5 多电子原子 附录与考答案 附录1 矢量基本知识 附录2 单位制（SI） 附录3 常用物理常数 考答案参考文献
摘要与插图
第pan>章质点运动学
自然界的一切物质都处于停止的运动和变化中.尽管物质的运动形式千变万化，但简单、基本、又为人们熟悉的运动是机械运动.而在机械运动中，质点的运动又是为基本的运动形式.本章将先研究质点的运动学问题.1.pan>质点坐标系1.1.pan>质点宇宙中的一切物体，大到行星、恒星，小到分子、原子、基本粒子，都有的形状、大小和内部结构.通常当物体运动时，物体的各个部分的位置改变不尽相同.然而，当我们研究物体运动时，如果只考虑物体的整体运动情况，或者物体的大小和形状在物体运动中产生的影响可以忽略不计时，我们可以把这个物体看成一个点.把一个物体看作一个只有质量没有体积的理想物体，这个理想物体称为质点.例如，绕太阳公转的地球，当我们只研究地球的公转轨道时，可以将地球看作质点.又如，在地球表面运动的汽车，当我们只研究汽车沿公路的运动情况时，也可以将汽车看成质点.但如果是想研究地球的自转，或者汽车轮胎打滑的轨迹，二者不能看成质点了.所以，物体是否能够看成质点，主要由所研究的运动的质决定，即取决于我们研究问题的角度.质点是一种理想模型.任何实际的物体都有的体积，无论物体多么小，只具有质量，而没有体积的物体是没有的.一方面，人们在研究气体分子运动、天体运动等问题时，把气体分子和天体看成质点都能够正确地解决有关它们的各种问题，这证明了引入质点概念的合理和正确.另一方面，质点运动也是研究物体运动的基础.任何物体都可以看成是由无数个质点组成的，从理论上讲，当物体上每一个质点的运动情况分析清楚了，整个物体的运动情况也清楚了.1.1.2空间任何物质的存在和运动都是在的空间行的.空间是物质的广延质的反映，是与物体的体积和物体位置的变化紧密联系在一起的.从物理学发展的历史看，人们对空间的认识主要有两个阶段，即早期的牛顿时空观的空间概念和爱因相对论时空观的相对空间概念.牛顿在《自然哲学的数学原理》中说：“空间，其本来说，与任何外在的情况无关，始终保持着相似和不变.”空间概念认为空间是独立的客观存在，不依赖于物质的存在和运动，但相对空间概念认为空间是与物质的存在形式和物质的运动相联系的，空间的特受物质和物质运动的影响，没有物质和物质运动的空间是无意义的.目前人们已经探知的空间范围，小到小的微观粒子的线度10-15m，大到宇宙范围的尺度100m.物理理论指出，空间的范围是有下限的，小的空间线度是普朗克长度，约为10-5m.小于这个长度范围，现有的空间概念有可能不再适用了.1.1.3时间一切物体的存在和运动都具有持续和顺序.反映物理事件持续和顺序的概念，是时间.在牛顿的时空观中，时间也是不依赖于物质而独立存在的.牛顿在《自然哲学的数学原理》中说：“的、真正的和数学的时间自身在流逝着，并且由它的本而均匀地、同任何一种外界事物无关地流逝着.”然而，随着科学的发展，这种观点是不正确的.爱因相对论时空观指出，时间是与物质的存在和运动紧密联系的.目前度量的时间范围，短短的微观粒子寿命10-5s，长宇宙年龄10.物理理论给出，时间间隔也是有下限的，其值为普朗克时间10-8s.当时间间隔小于普朗克时间，现有的时间概念可能不适用了.1.1.4参考系和坐标系在自然界中，物质的运动是的，但对物质运动的描述却是相对的.同样的一个运动，处于不同运动状态的观测者看到的将是不同的结果.例如在匀速直线运动的火车车厢内，一个物体自由下落.对车厢中的观测者，它是在做直线运动；但对地面上的观测者，它是在抛运动.因此，在描述研究对象的机械运动时，必须选定一个标准物体(或几个相对静止的物体）作为参考，而这个被选作标准的物体或物体系，是参考系，也称为参照系.参考系的选择可以是任意的，对同一物体的运动选择不同的参考系，描述结果一般是不同的.一般以对问题的描述、研究和求解为方便和简洁为基本原则.通常研究地球上的物体运动，选择地球作为参考系为方便；当研究人造卫星的运动时，选择地心系方便；而研究行星的运动时，则应该选择太阳作为参考系.对该问题一步讨论见第2章.选择了参考系只能定地研究物体运动，要想定量地描述物体的运动，必须在参考系上建立一套度量系统或标尺，来对物体的运行测量.这种带有度量系统的参考系称为坐标系.在物理理论中，常用的坐标系是直角坐标系.此外，根据所研究的问题的不同，还面极坐标系、柱面坐标系、球面坐标系和自然坐标系等.选择不同的坐标杀，得到的描还物体还动的变量和方程可能不同，但运动质是不会改变的.坐标系选择得恰当与否，只会影响求解的过程（有时坐标系选择不恰当会导致问题难以求解)，不会改变物体运动的本.
……
