大学物理简明教程
定价:¥69.80
作者: 陈爱喜,赵廷玉,罗益民
出版时间:2025-12
最新印次日期:2025-12
出版社:商务印书馆
- 商务印书馆
- 9787100261470
- 1-1
- 16开
- 2025-12
- 理学
- 物理学类
- 理工类
- 本科
作者简介
内容简介
本书根据教育部颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2023年版)编写而成,内容涵盖质点运动学、质点动力学、刚体的定轴转动、气体动理论、热力学基础、静电场、稳恒磁场、变化的电磁场、振动、波动、波动光学、狭义相对论和量子基础等.书中标注星号(∗)的章节为选学内容.在编写本书的过程中,编者汲取了国内外众多优秀教材的精华,融合了浙江理工大学在大学物理课程建设与教学研究方面的成果,旨在满足大学物理课程教学需求的同时,将能力培养和价值塑造融入课堂教学之中.
目录
第一篇 力学
第1章 质点运动学 2
1.1 质点运动的描述 3
1.1.1 质点 参考系 坐标系时间和空间 3
1.1.2 位置矢量与运动方程 4
1.1.3 位移与路程 5
1.1.4 速度和速率 5
1.1.5 加速度 7
1.1.6 质点运动学的两类问题 8
1.2 运动叠加原理 平面曲线运动圆周运动 12
1.2.1 运动叠加原理 12
1.2.2 平面曲线运动 切向加速度 法向加速度 13
1.2.3 径向速度 横向速度圆周运动的角量描述 16
拓展阅读 19
思考题 20
习 题 21
第2章 质点动力学 23
2.1 牛顿运动定律 24
2.1.1 牛顿第一定律 24
2.1.2 牛顿第二定律 25
2.1.3 牛顿第三定律 26
2.1.4 牛顿运动定律的应用 26
2.2 冲量 动量守恒定律 29
2.2.1 冲量 质点的动量定理 29
2.2.2 质点系的动量定理 32
2.2.3 动量守恒定律 34
2.3 功和能 机械能守恒定律 36
2.3.1 功 功率 36
2.3.2 质点的动能定理 39
2.3.3 质点系的功能原理 41
2.3.4 机械能守恒定律与能量守恒定律 46
拓展阅读 49
思考题 49
习 题 50
第3章 刚体的定轴转动 55
3.1 刚体运动的描述 56
3.1.1 平动和转动 56
3.1.2 定轴转动的角量描述 57
3.2 刚体定轴转动定律 转动惯量 58
3.2.1 力矩 58
3.2.2 转动定律 62
3.2.3 转动惯量 63
3.2.4 转动定律应用举例 66
3.3 刚体定轴转动的功和能 68
3.3.1 力矩的功 68
3.3.2 转动动能 68
3.3.3 刚体定轴转动的动能定理 69
3.3.4 刚体的重力势能 69
3.4 角动量定理 角动量守恒定律 71
3.4.1 质点的角动量定理和角动量守恒定律 72
3.4.2 刚体对定轴的角动量 74
3.4.3 刚体定轴转动的角动量定理 75
3.4.4 角动量守恒定律及其应用 76
3.5 碰撞 79
拓展阅读 82
思考题 82
习 题 83
第二篇 热学
第4章 气体动理论 88
4.1 平衡态 理想气体物态方程 89
4.1.1 平衡态 89
4.1.2 理想气体的微观模型处于平衡态的理想气体的统计假设 90
4.1.3 理想气体物态方程 91
4.1.4 统计规律的基本概念 91
4.2 理想气体的压强公式及其统计意义 92
4.3 热力学第零定律 94
4.3.1 温度公式及其微观解释 94
4.3.2 方均根速率 95
4.4 能量均分定理 理想气体的内能 96
4.4.1 分子的自由度 97
4.4.2 能量均分定理 98
4.4.3 理想气体的内能 99
4.5 麦克斯韦速率分布律 99
4.5.1 麦克斯韦速率分布律 100
4.5.2 3种统计速率 101
拓展阅读 105
思考题 105
习 题 106
第5章 热力学基础 108
5.1 准静态过程 内能 功
