大学物理学简明教程
定价：￥69.00
作者： 张永梅
出版时间：2026-02-25
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111798910
- 1-1
- 2026-02-25
内容简介
本书根据教育部最新颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，结合大学物理课程的教学需求编写而成。全书分为六部分，内容分别为力学、振动与波动、光学、热学、电磁学和近代物理学。
本书在内容上坚持“浅、宽”的特点，简化数学推导，强调物理概念和物理图像的建立，以及物理思想与研究方法的学习；在叙述方式上力求做到概念准确、通俗易懂，并以大量实例使内容更加生动、有趣。章节中的应用拓展模块，练习中的思维拓展模块，旨在培养学生的思维能力、创新能力。
本书为高等院校理工科非物理专业大学物理课程的教材，也可作为高校物理教师、学生和相关技术人员的参考书。
本书在内容上坚持“浅、宽”的特点，简化数学推导，强调物理概念和物理图像的建立，以及物理思想与研究方法的学习；在叙述方式上力求做到概念准确、通俗易懂，并以大量实例使内容更加生动、有趣。章节中的应用拓展模块，练习中的思维拓展模块，旨在培养学生的思维能力、创新能力。
本书为高等院校理工科非物理专业大学物理课程的教材，也可作为高校物理教师、学生和相关技术人员的参考书。
目录
目录
CONTENTS
前言
第1部分力学
第1章质点力学
1.1质点运动学
1.1.1物理模型——质点
1.1.2参考系坐标系
1.1.3描述质点运动的基本物理量
1.1.4质点运动学的两类问题
1.1.5圆周运动
1.1.6应用拓展——全球定位系统（GPS）
1.2牛顿运动定律
1.2.1牛顿运动定律的内容
1.2.2力学中常见的几种力
1.2.3牛顿运动定律的应用
1.3质点的基本运动定理
1.3.1质点动量定理
1.3.2质点动能定理
1.3.3质点的角动量定理
思考与练习
第2章刚体的转动
2.1刚体运动的描述
2.1.1刚体的平动
2.1.2刚体的转动
2.1.3刚体定轴转动运动学规律
2.2刚体定轴转动的力学规律
2.2.1刚体定轴转动的转动定律
2.2.2刚体的角动量和角动量守恒定律
2.2.3刚体定轴转动的动能定理
2.3应用拓展——陀螺仪
思考与练习
第2部分振动与波动
第3章机械振动
3.1简谐振动
3.1.1弹簧振子的振动
3.1.2弹簧振子的运动方程
3.1.3描述简谐振动的特征量
3.1.4简谐振动的描述
3.1.5简谐振动的能量
3.1.6应用拓展——地震仪
3.2简谐振动的叠加
3.2.1同一直线上两个同频率简谐振动的叠加
3.2.2多个同方向、同频率简谐振动的叠加
3.2.3二维振动的叠加
*3.3谐振子的驱动和耗散
3.3.1阻尼振动
3.3.2受迫振动和共振
思考与练习
第4章机械波
4.1机械波的形成
4.1.1机械波的形成条件
4.1.2横波与纵波
4.1.3波的几何描述
4.2平面简谐波
4.2.1机械波波动方程
4.2.2简谐波波函数
4.2.3波函数的特征量
4.2.4应用拓展——汽车雷达测速
4.3波的能量和能流
4.3.1波的能量
4.3.2波强度
4.4波的叠加与干涉
4.4.1波的叠加原理
4.4.2波的干涉
4.5驻波
4.5.1驻波的产生
4.5.2驻波方程
4.5.3驻波特点
4.5.4驻波的能量
4.5.5反射波的相位跃变
4.5.6振动的简正模式
4.5.7应用拓展——超声波
思考与练习
第3部分光学
第5章光的干涉
5.1光波及其相干性
5.1.1光源
5.1.2相干光
5.1.3光程和光程差
5.1.4透镜的等光程性
5.2分波前干涉
5.3分振幅干涉
5.3.1平面薄膜干涉
5.3.2劈尖干涉
5.3.3牛顿环
5.4迈克耳孙干涉仪
5.4.1迈克耳孙干涉仪结构
5.4.2干涉图样
5.4.3应用拓展——光学相干断层扫描成像技术
思考与练习
第6章光的衍射
6.1惠更斯菲涅耳原理
6.1.1惠更斯菲涅耳原理
6.1.2衍射现象分类
6.2单缝衍射
6.2.1单缝衍射图样的形成
6.2.2单缝衍射图样的特点
