大学物理学（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余虹 编

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030451187

版次：1

商品编码：11755765

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：32开

出版时间：2015-08-01

页数：524

正文语种：中文

内容简介

《大学物理学》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，是作者在总结了多年教学和科研工作经验，并在前版的基础上撰写而成的. 《大学物理学》重视激发学生学习兴趣，注重学习方法的培养，以更多更好地培养创新性人才为基本的目标. 《大学物理学》分五篇，适合于90~128学时(或更多学时)的工科院校使用. 力学篇包含质点力学、振动、波动和相对论. 《大学物理学》对相对论有较新的讲法，对深入理解电磁学有一定帮助. 电磁学篇中强调对基本理论的理解对电磁势、对称性等都作了深入浅出的介绍. 光学篇主要讨论波动光学，前有几何光学作铺垫，后有光与物质相互作用压阵，既衔接前面内容，又为学习量子物理作了必要的准备. 热学篇包括气体动理论和热力学，量子物理强调了量子态和概率幅. .

目录

目录
前言
第二版前言
第一版序
第一版前言
第一篇力学
第１章质点运动学3
1.1质点运动的描述3
1.2速度和加速度的分量表示5
1.3相对运动11
第2章质点和质点系动力学15
2.1牛顿运动定律和质心运动定理15
2.2动量定理和动量守恒定律20
2.3角动量定理和角动量守恒定律22
2.4功能原理和机械能守恒定律25
第3章刚体力学36
3.1刚体的运动36
3.2刚体定轴转动定律37
3.3刚体的复合运动43
第4章振动50
4.1简谐振动50
4.2谐振子51
4.3阻尼振动55
4.4受迫振动57
4.5同方向简谐振动的合成58
4.6互相垂直简谐振动的合成61
4.7谐振分析63
4.8相空间中振动的轨道63
第5章波动66
5.1简谐波66
5.2波动方程与波速72
5.3波的能量74
5.4惠更斯原理反射与折射77
5.5波的叠加波的干涉和驻波80
5.6声波与声强级85
5.7多普勒效应87
5.8波的色散及非线性波简介89
第6章相对论基础95
6.1经典时空观95
6.2狭义相对论和洛伦兹变换96
6.3狭义相对论的时空观100
6.4相对论动力学111
6.5广义相对论简介118
第二篇电磁学
第7章静电场和恒定电场129
7.1静电场高斯定理129
7.2场强环路定理电势140
7.3静电场中的导体145
7.4静电场中的电介质148
7.5电容电容器153
7.6静电场的能量156
7.7恒定电场158
7.8匀速运动点电荷的电场164
第8章恒定磁场171
8.1磁场磁感应强度171
8.2磁场的高斯定理177
8.3安培环路定理及其应用178
8.4带电粒子在磁场中的运动181
8.5磁场对电流的作用186
8.6磁介质188
8.7铁磁质193
第9章电磁感应199
9.1法拉第电磁感应定律199
9.2动生电动势与感生电动势201
9.3自感和互感206
9.4磁场的能量210
9.5匀速运动点电荷的磁场212
第10章麦克斯韦方程组电磁场216
10.1位移电流216
10.2全电流安培环路定理217
10.3麦克斯韦方程组积分形式218
10.4电磁波220
10.5电磁波能量与电磁波谱223
10.6电磁势224
第三篇光学
第11章几何光学的基本概念233
11.1几个重要的基本概念233
11.2物和像236
11.3薄透镜成像238
第12章光的干涉244
12.1相干条件244
12.2杨氏双缝干涉248
12.3时空相干性251
12.4分振幅干涉255
12.5迈克耳孙干涉仪262
第13章光的衍射265
13.1惠更斯�卜颇�耳原理265
13.2单缝夫琅禾费衍射266
13.3圆孔衍射光学仪器的分辨本领270
13.4光栅衍射273
13.5伦琴射线的衍射279
第14章光的偏振283
14.1光的偏振状态283
14.2起偏与检偏285
14.3光的双折射289
14.4椭圆偏振光圆偏振光294
14.5偏振光的干涉297
14.6旋光效应301第15章光与物质相互作用305
15.1分子光学的基本概念305
15.2光的散射307
15.3光的吸收312
15.4光的色散313
第四篇热学
第16章气体动理论319
16.1物质的聚集态319
16.2温度321
16.3理想气体324
16.4能量均分定理327
16.5两种分布律330
16.6范德瓦耳斯方程337
16.7气体分子平均自由程340
第17章热力学第一定律346
17.1准静态过程346
17.2热力学第一定律与能量守恒347
17.3理想气体的等值过程354
17.4卡诺循环366
第18章热力学第二定律378
18.1自然界演化过程的方向性378
18.2热力学第二定律的表述380
18.3热力学概率381
18.4玻尔兹曼熵公式与熵增加原理382
18.5可逆过程卡诺定理383
18.6克劳修斯熵公式385
第五篇量子物理学基础
第19章实验基础与基本原理393
19.1量子物理学的早期证据393
19.2康普顿效应403
19.3微观粒子的波动性407
19.4概率波与概率幅411
19.5量子物理学的基本原理419
第20章薛定谔方程425
20.1定态薛定谔方程425
20.2双态系统429
20.3一维定态问题436
20.4原子中的电子443
第21章量子物理的应用452
21.1多粒子系统与量子统计452
21.2激光456
21.3半导体465
21.4核物理473
21.5粒子物理480
习题答案494
附录501