热量 109
5.1.1 准静态过程 109
5.1.2 内能、功和热量 109
5.1.3 准静态过程的功和热量 110
5.2 热力学第一定律及其应用 112
5.2.1 热力学第一定律 112
5.2.2 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用 113
5.3 循环过程和卡诺循环 120
5.3.1 循环过程 120
5.3.2 卡诺循环 123
5.4 热力学第二定律 卡诺定理 125
5.4.1 热力学第二定律的两种表述 125
5.4.2 热力学第二定律两种表述的等效性 127
5.4.3 可逆过程与不可逆过程 128
5.4.4 卡诺定理 129
拓展阅读 131
思考题 131
习 题 132
第三篇 电磁学
第6章 静电场 135
6.1 电场强度 136
6.1.1 电荷及其性质 136
6.1.2 库仑定律 136
6.1.3 电场强度的定义及计算 137
6.2 静电场中的高斯定理 143
6.2.1 电场强度通量 143
6.2.2 静电场中的高斯定理 146
6.3 静电场的环路定理 电势 151
6.3.1 静电场的环路定理 151
6.3.2 电势和电势差 153
6.3.3 等势面 157
6.4 静电场中的导体和电介质 158
6.4.1 静电场中的导体 158
∗6.4.2 静电场中的电介质 162
∗6.4.3 电介质中的电场 163
∗6.5 电容 电场能量 165
6.5.1 电容 165
6.5.2 电容器电容的计算 166
6.5.3 电场能量 167
拓展阅读 169
思考题 169
习 题 170
第7章 稳恒磁场 174
7.1 磁感应强度 175
7.1.1 磁现象 磁场 175
7.1.2 磁感应强度 176
7.2 磁感线 磁场中的高斯定理 176
7.2.1 磁通量 178
7.2.2 磁场中的高斯定理 178
7.3 毕奥萨伐尔定律及其应用 179
7.3.1 稳恒电流的磁场 179
7.3.2 毕奥萨伐尔定律的应用 180
7.4 磁场的安培环路定理 183
7.4.1 安培环路定理 183
7.4.2 安培环路定理的应用 184
7.5 磁场对运动电荷和载流导线的作用 187
7.5.1 洛伦兹力 187
7.5.2 带电粒子在磁场中的运动 188
∗7.5.3 霍尔效应 189
∗7.5.4 洛伦兹力在科学与工程技术中的应用实例 190
7.5.5 磁场对载流导线的作用 195
∗7.6 磁介质 198
7.6.1 磁介质的分类 198
7.6.2 顺磁质与抗磁质的磁化 199
7.6.3 铁磁质 200
拓展阅读 202
思考题 202
习 题 203
第8章 变化的电磁场 209
8.1 电磁感应的基本定律 210
8.1.1 电磁感应现象 210
8.1.2 法拉第电磁感应定律 211
8.1.3 楞次定律 211
8.2 动生电动势 214
8.2.1 电源 电动势 214
8.2.2 动生电动势 215
8.3 感生电动势和感生电场 217
8.3.1 感生电动势 涡旋电场 217
∗8.3.2 电子感应加速器 220
∗8.3.3 涡电流 221
∗8.4 自感 互感 磁场的能量 222
8.4.1 自感 222
8.4.2 互感 223
8.4.3 磁场的能量 225
∗8.5 麦克斯韦方程组 227
拓展阅读 229
思考题 229
习 题 231
第四篇 振动和波动
第9章 振动 236
9.1 简谐振动 237
9.1.1 简谐振动的方程、速度和加速度 237
9.1.2 描述简谐振动的特征量 238
9.1.3 旋转矢量法 240
9.1.4 简谐振动的其他实例 244
9.1.5 简谐振动的能量 246
9.2 简谐振动的合成 247
9.2.1 两个同方向、同频率的简谐振动的合成 247
∗9.2.2 相互垂直的简谐振动的合成 249
