大学物理（第二卷） 波动与光学/iCourse·教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑少波，李英兰 编

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• 大学物理
• 物理学
• 波动
• 光学
• iCourse
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• 理工科
• 高等教育
• 大学
• 物理

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040468205

版次：1

商品编码：12142268

包装：平装

丛书名： iCourse·教材

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：239

字数：380000

正文语种：中文

内容简介

　　本套教材分为四卷，一卷力学与热学，包括质点力学、刚体力学、连续体力学、气体动理论、热力学基础；第二卷波动与光学，包括振动、波动、几何光学基础、光的干涉、光的衍射、光的偏振；第三卷电磁学，包括静电场、静电场中的导体和电介质、恒定磁场、电磁感应和电磁场；第四卷近代物理，包括狭义相对论力学基础、微观粒子的波粒二象性、薛定谔方程及其应用、固体中的电子、原子核物理。各章后均有本章提要、思考题和习题，书末备有习题参考答案和活页作业单。
　　《大学物理（第二卷） 波动与光学/iCourse·教材》适合作为工科各专业的大学物理课程的教材或教学参考书，也可作为综合性大学和高等师范院校相关专业的教材或教学参考书。

目录

第1章 振动
1．1 简谐振动的基本特征及其描述
1．1．1 简谐振动
1．1．2 简谐振动的描述方法
1．1．3 相位差
1．1．4 简谐振动的研究
1．2 简谐振动的能量
1．2．1 简谐振动的能量特征
1．2．2 能量平均值
1．3 简谐振动的合成
1．3．1 同方向简谐振动的合成
1．3．2 相互垂直简谐振动的合成
1．4 阻尼振动受迫振动共振
1．4．1 阻尼振动
1．4．2 受迫振动
1．4．3 共振
本章提要
思考题
习题

第2章 波动
2．1 波动的基本特征平面简谐波的波函数
2．1．1 波的产生与传播
2．1．2 横波与纵波
2．1．3 波的几何描述
2．1．4 描述波的特征量
2．1．5 惠更斯原理波的衍射
2．1．6 简谐波
2．1．7 平面简谐波的波函数
2．1．8 波动方程
2．2 波的能量
2．2．1 波的能量传播特征
2．2．2 波的能流与能流密度
2．3 波的叠加
2．3．1 波的叠加原理
2．3．2 波的干涉
2．3．3 驻波
2．3．4 半波损失
2．3．5 振动的简正模式
2．4 多普勒效应
本章提要
思考题
习题

第3章 几何光学基础
3．1 几何光学的基本定律
3．1．1 光的直线传播
3．1．2 光学介质的折射率
3．1．3 光的反射和折射
3．2 平面和球面成像
3．2．1 同心光束实像和虚像
3．2．2 平面反射成像
3．2．3 平面折射成像
3． 2．4．球面反射成像
3．2．5 球面镜成像作图法
3．2．6 球面镜成像的横向放大率
3．2．7 球面折射成像
3．3 薄透镜成像及其作图法
3．3．1 旁轴条件下的薄透镜成像公式
3．3．2 薄透镜成像的作图法
3．3．3 薄透镜成像的横向放大率
3．4 光学仪器
3．4．1 照相机
3．4．2 人眼和眼镜
3．4．3 放大镜
3．4．4 望远镜
3．4．5 显微镜
本章提要
思考题
习题

第4章 光的干涉
4．1 光源的发光机制光的相干性
4．1．1 光源的发光机制
4．1．2 光的相干性
4．2 光程与光程差
4．2．1 基本概念
4．2．2 透镜的等光程性
4．2．3 额外光程差
4．3 分波阵面干涉
4．3．1 杨氏双缝干涉
4．3．2 劳埃德镜与半波损失的验证
4．3．3 干涉条纹的变动
4．4 条纹可见度
4．4．1 干涉图样的可见度
4．4．2 两相干光波强度不等的影响
4．4．3 光源大小的影响
4．4．4 光源非单色性的影响
4．5 分振幅干涉
4．5．1 等倾干涉
4．5．2 等厚干涉
4．5．3 牛顿环
4．6 迈克耳孙干涉仪
4．6．1 迈克耳孙干涉仪的构造
4．6．2 干涉图样
本章提要
思考题
习题