6.3圆孔衍射和光学仪器分辨能力
6.3.1圆孔衍射
6.3.2光学仪器分辨本领
6.3.3应用拓展——天眼
6.4光栅衍射
6.4.1平面透射光栅衍射条纹的形成
6.4.2光栅衍射图样的特点
6.4.3光栅的衍射光谱及性能指标
6.4.4应用拓展——闪耀光栅
思考与练习
第7章光的偏振
7.1光的偏振态
7.1.1自然光
7.1.2偏振光
7.2偏振片和马吕斯定律
7.2.1起偏与检偏
7.2.2马吕斯定律
7.2.3应用拓展——偏振探测识别技术
7.3光在反射和折射时的偏振
7.4晶体的双折射现象
7.4.1双折射现象
7.4.2光轴、主平面和主截面
7.4.3o光与e光的折射率
7.4.4惠更斯原理对双折射的解释
7.4.5晶体双折射的应用——波片
思考与练习
第4部分热学
第8章热平衡态的气体分子动理论
8.1分子运动论和统计规律
8.1.1分子热运动的基本特点
8.1.2理想气体分子的微观模型
8.1.3热运动的统计性假设
8.2理想气体状态方程
8.2.1理想气体状态方程
*8.2.2阿伏伽德罗常量的测定
8.3理想气体的压强和温度的统计意义
8.3.1理想气体压强
8.3.2温度的微观解释
8.4气体分子速率分布律
8.4.1速率分布函数
8.4.2麦克斯韦速率分布
8.4.3三种统计速率
8.4.4应用拓展——泄流与同位素分离
8.5气体分子的碰撞
8.5.1气体分子平均碰撞频率
8.5.2气体分子的平均自由程
思考与练习
第9章热力学第一定律
9.1理想气体的热力学能
9.1.1气体分子的自由度
9.1.2能量均分定理
9.1.3理想气体的热力学能
9.2热力学第一定律
9.2.1系统与环境
9.2.2准静态过程
9.2.3理想气体的功
9.2.4热量
9.2.5热力学第一定律
9.3典型的理想气体的准静态过程
9.3.1等体过程
9.3.2等压过程
9.3.3等温过程
9.3.4绝热过程
9.3.5典型准静态过程总结
9.4热力学循环
9.4.1循环过程
9.4.2卡诺循环
9.4.3应用拓展——如何提高车用汽油机效率
思考与练习
第10章热力学第二定律
10.1热力学第二定律
10.1.1可逆过程与不可逆过程
10.1.2开尔文表述与克劳修斯表述
10.1.3应用拓展——冰箱是如何制冷的
10.2卡诺定理与熵
10.2.1卡诺定理
10.2.2熵的定义
*10.2.3熵变的计算
10.2.4熵增加原理
10.3熵的统计解释
思考与练习
第5部分电磁学
第11章静电场
11.1库仑定律
11.1.1电荷
11.1.2库仑定律
11.1.3静电力叠加原理
11.2电场电场强度
11.2.1静电场
11.2.2电场强度矢量
11.2.3场强叠加原理
11.2.4电场强度的计算
11.2.5应用拓展——静电复印
11.3高斯定理
11.3.1电场线
11.3.2电通量
11.3.3高斯定理
11.3.4高斯定理的应用
11.4静电场的环路定理电势
11.4.1静电场是保守力场
11.4.2静电场的环路定理
11.4.3电势能、电势差和电势
11.4.4电势的计算
11.4.5场强和电势的微分关系
11.4.6静电场的能量
11.5电介质及其极化
11.5.1分子电结构
11.5.2电介质极化的微观机理
11.5.3电介质极化的宏观表现
11.5.4电介质极化的定量描述
11.5.5电介质损耗和击穿
11.5.6电介质中的高斯定理
11.5.7应用拓展——压电效应
思考与练习
第12章稳恒磁场
12.1磁场磁感应强度
12.1.1磁现象
12.1.2磁感应强度
12.2毕奥萨伐尔定律
12.2.1毕奥萨伐尔定律的内容
12.2.2运动电荷的磁场
12.3磁场的高斯定理
12.3.1磁场线
12.3.2磁通量
12.3.3磁场的高斯定理
12.4安培环路定理
12.4.1稳恒磁场的安培环路定理
12.4.2安培环路定理的应用
12.5磁场对运动电荷的作用
12.5.1带电粒子在磁场中的运动
12.5.2带电粒子在电磁场中的运动
12.5.3应用拓展——霍尔电流传感器
12.6磁场对载流导线的作用
12.6.1安培定律
12.6.2磁场对平面载流线圈的作用
12.6.3应用拓展——电磁炮