∗9.3 阻尼振动 受迫振动 共振 251
9.3.1 阻尼振动 251
9.3.2 受迫振动 共振 252
拓展阅读 253
思考题 254
习 题 254
第10章 波动 258
10.1 机械波 259
10.1.1 机械波的形成 259
10.1.2 描述波动的物理量 261
10.2 平面简谐波 262
10.2.1 平面简谐波的波函数 262
10.2.2 波函数的物理意义 263
∗10.2.3 平面波的波动方程 267
∗10.3 波的能量 267
10.3.1 波的能量和能量密度 268
10.3.2 波的能流和能流密度 269
10.3.3 球面波 波的吸收 269
10.4 波的衍射和干涉 270
10.4.1 惠更斯原理 波的衍射 270
10.4.2 波的干涉 272
∗10.5 驻波 275
10.5.1 驻波的形成 275
10.5.2 驻波方程 276
10.5.3 半波损失 278
10.5.4 弦线振动的简正模式 279
10.6 多普勒效应 280
∗10.7 冲击波 282
拓展阅读 282
思考题 283
习 题 283
第五篇 波动光学
第11章 波动光学 288
11.1 光的相干性 289
11.1.1 光源 289
11.1.2 光的相干性 289
11.1.3 光程 光程差 290
11.2 分波面干涉 291
11.2.1 杨氏双缝干涉 291
11.2.2 劳埃德镜 293
11.3 分振幅干涉 294
11.3.1 薄膜干涉 294
11.3.2 薄膜的等倾干涉 297
11.3.3 薄膜的等厚干涉 298
11.3.4 迈克耳孙干涉仪 301
11.4 光的衍射 302
11.4.1 光的衍射现象及其分类 303
11.4.2 惠更斯G菲涅耳原理 303
11.4.3 单缝夫琅禾费衍射 304
11.4.4 圆孔夫琅禾费衍射 307
11.4.5 光学仪器的分辨本领 308
11.5 光栅 309
11.5.1 光栅衍射现象 310
11.5.2 光栅衍射规律 310
11.5.3 光栅光谱 312
11.5.4 X射线衍射 313
11.6 光的偏振 314
11.6.1 自然光 偏振光 314
11.6.2 偏振片的起偏与检偏 316
11.6.3 马吕斯定律 317
11.6.4 反射光和折射光的偏振 317
拓展阅读 318
思考题 319
习 题 320
第六篇 近代物理基础
第12章 狭义相对论 324
12.1 经典时空观及其局限性 325
12.1.1 伽利略坐标变换 325
12.1.2 经典时空观 326
12.1.3 力学相对性原理 326
12.2 狭义相对论时空观 327
12.2.1 狭义相对论产生的实验基础和历史背景 327
12.2.2 爱因斯坦基本假设(狭义相对论的基本原理) 328
12.2.3 洛伦兹坐标变换 328
12.2.4 洛伦兹速度变换 331
12.2.5 狭义相对论时空观 332
12.3 相对论动力学基础 336
12.3.1 相对论质速关系 336
12.3.2 相对论的质能关系 337
12.3.3 能量和动量的关系 338
拓展阅读 339
思考题 340
习 题 340
第13章 量子基础 342
13.1 黑体辐射 343
13.1.1 黑体辐射实验定律 343
13.1.2 普朗克的能量子假设 344
13.2 光电效应 347
13.2.1 光电效应 347
13.2.2 爱因斯坦光量子理论 349
13.2.3 光的波粒二象性 350
13.3 康普顿效应 351
13.4 玻尔氢原子理论 354
13.4.1 氢原子光谱 354
13.4.2 经典原子模型的困难 355
13.4.3 玻尔的氢原子理论 355
13.5 德布罗意物质波 358
13.5.1 德布罗意波 358
13.5.2 德布罗意波的实验验证 360
13.5.3 德布罗意波的应用 361
13.5.4 德布罗意波的统计解释 361