第5章 光的衍射
5．1 光的衍射现象惠更斯一菲涅耳原理
5．1．1 光的衍射现象
5．1．2 惠更斯一菲涅耳原理
5．1．3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射
5．2 夫琅禾费单缝衍射
5．2．1 夫琅禾费单缝衍射的实验装置
5．2．2 用菲涅耳半波带分析夫琅禾费单缝衍射图样
5．2．3 单缝衍射图样的特点
5．3 夫琅禾费圆孔衍射光学仪器的分辨本领
5．3．1 夫琅禾费圆孔衍射
5．3．2 光学仪器的分辨本领
5．4 光栅衍射
5．4．1 光栅
5．4．2 光栅衍射图样分析
5．4．3 光栅光谱与色散
5．4．4 光栅的分辨本领
5．4．5 干涉和衍射的区别与联系
5．5 晶体对X射线的衍射
5．5．1 X射线的衍射实验
5．5．2 布拉格公式
本章提要
思考题
习题

第6章 光的偏振
6．1 光的偏振态
6．1．1 光的偏振性
6．1．2 自然光
6．1．3 线偏振光
6．1．4 部分偏振光
6．1．5 椭圆偏振光圆偏振光
6．2 获得偏振光的方法
6．2．1 偏振片起偏
6．2．2 马吕斯定律
6．2．3 反射和折射起偏布儒斯特定律
6．3 晶体中的双折射
6．3．1 双折射现象
6．3．2 光轴主截面
6．3．3 光在晶体中的传播规律
6．4 偏振棱镜波片
6．4．1 偏振棱镜
6．4．2 波片
6．4．3 光偏振态的检验
6．5 偏振光的干涉
6．5．1 偏振光的干涉
6．5．2 色偏振
6．5．3 偏振光的干涉图样
6．6 光弹性效应与旋光性
6．6．1 光弹性效应及其应用
6．6．2 旋光性
本章提要
思考题
习题