12.7磁介质及磁化
12.7.1物质磁性的起源
12.7.2物质磁性的分类
12.7.3弱磁质磁化的微观机理
12.7.4磁化面电流
12.7.5弱磁质磁化的定量描述
12.7.6有磁介质时的高斯定理
12.7.7有磁介质时的安培环路定理
12.7.8磁介质的磁化规律
12.7.9铁磁材料
12.7.10应用拓展——巨磁电阻效应
思考与练习
第13章变化的电磁场
13.1电磁感应定律
13.1.1电磁感应现象的发现
13.1.2法拉第电磁感应定律
13.1.3楞次定律
13.2动生电动势
13.2.1电源电动势
13.2.2动生电动势
13.3感生电动势与感生电场
13.3.1感生电动势与感生电场
13.3.2涡电流
13.3.3应用拓展——电子感应加速器
13.4电路中的电磁感应磁场的能量
13.4.1自感
13.4.2互感
13.4.3磁场的能量
13.5位移电流
13.5.1电流场
13.5.2电流连续性方程
13.5.3电流恒定条件
13.5.4位移电流
13.6麦克斯韦电磁场方程
思考与练习
第14章电磁波
14.1从电路中的电磁振荡到电磁辐射
14.1.1电磁波的形成
14.1.2电磁振荡
14.1.3偶极振子的电磁辐射
14.2从麦克斯韦方程组到波动方程
14.3理想介质中的均匀平面波
14.3.1理想介质中均匀平面波
14.3.2电磁波的能量
14.3.3电磁波的能流密度
14.4电磁波动量
14.5电磁波谱
14.6电磁波的应用拓展
14.6.1光谱分析
14.6.2雷达
思考与练习
第6部分近代物理学
第15章狭义相对论
15.1经典力学的时空观
15.1.1伽利略相对性原理
15.1.2伽利略变换
15.1.3经典力学的绝对时空观（伽利略牛顿时空观）
15.2狭义相对论的基本原理
15.2.1狭义相对论基本原理的内容
15.2.2洛伦兹变换
15.3狭义相对论的时空观
15.3.1同时的相对性
15.3.2时间延缓效应
15.3.3长度收缩效应
15.4狭义相对论的动力学
15.4.1相对论质量
15.4.2相对论动力学方程
15.4.3相对论能量
15.4.4动量与能量的关系
15.4.5应用拓展
思考与练习
第16章量子物理基础
16.1光的波粒二象性
16.1.1热辐射与普朗克的量子化假设
16.1.2光电效应
16.1.3光的波粒二象性
16.2电子的波粒二象性
16.2.1德布罗意假设
16.2.2海森伯不确定性关系
16.2.3波函数及其统计诠释
16.3薛定谔方程
16.3.1含时薛定谔方程
16.3.2定态薛定谔方程
16.3.3定态薛定谔方程的应用
16.4工程技术中的应用
16.4.1激光的原理和应用
16.4.2PN结
思考与练习
附录
附录A国际单位制
附录B希腊字母
附录C基本物理常量
参考文献
CONTENTS
前言
第1部分力学
第1章质点力学
1.1质点运动学
1.1.1物理模型——质点
1.1.2参考系坐标系
1.1.3描述质点运动的基本物理量
1.1.4质点运动学的两类问题
1.1.5圆周运动
1.1.6应用拓展——全球定位系统（GPS）
1.2牛顿运动定律
1.2.1牛顿运动定律的内容
1.2.2力学中常见的几种力
1.2.3牛顿运动定律的应用
1.3质点的基本运动定理
1.3.1质点动量定理
1.3.2质点动能定理
1.3.3质点的角动量定理
思考与练习
第2章刚体的转动
2.1刚体运动的描述
2.1.1刚体的平动
2.1.2刚体的转动
2.1.3刚体定轴转动运动学规律
2.2刚体定轴转动的力学规律
2.2.1刚体定轴转动的转动定律
2.2.2刚体的角动量和角动量守恒定律
2.2.3刚体定轴转动的动能定理
2.3应用拓展——陀螺仪
思考与练习
第2部分振动与波动
第3章机械振动
3.1简谐振动
3.1.1弹簧振子的振动
3.1.2弹簧振子的运动方程
3.1.3描述简谐振动的特征量
3.1.4简谐振动的描述
3.1.5简谐振动的能量
3.1.6应用拓展——地震仪
3.2简谐振动的叠加
3.2.1同一直线上两个同频率简谐振动的叠加
3.2.2多个同方向、同频率简谐振动的叠加
3.2.3二维振动的叠加
*3.3谐振子的驱动和耗散