13.6 不确定性原理 362
13.7 波函数 364
13.7.1 波函数 364
13.7.2 概率密度 365
13.7.3 波函数的标准化条件 365
13.8 薛定谔方程 366
13.8.1 薛定谔方程 366
13.8.2 定态薛定谔方程 367
13.8.3 一维无限深方势阱 368
13.8.4 一维方势垒 隧道效应 370
拓展阅读 372
思考题 372
习 题 373
第1章 质点运动学 2
1.1 质点运动的描述 3
1.1.1 质点 参考系 坐标系时间和空间 3
1.1.2 位置矢量与运动方程 4
1.1.3 位移与路程 5
1.1.4 速度和速率 5
1.1.5 加速度 7
1.1.6 质点运动学的两类问题 8
1.2 运动叠加原理 平面曲线运动圆周运动 12
1.2.1 运动叠加原理 12
1.2.2 平面曲线运动 切向加速度 法向加速度 13
1.2.3 径向速度 横向速度圆周运动的角量描述 16
拓展阅读 19
思考题 20
习 题 21
第2章 质点动力学 23
2.1 牛顿运动定律 24
2.1.1 牛顿第一定律 24
2.1.2 牛顿第二定律 25
2.1.3 牛顿第三定律 26
2.1.4 牛顿运动定律的应用 26
2.2 冲量 动量守恒定律 29
2.2.1 冲量 质点的动量定理 29
2.2.2 质点系的动量定理 32
2.2.3 动量守恒定律 34
2.3 功和能 机械能守恒定律 36
2.3.1 功 功率 36
2.3.2 质点的动能定理 39
2.3.3 质点系的功能原理 41
2.3.4 机械能守恒定律与能量守恒定律 46
拓展阅读 49
思考题 49
习 题 50
第3章 刚体的定轴转动 55
3.1 刚体运动的描述 56
3.1.1 平动和转动 56
3.1.2 定轴转动的角量描述 57
3.2 刚体定轴转动定律 转动惯量 58
3.2.1 力矩 58
3.2.2 转动定律 62
3.2.3 转动惯量 63
3.2.4 转动定律应用举例 66
3.3 刚体定轴转动的功和能 68
3.3.1 力矩的功 68
3.3.2 转动动能 68
3.3.3 刚体定轴转动的动能定理 69
3.3.4 刚体的重力势能 69
3.4 角动量定理 角动量守恒定律 71
3.4.1 质点的角动量定理和角动量守恒定律 72
3.4.2 刚体对定轴的角动量 74
3.4.3 刚体定轴转动的角动量定理 75
3.4.4 角动量守恒定律及其应用 76
3.5 碰撞 79
拓展阅读 82
思考题 82
习 题 83
第二篇 热学
第4章 气体动理论 88
4.1 平衡态 理想气体物态方程 89
4.1.1 平衡态 89
4.1.2 理想气体的微观模型处于平衡态的理想气体的统计假设 90
4.1.3 理想气体物态方程 91
4.1.4 统计规律的基本概念 91
4.2 理想气体的压强公式及其统计意义 92
4.3 热力学第零定律 94
4.3.1 温度公式及其微观解释 94
4.3.2 方均根速率 95
4.4 能量均分定理 理想气体的内能 96
4.4.1 分子的自由度 97
4.4.2 能量均分定理 98
4.4.3 理想气体的内能 99
4.5 麦克斯韦速率分布律 99
4.5.1 麦克斯韦速率分布律 100
4.5.2 3种统计速率 101
拓展阅读 105
思考题 105
习 题 106
第5章 热力学基础 108
5.1 准静态过程 内能 功
热量 109
5.1.1 准静态过程 109
5.1.2 内能、功和热量 109
5.1.3 准静态过程的功和热量 110
5.2 热力学第一定律及其应用 112
5.2.1 热力学第一定律 112
5.2.2 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用 113
5.3 循环过程和卡诺循环 120
5.3.1 循环过程 120
5.3.2 卡诺循环 123