附录
常用物理常量表
常用数值表
习题答案
索引
参考文献

《大学物理（第二卷） 波动与光学/iCourse·教材》图书简介 《大学物理（第二卷） 波动与光学/iCourse·教材》是一本系统而深入地介绍经典波动现象和光学基本原理的大学本科教材。本书旨在为物理学、工程学及相关专业学生构建坚实的理论基础，培养严谨的科学思维，并激发他们对探索微观世界和宏观现象的兴趣。本书内容覆盖了波动理论的核心概念、发展脉络以及在光学领域的精彩展现，力求在概念的清晰阐释、数学工具的恰当运用以及物理图像的生动描绘之间取得平衡。 第一部分：波动现象的普遍规律 本书的开篇，我们将深入探讨波动的普遍性。波动作为一种能量和信息传递的基本方式，在自然界中无处不在。从宏观的水波、声波，到微观的电磁波，其背后都遵循着一套普适的物理规律。 波的描述： 我们将从最基本的波的定义出发，引入波的位移方程、波形、波长、频率、周期、振幅、波速等关键参量。通过对这些参量的深入理解，学生将能够定量地描述和分析各种波动现象。本书将着重讲解一维和三维波动的数学表示，包括平面波、球面波等，并探讨波的叠加原理，这是理解干涉和衍射现象的基础。 波的传播： 接着，我们将研究波的传播过程。这包括对波动方程的推导，例如弦上的横波方程、声波方程等。学生将学习如何利用微积分和微分方程来描述波的动态演化。同时，我们将讨论波的能量和动量传播，以及波的功率和强度。 简谐波： 简谐振动是构成复杂波动的基础。本书将详细阐述简谐波的特性，包括其形成条件、数学表达式及其在不同介质中的传播。理解简谐波不仅有助于我们分析诸如乐器发出的声音等现象，更是为后续的光波等更复杂的波动现象打下基础。 波的叠加与干涉： 当两个或多个波在同一介质中传播并相遇时，会发生叠加现象。本书将深入探讨惠更斯原理，并以此为基础，详细解析干涉现象。无论是同源波的相长干涉和相消干涉，还是杨氏双缝干涉实验的精妙设计和原理，都将得到详尽的阐述。学生将学习如何计算干涉条纹的间距和位置，理解干涉在光学仪器和科学研究中的重要应用。 波的衍射： 当波遇到障碍物或通过狭缝时，会发生绕射现象，即波会向障碍物的几何阴影区域传播。本书将详细讲解惠更斯-菲涅耳原理，并以此为基础，分析单缝衍射、圆孔衍射、多缝衍射（光栅衍射）等重要衍射现象。我们将推导衍射条纹的分布公式，并探讨衍射在成像、光谱分析等领域的应用。 偏振： 对于横波，其振动方向与传播方向垂直，存在着不同方向的振动。偏振现象描述了这种振动方向的取向。本书将介绍线偏振、圆偏振、椭圆偏振等不同类型的偏振光，以及偏振的产生（如反射、折射、散射）和检测方法。偏振片、波片等光学器件的原理也将被深入剖析，这些在液晶显示、偏振显微镜等技术中扮演着关键角色。 第二部分：光学——波动理论的辉煌展现 光学作为研究光及其传播规律的学科，是波动理论最重要和最广泛的应用领域之一。本书将从经典光学出发，展示波动性在光的行为中所扮演的核心角色。 光的传播：几何光学基础 光线概念与成像： 虽然我们将在后续深入讨论光的波动性，但几何光学作为经典光学的起点，仍然是理解光学现象不可或缺的一部分。我们将介绍光线的概念，并基于光的直线传播、反射和折射定律，来分析各种光学元件（如平面镜、球面镜、透镜）的成像规律。学生将学习如何利用作图法和公式法来确定物像的位置、大小和性质。 透镜系统与像差： 我们将进一步讨论由多个透镜组成的复杂光学系统，例如望远镜和显微镜的工作原理。同时，为了追求更完美的成像效果，对像差的修正至关重要。本书将介绍球差、色差、彗差、像散等常见的几何像差和色像差，并简要介绍校正像差的方法。 光的波动性：干涉与衍射的应用 薄膜干涉： 本书将重点讲解薄膜干涉现象，如肥皂泡表面的彩色条纹、肥皂膜的颜色变化等。