精彩书摘

第一篇 力学
力学是物理学中最古老的学科，以牛顿定律为基础的力学称为经典力学．经典力学有其局限性，在高速领域被狭义相对论取代，在微观领域被量子力学取代．尽管如此，经典力学依然十分重要．经典力学是一般T程技术的理论基础，它的实用性是学习经典力学的重要原因．经典力学又是物理学的重要基础．动量、角动量、能量等是物理学的基本概念，动量守恒、角动量守恒、能量守恒等是自然界的普遍规律．而这些基本概念和普遍规律又与对称性密切相关．物理学是一门改变世界的科学，要学好物理学首先要学好经典力学．
第1章 质点运动学
在很多实际问题中，物体的形状和大小对于所研究的问题没有影响或者影响很小，此时就可以把它看成一个几何点，并把它的质量集中在这个点上，这种抽象化的模型，称为质点．例如，研究行星运动时，虽然行星本身很大，但是它的半径比起它绕太阳运动时的轨道半径却小得多，因此在这一类问题中，就可以把行星当作质点．但在研究它们的白转时，就不能把它们当作质点了．
质点运动学是力学的一个部分，它研究在不同时刻质点的运动状态（即位置和速度）和运动状态的改变．至于运动状态改变的原因，则属于动力学的内容．
本章的重点是在矢量分析的基础上，讨论速度、加速度，研究运动的特点，最后讨论伽利略变换．
1.1 质点运动的描述
一、参考系和坐标系
描述物体运动或静止并不完全取决于物体本身，还取决于观测者所采用的另外一个物体或物体群．被选做参考的物体或物体群称为参考系．
运动和静止是相对一定参考系而言的，同一物体相对不同的参考系其运动的状态不同，此为运动的相对性；任何物体都在参与某种运动，不存在绝对静止的物体，此为运动的绝对性，
为了定量描述质点的运动，需要在选定的参考系上建立坐标系，其实，可以认为坐标系是由实物构成的参考系的某种数掌抽象，
在比较常用的直角坐标系中，质点的位置用(z，y，z)来表示．此外经常采用的还有柱坐标系（r，θ，z）、球坐标系（r，θ，()和白然坐标系等．平面问题常用极坐标系（r，θ）．
二、位置矢量和轨道
在物理问题中，质点的位置用位置矢量r来表示，它的起点为坐标原点，终点为质点所在的位置．质点的位置矢量随时间变化的关系称为质点的运动方程或运动函数，即
如图1.1所示，在直角坐标系中，如果沿坐标轴方向定义三个单位矢量f、J、k，它们之间满足关系式f×j=k，则位置矢量表示为
式(1.2)表明，质点的任意运动都是由z、儿2三个方向上独立进行的直线运动叠加而成的，这就是运动的叠加原理．运动函数给出了质点运动的全部信息．
图1.1 三维矢量 图1.2二维矢量
如图1.2所示，在平面极坐标系中，如果f、J分别是平行和垂直位置矢量r的两个单位矢量，则
运动质点在空间经过的路径称为轨道．式(1.2)或式(1.3)是轨道的参数方程，消去参数f就得到轨道方程．
三、速度和加速度
如图1. 3所示，位置矢量在时间At= t2-t1内的增量称为质点的位移，用Ar表示．
若Af时间内质点所经过的路程记为As，则．并且在一般情况下，Ar≠Ar，但是有
位移Ar与产生这段位移所需时间At的比称为质点在At时间内的平均速度，即
平均速度足矢量，是描述质点位置矢量变化快慢程度的物理量，它的方向与位移相同，大小与单位时间内的位移长度相当．
平均速度在At一0时的极限，称为质点的瞬时速度，简称速度，用训表示，
速度是矢量，它的方向与轨道切线相同，速度的大小称为速率，根据式(1.5)和式 (1.7)，有
式(1.8)表明，质点的速率等于质点的路程对时间的变化率，
同样，为了描述速度变化的快慢程度，定义时间At=t2 -tl内的平均加速度为
根据极限和导数等概念，定义质点的瞬时加速度，简称加速度，用n表示．即
在SI单位制中，速度的单位是米？秒_1，符号是m．S-l;加速度的单位是米？秒_2，符号是
例1.1导出加速度恒定的质点的位移公式，
解因为质点的加速度为恒量，根据加速度定义，有两边积分得
1.2速度和加速度的分量表示
一、直角坐标系
在直角坐栎系中，将式(1.2)代人式(1.7)，注意到，有
其中，分别是速度沿z三个坐标方向的分量，
速率为
根据式(1.11)，得到加速度的表达式为
在直角坐标系中，速度矢量和加速度矢量都可以分解成方向固定、彼此垂直三个分量．
对于平面运动，位置矢量可表示成
其中，c’是任意常数．通常在选择坐标系时，取有
将z、y分量中的时间f消去，就会得到质点运动的平面曲线方程，即轨道方程．如果互相垂直的两个分量，一个为匀速运动，另一个为匀变速直线运动，平面曲线就是抛物线，此类运动称为抛体运动，地球表面的抛体运动只是其中的一个特例，
例1.2导出抛体运动函数．
解如图1.4所示，z轴为水平方向，y轴为竖直方向．物体从坐标原点以速度vo抛出．物体水平方向的初速度为水平方向的加速度为零，所以
图1.4抛体运动
物体竖直方向的初速度为竖直方向的加速度为-g，所以

前言/序言

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