5.4 热力学第二定律 卡诺定理 125
5.4.1 热力学第二定律的两种表述 125
5.4.2 热力学第二定律两种表述的等效性 127
5.4.3 可逆过程与不可逆过程 128
5.4.4 卡诺定理 129
拓展阅读 131
思考题 131
习 题 132
第三篇 电磁学
第6章 静电场 135
6.1 电场强度 136
6.1.1 电荷及其性质 136
6.1.2 库仑定律 136
6.1.3 电场强度的定义及计算 137
6.2 静电场中的高斯定理 143
6.2.1 电场强度通量 143
6.2.2 静电场中的高斯定理 146
6.3 静电场的环路定理 电势 151
6.3.1 静电场的环路定理 151
6.3.2 电势和电势差 153
6.3.3 等势面 157
6.4 静电场中的导体和电介质 158
6.4.1 静电场中的导体 158
∗6.4.2 静电场中的电介质 162
∗6.4.3 电介质中的电场 163
∗6.5 电容 电场能量 165
6.5.1 电容 165
6.5.2 电容器电容的计算 166
6.5.3 电场能量 167
拓展阅读 169
思考题 169
习 题 170
第7章 稳恒磁场 174
7.1 磁感应强度 175
7.1.1 磁现象 磁场 175
7.1.2 磁感应强度 176
7.2 磁感线 磁场中的高斯定理 176
7.2.1 磁通量 178
7.2.2 磁场中的高斯定理 178
7.3 毕奥萨伐尔定律及其应用 179
7.3.1 稳恒电流的磁场 179
7.3.2 毕奥萨伐尔定律的应用 180
7.4 磁场的安培环路定理 183
7.4.1 安培环路定理 183
7.4.2 安培环路定理的应用 184
7.5 磁场对运动电荷和载流导线的作用 187
7.5.1 洛伦兹力 187
7.5.2 带电粒子在磁场中的运动 188
∗7.5.3 霍尔效应 189
∗7.5.4 洛伦兹力在科学与工程技术中的应用实例 190
7.5.5 磁场对载流导线的作用 195
∗7.6 磁介质 198
7.6.1 磁介质的分类 198
7.6.2 顺磁质与抗磁质的磁化 199
7.6.3 铁磁质 200
拓展阅读 202
思考题 202
习 题 203
第8章 变化的电磁场 209
8.1 电磁感应的基本定律 210
8.1.1 电磁感应现象 210
8.1.2 法拉第电磁感应定律 211
8.1.3 楞次定律 211
8.2 动生电动势 214
8.2.1 电源 电动势 214
8.2.2 动生电动势 215
8.3 感生电动势和感生电场 217
8.3.1 感生电动势 涡旋电场 217
∗8.3.2 电子感应加速器 220
∗8.3.3 涡电流 221
∗8.4 自感 互感 磁场的能量 222
8.4.1 自感 222
8.4.2 互感 223
8.4.3 磁场的能量 225
∗8.5 麦克斯韦方程组 227
拓展阅读 229
思考题 229
习 题 231
第四篇 振动和波动
第9章 振动 236
9.1 简谐振动 237
9.1.1 简谐振动的方程、速度和加速度 237
9.1.2 描述简谐振动的特征量 238
9.1.3 旋转矢量法 240
9.1.4 简谐振动的其他实例 244
9.1.5 简谐振动的能量 246
9.2 简谐振动的合成 247
9.2.1 两个同方向、同频率的简谐振动的合成 247
∗9.2.2 相互垂直的简谐振动的合成 249
∗9.3 阻尼振动 受迫振动 共振 251
9.3.1 阻尼振动 251
9.3.2 受迫振动 共振 252
拓展阅读 253
思考题 254
习 题 254
第10章 波动 258
10.1 机械波 259
10.1.1 机械波的形成 259
10.1.2 描述波动的物理量 261
10.2 平面简谐波 262
10.2.1 平面简谐波的波函数 262
10.2.2 波函数的物理意义 263
∗10.2.3 平面波的波动方程 267