我们将推导薄膜干涉的条件，并分析其在光学增透膜、干涉滤光片等方面的应用。 迈克尔逊干涉仪： 迈克尔逊干涉仪是验证光干涉性和测量波长的重要仪器。我们将详细介绍其结构、工作原理以及如何利用它来测量微小距离、研究物质的光学性质等。 夫琅和费衍射与菲涅耳衍射： 夫琅和费衍射是指波源和观察点都足够远（或放置透镜使之成像）的衍射情况，其数学处理相对简便。我们将详细分析单缝、双缝、光栅的夫琅和费衍射图样，并介绍其在光谱分析中的应用。菲涅耳衍射则考虑了波源和观察点均在衍射体附近的近场情况，其数学处理更为复杂，我们将引入菲涅耳衍射圆图等概念来理解其特征。 X射线衍射： X射线衍射是研究晶体结构的重要手段。虽然X射线是电磁波，但其衍射行为与可见光类似。本书将介绍布拉格定律，并简要阐述X射线衍射在材料科学、化学、生物学等领域中的广泛应用。 光的偏振及其应用 偏振光的产生与检测： 重复强调偏振作为波动特性的重要性，我们将再次回顾偏振光的产生机制（如反射、折射、散射）以及如何通过偏振片进行检测。 双折射现象： 某些各向异性晶体（如方解石）对于不同偏振方向的光具有不同的折射率，从而产生双折射现象。我们将介绍寻常光和非常光，以及双折射晶体在制造偏振元件中的应用。 旋光现象： 一些物质（如糖溶液、石英）能够使偏振光的偏振面旋转，这种现象称为旋光。我们将介绍旋光强度、旋光率等概念，并阐述旋光在化学分析、生物医学等领域的应用。 光的色彩与光谱 色散： 不同颜色的光（即不同频率的光）在介质中的折射率不同，导致它们以不同速度传播，这种现象称为色散。我们将介绍正常色散和反常色散，并解释棱镜分光、彩虹的形成等现象。 光谱分析： 光谱分析是物质鉴定的重要手段。我们将介绍连续光谱、线状光谱和带状光谱，并阐述吸收光谱和发射光谱的形成原理。 教学特色与目标 本书的编写始终贯穿以下几个教学目标： 1. 概念的深度理解： 我们不仅提供数学公式，更注重对物理概念的深入剖析，通过类比、图示和实例，帮助学生建立直观的物理图像。 2. 数学工具的熟练运用： 物理学离不开数学工具。本书将引导学生熟练运用微积分、微分方程、矢量等数学方法来解决物理问题。 3. 理论与实践的结合： 在讲解基本原理的同时，本书将穿插大量实际应用案例，例如光学仪器、通信技术、激光应用等，让学生体会物理知识的价值。 4. 问题解决能力的培养： 每章都配有精心设计的习题，涵盖概念辨析、计算推导、综合应用等不同层次，旨在锻炼学生的分析问题和解决问题的能力。 《大学物理（第二卷） 波动与光学/iCourse·教材》旨在为学生提供一扇探索微观奥秘和宏观世界的窗口，让他们在掌握扎实的物理知识的同时，培养对科学的热爱和探索精神。本书的每个章节都力求内容充实、逻辑清晰、条理分明，以期成为学生学习道路上的可靠伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我最近在准备一些重要的考试，其中物理是必考科目，而且波动和光学这部分的内容占有相当大的比重。我急需一本能够帮助我快速、高效地掌握相关知识点的教材。我希望这本书的知识点梳理能够非常清晰，重点突出，并且有大量的例题和习题来巩固学习效果。我期待它的例题能够覆盖各种题型，从基础的概念理解到复杂的计算和分析，并且能够提供详尽的解题思路和步骤。至于习题，我希望它能够由易到难，由浅入深，并且最好能有一些具有挑战性的综合题，能够锻炼我的解题能力和应试技巧。我还希望书中的讲解能够简洁明了，避免冗余的学术术语，让我能够快速抓住核心要点。如果书中能够附带一些解题技巧和方法总结，那就更好了，这能帮助我事半功倍地提高备考效率。总而言之，我希望这本书能够成为我备考路上的“利器”，帮助我在这部分内容上取得优异的成绩。