3.3.1阻尼振动
3.3.2受迫振动和共振
思考与练习
第4章机械波
4.1机械波的形成
4.1.1机械波的形成条件
4.1.2横波与纵波
4.1.3波的几何描述
4.2平面简谐波
4.2.1机械波波动方程
4.2.2简谐波波函数
4.2.3波函数的特征量
4.2.4应用拓展——汽车雷达测速
4.3波的能量和能流
4.3.1波的能量
4.3.2波强度
4.4波的叠加与干涉
4.4.1波的叠加原理
4.4.2波的干涉
4.5驻波
4.5.1驻波的产生
4.5.2驻波方程
4.5.3驻波特点
4.5.4驻波的能量
4.5.5反射波的相位跃变
4.5.6振动的简正模式
4.5.7应用拓展——超声波
思考与练习
第3部分光学
第5章光的干涉
5.1光波及其相干性
5.1.1光源
5.1.2相干光
5.1.3光程和光程差
5.1.4透镜的等光程性
5.2分波前干涉
5.3分振幅干涉
5.3.1平面薄膜干涉
5.3.2劈尖干涉
5.3.3牛顿环
5.4迈克耳孙干涉仪
5.4.1迈克耳孙干涉仪结构
5.4.2干涉图样
5.4.3应用拓展——光学相干断层扫描成像技术
思考与练习
第6章光的衍射
6.1惠更斯菲涅耳原理
6.1.1惠更斯菲涅耳原理
6.1.2衍射现象分类
6.2单缝衍射
6.2.1单缝衍射图样的形成
6.2.2单缝衍射图样的特点
6.3圆孔衍射和光学仪器分辨能力
6.3.1圆孔衍射
6.3.2光学仪器分辨本领
6.3.3应用拓展——天眼
6.4光栅衍射
6.4.1平面透射光栅衍射条纹的形成
6.4.2光栅衍射图样的特点
6.4.3光栅的衍射光谱及性能指标
6.4.4应用拓展——闪耀光栅
思考与练习
第7章光的偏振
7.1光的偏振态
7.1.1自然光
7.1.2偏振光
7.2偏振片和马吕斯定律
7.2.1起偏与检偏
7.2.2马吕斯定律
7.2.3应用拓展——偏振探测识别技术
7.3光在反射和折射时的偏振
7.4晶体的双折射现象
7.4.1双折射现象
7.4.2光轴、主平面和主截面
7.4.3o光与e光的折射率
7.4.4惠更斯原理对双折射的解释
7.4.5晶体双折射的应用——波片
思考与练习
第4部分热学
第8章热平衡态的气体分子动理论
8.1分子运动论和统计规律
8.1.1分子热运动的基本特点
8.1.2理想气体分子的微观模型
8.1.3热运动的统计性假设
8.2理想气体状态方程
8.2.1理想气体状态方程
*8.2.2阿伏伽德罗常量的测定
8.3理想气体的压强和温度的统计意义
8.3.1理想气体压强
8.3.2温度的微观解释
8.4气体分子速率分布律
8.4.1速率分布函数
8.4.2麦克斯韦速率分布
8.4.3三种统计速率
8.4.4应用拓展——泄流与同位素分离
8.5气体分子的碰撞
8.5.1气体分子平均碰撞频率
8.5.2气体分子的平均自由程
思考与练习
第9章热力学第一定律
9.1理想气体的热力学能
9.1.1气体分子的自由度
9.1.2能量均分定理
9.1.3理想气体的热力学能
9.2热力学第一定律
9.2.1系统与环境
9.2.2准静态过程
9.2.3理想气体的功
9.2.4热量
9.2.5热力学第一定律
9.3典型的理想气体的准静态过程
9.3.1等体过程
9.3.2等压过程
9.3.3等温过程
9.3.4绝热过程
9.3.5典型准静态过程总结
9.4热力学循环
9.4.1循环过程
9.4.2卡诺循环
9.4.3应用拓展——如何提高车用汽油机效率
思考与练习
第10章热力学第二定律
10.1热力学第二定律
10.1.1可逆过程与不可逆过程
10.1.2开尔文表述与克劳修斯表述
10.1.3应用拓展——冰箱是如何制冷的
10.2卡诺定理与熵
10.2.1卡诺定理
10.2.2熵的定义
*10.2.3熵变的计算
10.2.4熵增加原理
10.3熵的统计解释
思考与练习
第5部分电磁学
第11章静电场
11.1库仑定律
11.1.1电荷
11.1.2库仑定律
11.1.3静电力叠加原理
11.2电场电场强度
11.2.1静电场
11.2.2电场强度矢量
11.2.3场强叠加原理
11.2.4电场强度的计算
11.2.5应用拓展——静电复印
11.3高斯定理
11.3.1电场线