∗10.3 波的能量 267
10.3.1 波的能量和能量密度 268
10.3.2 波的能流和能流密度 269
10.3.3 球面波 波的吸收 269
10.4 波的衍射和干涉 270
10.4.1 惠更斯原理 波的衍射 270
10.4.2 波的干涉 272
∗10.5 驻波 275
10.5.1 驻波的形成 275
10.5.2 驻波方程 276
10.5.3 半波损失 278
10.5.4 弦线振动的简正模式 279
10.6 多普勒效应 280
∗10.7 冲击波 282
拓展阅读 282
思考题 283
习 题 283
第五篇 波动光学
第11章 波动光学 288
11.1 光的相干性 289
11.1.1 光源 289
11.1.2 光的相干性 289
11.1.3 光程 光程差 290
11.2 分波面干涉 291
11.2.1 杨氏双缝干涉 291
11.2.2 劳埃德镜 293
11.3 分振幅干涉 294
11.3.1 薄膜干涉 294
11.3.2 薄膜的等倾干涉 297
11.3.3 薄膜的等厚干涉 298
11.3.4 迈克耳孙干涉仪 301
11.4 光的衍射 302
11.4.1 光的衍射现象及其分类 303
11.4.2 惠更斯G菲涅耳原理 303
11.4.3 单缝夫琅禾费衍射 304
11.4.4 圆孔夫琅禾费衍射 307
11.4.5 光学仪器的分辨本领 308
11.5 光栅 309
11.5.1 光栅衍射现象 310
11.5.2 光栅衍射规律 310
11.5.3 光栅光谱 312
11.5.4 X射线衍射 313
11.6 光的偏振 314
11.6.1 自然光 偏振光 314
11.6.2 偏振片的起偏与检偏 316
11.6.3 马吕斯定律 317
11.6.4 反射光和折射光的偏振 317
拓展阅读 318
思考题 319
习 题 320
第六篇 近代物理基础
第12章 狭义相对论 324
12.1 经典时空观及其局限性 325
12.1.1 伽利略坐标变换 325
12.1.2 经典时空观 326
12.1.3 力学相对性原理 326
12.2 狭义相对论时空观 327
12.2.1 狭义相对论产生的实验基础和历史背景 327
12.2.2 爱因斯坦基本假设(狭义相对论的基本原理) 328
12.2.3 洛伦兹坐标变换 328
12.2.4 洛伦兹速度变换 331
12.2.5 狭义相对论时空观 332
12.3 相对论动力学基础 336
12.3.1 相对论质速关系 336
12.3.2 相对论的质能关系 337
12.3.3 能量和动量的关系 338
拓展阅读 339
思考题 340
习 题 340
第13章 量子基础 342
13.1 黑体辐射 343
13.1.1 黑体辐射实验定律 343
13.1.2 普朗克的能量子假设 344
13.2 光电效应 347
13.2.1 光电效应 347
13.2.2 爱因斯坦光量子理论 349
13.2.3 光的波粒二象性 350
13.3 康普顿效应 351
13.4 玻尔氢原子理论 354
13.4.1 氢原子光谱 354
13.4.2 经典原子模型的困难 355
13.4.3 玻尔的氢原子理论 355
13.5 德布罗意物质波 358
13.5.1 德布罗意波 358
13.5.2 德布罗意波的实验验证 360
13.5.3 德布罗意波的应用 361
13.5.4 德布罗意波的统计解释 361
13.6 不确定性原理 362
13.7 波函数 364
13.7.1 波函数 364
13.7.2 概率密度 365
13.7.3 波函数的标准化条件 365
13.8 薛定谔方程 366
13.8.1 薛定谔方程 366
13.8.2 定态薛定谔方程 367
13.8.3 一维无限深方势阱 368
13.8.4 一维方势垒 隧道效应 370
拓展阅读 372
思考题 372
习 题 373