评分☆☆☆☆☆

我是一名跨专业的学生，在学习物理的过程中，经常会遇到一些来自其他学科的知识盲点。我希望这本书在讲解波动和光学概念的时候，能够考虑到非物理专业背景的读者。我希望它的语言风格能够更加通俗易懂，避免过多的专业术语，或者在出现专业术语时，能够提供清晰的解释。我希望它能够将抽象的物理概念与我熟悉的领域联系起来，比如我可能对工程、材料、或者生命科学有所了解，如果书中能够通过这些领域的例子来阐述物理原理，那将大大提高我的学习效率和兴趣。例如，在讲解光的衍射时，如果能联系到图像处理中的滤波技术，或者在讲解波的干涉时，能联系到声学信号的处理，都会让我觉得这些知识与我息息相关。我希望这本书能够帮助我打开物理思维的大门，让我能够用物理的视角去理解和解决我专业领域内的问题。

评分☆☆☆☆☆

我在大学期间曾经学习过基础物理，但当时因为种种原因，对波动和光学部分并没有深入研究，留下了不少遗憾。现在，我希望能够重新拾起这段学习经历，并且对这些内容有一个更加全面和深入的理解。我希望这本书能够以一种更加系统的方式来讲解，将各个知识点串联起来，形成一个完整的知识体系。我希望作者能够注重知识的连贯性，从最基本的光的性质讲起，逐步深入到更复杂的现象和理论。我希望书中能够包含丰富的历史背景介绍，让我了解这些物理概念是如何一步步发展起来的，以及那些伟大的物理学家是如何思考和探索的。了解这些历史，往往能帮助我们更好地理解理论的内涵和意义。我还希望书中能够有一些对前沿研究的展望，让我知道波动和光学在当今科学技术中还有哪些新的发展和应用，这能激发我持续学习和探索的动力。

评分☆☆☆☆☆

我在学习过程中，非常重视对知识的批判性思考和逻辑推理能力的培养。我希望这本书能够鼓励读者进行独立思考，而不是被动接受书本上的结论。我希望书中能够提供一些开放性的问题，鼓励读者去探索不同的解释和可能性。在推导公式的过程中，我希望作者能够清晰地阐述每一步的逻辑依据，而不是直接给出结论。我希望书中能够包含一些对不同理论模型进行比较和分析的内容，让我能够理解不同理论的优劣势，以及它们是如何在科学发展中相互补充和修正的。我希望这本书能够引导我建立起严谨的科学思维方式，让我能够清晰地分析问题，逻辑地解决问题，并且能够对信息进行批判性评估。我希望通过阅读这本书，我的逻辑推理能力和分析问题的能力能够得到显著提升。

评分☆☆☆☆☆

我是一个喜欢思考和探究的人，对于物理现象背后的原理总是充满了好奇。虽然我已经不是第一次接触大学物理了，但对于波动和光学这两个专题，我总觉得还有很多未解之谜。我希望能在这本书中找到更深层次的解答。例如，在波动部分，我希望能够深入理解波的叠加原理，以及它在干涉和衍射现象中所扮演的关键角色。我想知道，为什么不同频率的波叠加在一起会产生如此奇特的现象，而这些现象又如何在实际生活中得到应用？在光学部分，我希望能更清晰地理解光的本质，是粒子还是波？亦或是二者皆是？我希望这本书能够提供一些关于量子光学和经典光学之间联系的线索，让我对光的理解更加全面。我也很想了解，在现代科技发展中，光学是如何发挥重要作用的，比如在通信、医疗、以及各种成像技术中。我希望这本书能够不仅仅停留在理论层面，还能提供一些前沿的研究方向和应用实例，激发我的科研兴趣，让我看到物理学在不断发展和进步的活力。

评分☆☆☆☆☆

我是一个注重细节和准确性的人，在学习物理知识时，我会非常关注教材的严谨性和权威性。我希望这本书在知识的表述上能够准确无误，概念的定义能够清晰精确，并且推导过程能够严谨可靠。我希望书中能够引用权威的物理学理论和实验证据，确保所提供的信息具有高度的可信度。我还希望这本书的编排结构能够清晰合理，逻辑流程顺畅，让我能够轻松地找到我需要的信息。如果书中能够提供详细的参考文献和索引，那对我进行更深入的研究将大有裨益。我也希望这本书的排版设计能够舒适美观，字体大小适中，段落清晰，能够让我长时间阅读而不感到疲劳。总而言之，我希望这本书能够成为我学习波动和光学时，一本值得信赖的“百科全书”，为我提供扎实可靠的知识基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，一本好的物理教材，应该能够激发学生的学习兴趣，而不仅仅是枯燥的知识灌输。我希望这本书能够采用更加生动有趣的方式来呈现内容。例如，书中能否包含一些有趣的物理实验演示，即使是文字描述，也希望能用一种引人入胜的方式来呈现，让我能够“身临其境”地感受到实验的过程和结果。我希望书中能够穿插一些物理学史的小故事，介绍那些伟大的科学家在探索波动和光学过程中遇到的困难和有趣的经历，这不仅能增加阅读的趣味性，也能让我们感受到科学探索的艰辛与伟大。我还希望书中能够有一些与日常生活相关的应用案例，比如彩虹的形成、声纳的原理、激光的应用等等，让我能够清晰地看到物理知识在现实世界中的价值。我希望这本书能够让我在学习的过程中，感受到物理的乐趣，而不是把它当作一项沉重的任务。