11.3.2电通量
11.3.3高斯定理
11.3.4高斯定理的应用
11.4静电场的环路定理电势
11.4.1静电场是保守力场
11.4.2静电场的环路定理
11.4.3电势能、电势差和电势
11.4.4电势的计算
11.4.5场强和电势的微分关系
11.4.6静电场的能量
11.5电介质及其极化
11.5.1分子电结构
11.5.2电介质极化的微观机理
11.5.3电介质极化的宏观表现
11.5.4电介质极化的定量描述
11.5.5电介质损耗和击穿
11.5.6电介质中的高斯定理
11.5.7应用拓展——压电效应
思考与练习
第12章稳恒磁场
12.1磁场磁感应强度
12.1.1磁现象
12.1.2磁感应强度
12.2毕奥萨伐尔定律
12.2.1毕奥萨伐尔定律的内容
12.2.2运动电荷的磁场
12.3磁场的高斯定理
12.3.1磁场线
12.3.2磁通量
12.3.3磁场的高斯定理
12.4安培环路定理
12.4.1稳恒磁场的安培环路定理
12.4.2安培环路定理的应用
12.5磁场对运动电荷的作用
12.5.1带电粒子在磁场中的运动
12.5.2带电粒子在电磁场中的运动
12.5.3应用拓展——霍尔电流传感器
12.6磁场对载流导线的作用
12.6.1安培定律
12.6.2磁场对平面载流线圈的作用
12.6.3应用拓展——电磁炮
12.7磁介质及磁化
12.7.1物质磁性的起源
12.7.2物质磁性的分类
12.7.3弱磁质磁化的微观机理
12.7.4磁化面电流
12.7.5弱磁质磁化的定量描述
12.7.6有磁介质时的高斯定理
12.7.7有磁介质时的安培环路定理
12.7.8磁介质的磁化规律
12.7.9铁磁材料
12.7.10应用拓展——巨磁电阻效应
思考与练习
第13章变化的电磁场
13.1电磁感应定律
13.1.1电磁感应现象的发现
13.1.2法拉第电磁感应定律
13.1.3楞次定律
13.2动生电动势
13.2.1电源电动势
13.2.2动生电动势
13.3感生电动势与感生电场
13.3.1感生电动势与感生电场
13.3.2涡电流
13.3.3应用拓展——电子感应加速器
13.4电路中的电磁感应磁场的能量
13.4.1自感
13.4.2互感
13.4.3磁场的能量
13.5位移电流
13.5.1电流场
13.5.2电流连续性方程
13.5.3电流恒定条件
13.5.4位移电流
13.6麦克斯韦电磁场方程
思考与练习
第14章电磁波
14.1从电路中的电磁振荡到电磁辐射
14.1.1电磁波的形成
14.1.2电磁振荡
14.1.3偶极振子的电磁辐射
14.2从麦克斯韦方程组到波动方程
14.3理想介质中的均匀平面波
14.3.1理想介质中均匀平面波
14.3.2电磁波的能量
14.3.3电磁波的能流密度
14.4电磁波动量
14.5电磁波谱
14.6电磁波的应用拓展
14.6.1光谱分析
14.6.2雷达
思考与练习
第6部分近代物理学
第15章狭义相对论
15.1经典力学的时空观
15.1.1伽利略相对性原理
15.1.2伽利略变换
15.1.3经典力学的绝对时空观（伽利略牛顿时空观）
15.2狭义相对论的基本原理
15.2.1狭义相对论基本原理的内容
15.2.2洛伦兹变换
15.3狭义相对论的时空观
15.3.1同时的相对性
15.3.2时间延缓效应
15.3.3长度收缩效应
15.4狭义相对论的动力学
15.4.1相对论质量
15.4.2相对论动力学方程
15.4.3相对论能量
15.4.4动量与能量的关系
15.4.5应用拓展
思考与练习
第16章量子物理基础
16.1光的波粒二象性
16.1.1热辐射与普朗克的量子化假设
16.1.2光电效应
16.1.3光的波粒二象性
16.2电子的波粒二象性
16.2.1德布罗意假设
16.2.2海森伯不确定性关系
16.2.3波函数及其统计诠释
16.3薛定谔方程
16.3.1含时薛定谔方程
16.3.2定态薛定谔方程
16.3.3定态薛定谔方程的应用
16.4工程技术中的应用
16.4.1激光的原理和应用
16.4.2PN结
思考与练习
附录
附录A国际单位制
附录B希腊字母
附录C基本物理常量
参考文献