评分☆☆☆☆☆

作为一名物理爱好者，我对知识的深度和广度都有着很高的追求。我希望这本书不仅仅是教学大纲的简单复述，而是能够提供一些更加深入的探讨和拓展。我希望在理解了基本概念之后，能够进一步了解一些更加前沿的研究成果和未解之谜。例如，在波动部分，我希望能了解到关于非线性波动、混沌现象，或者与统计物理相关的波动问题。在光学部分，我希望能接触到更深层次的量子光学理论，比如光子的概念、量子纠缠在光学中的应用，以及光与物质相互作用的更精妙的解释。我希望书中能够包含一些能够引发思考的“疑难杂症”式的讨论，甚至是一些关于物理哲学层面的探讨。我希望能从这本书中汲取到更多有趣的知识点，开拓我的视野，让我对波动和光学这个领域产生更浓厚的探索欲望，甚至能够为我未来的学术研究提供一些灵感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的挺吸引人的，那深邃的蓝色背景，加上“大学物理（第二卷）”几个醒目的大字，还有“波动与光学”这个我一直以来都觉得既神秘又充满挑战的领域，以及“iCourse·教材”这个认证，都让我对它产生了浓厚的兴趣。我一直相信，一本好的教材不仅仅是知识的载体，更应该是一扇通往更深层次理解的大门。拿到这本书的时候，我迫不及待地翻开了目录，字里行间透露出严谨和系统的编排。我对其中的“波动”部分尤为期待，因为我总觉得波动现象在自然界中无处不在，从微观粒子的运动到宏观的天体运行，似乎都与波动有着千丝万缕的联系。而“光学”更是让人着迷，光是如此神奇的存在，它的传播、反射、折射、衍射，以及光与物质的相互作用，都蕴含着深刻的物理原理。我希望这本书能够以一种清晰易懂的方式，将这些复杂的概念层层剥开，让我能够真正掌握其中的精髓，而不是仅仅停留在表面。这本书的厚度也给我一种充实感，仿佛里面承载着无数的智慧和奥秘，等待我去一一探索。我希望它能给我带来一场关于波动与光明的精彩旅程，让我能够更深刻地认识这个奇妙的世界。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，选择这本书，很大程度上是因为我过去的物理学习经历。总的来说，我算是对物理有一定兴趣的，但每次遇到波动和光学这些内容的时候，总觉得有些力不从心。特别是那些复杂的数学推导和抽象的概念，常常让我感到头晕目眩。我一直觉得，物理的魅力在于它能够解释我们周围世界的种种现象，但如果书本本身就让学习者望而却步，那岂不是有点本末倒置了？所以我特别希望这本书在讲解这些内容的时候，能够更加注重物理概念的直观理解，而不是一味地堆砌公式。我希望作者能够用更加生动形象的语言，结合生活中的例子，甚至是巧妙的比喻，来阐述那些抽象的原理。我脑海里想象着，读这本书的时候，就像是在与一位经验丰富的老师对话，他能够循循善诱，把最难懂的问题，用最容易理解的方式讲清楚。我期待着它能够在我学习物理的道路上，成为一位可靠的引路人，帮助我克服对波动和光学的畏惧，甚至激发出我对这个领域的浓厚兴趣。我希望它能让我明白，物理并非遥不可及，而是与我们的生活息息相关，充满着奇妙的智慧。