大學物理

《大學物理（上冊）》本書是為適應我國目前獨立學院的教學需求而編寫的。全書分上、下兩冊：上冊包括質點運動學、質點動力學、剛體的定軸轉動、機械振動、機械波和波動光學；下冊包括靜電場、穩恆磁場、電磁感應和電磁場、氣體動理論基礎、熱力學基礎、相對論和量子物理基礎。本書選材適當，高起點地選擇經典物理學的內容，基本概念清晰，重在熟練運用高等數學處理物理問題的訓練，注重培養科學的思維方法并力爭反映科技的新發展，以拓寬學生的視野。

本書適用90學時左右的工科物理教學，也可作為高職高專、成人教育的教材或參考書。

隨著我國高等教育工作的逐年發展，高等教育的學科分類及層次都處在不斷拓展的狀態，高校教育已呈現大眾化的趨勢，“獨立學院”已成為高等教育層面的不可或缺的一部分。目前我國有獨立學院300餘所，物理課的時數均在100課時以內，編寫一套適合這一層面的大學物理教材已是急需而現實的工作。

本書共分上、下兩冊，在教材體系的編排上做了一些改動。上冊包括力學、振動和波動，光的干涉、衍射和偏振；下冊包括靜電場、穩恆磁場、電磁感應、氣體分子動理論、熱力學基礎及近代物理基礎部分。把波動光學部分緊排在機械振動和機械波的後面，是考慮到光雖然是電磁波，但與機械波都具有波動的共性；而且，講完機械波就講電磁波（光），在知識上具有一定的連貫性，對學生鞏固基礎知識、提升處理問題的方法有益無害。

每章后都配有本章提要及習題，習題有選擇、填空和計算三種類型。選擇題對學生精準地掌握基本概念很有利，可作為課堂練習。

為了拉近與科技前沿的距離，也為了開拓學生的視野和滿足其探索新知識的慾望，我們還編排了部分閱讀材料。

本書立足於高起點講解處理經典物理的內容，側重高等數學在物理學中的應用，旨在使學生儘可能在短時間內應用微積分處理物理問題，同時也注意與培養應用型人才相適應的教材的實用性，側重物理與實際的應用相結合。

書中帶*的部分可供教學中酌情選講。

本書採用國際單位制。

參加本書編寫的有：雋珽、王岩（第1~3章），董蓮芝、王慧娣（緒論，第4、5章）；倪牟翠（第6~8章），周麗（第9~11章），李效峰、段學智（第12~15章）。全書由董蓮芝審定，倪牟翠統稿。

清華大學出版社與長春建築學院對本書的編寫和出版給予了大力支持，在此深表感謝。

由於編者水平有限，書中疏漏與錯誤之處在所難免，懇請讀者不吝指教，使之日臻完美。

編者2010年10月於長春

緒論

力學基礎篇

第1章質點運動學

1.1質點運動的描述

1.1.1參考系坐標系質點

1.1.2位置矢量運動方程軌跡方程位移

1.1.3速度

1.1.4加速度

1.1.5運動的二類問題

1.2圓周運動

1.2.1自然坐標系

1.2.2圓周運動的切向加速度及法向加速度

1.2.3圓周運動的角量描述

1.3相對運動

1.3.1相對位矢

1.3.2相對位移

1.3.3相對速度

1.3.4相對加速度

本章提要

習題

第2章質點動力學

2.1牛頓運動定律

2.1.1第一定律

2.1.2第二定律

2.1.3第三定律

2.2幾種常見的力

2.2.1重力

2.2.2彈性力

2.2.3摩擦力

2.3牛頓定律的應用舉例

*2.4慣性系與非慣性系

2.4.1慣性系力學的相對性原理

2.4.2非慣性系慣性力

2.5動量動量守恆定律

2.5.1衝量動量及動量定理

2.5.2質點系動量定理和質心運動定理

2.5.3動量守恆定律

2.5.4碰撞

2.6功和能機械能守恆定律

2.6.1功及功率

2.6.2動能和動能定理

2.6.3保守力勢能

2.6.4功能原理機械能守恆定律

本章提要

閱讀材料蝴蝶效應

習題

第3章剛體的定軸轉動

3.1剛體運動

3.1.1剛體

3.1.2剛體運動

3.1.3定軸轉動

3.2力矩轉動定律轉動慣量

3.2.1力矩

3.2.2轉動定律

3.2.3轉動慣量

3.3轉動動能力矩的功轉動動能定理

3.3.1轉動動能

3.3.2力矩的功

3.3.3剛體定軸轉動的動能定理

3.4角動量角動量定理角動量守恆定律

3.4.1角動量（動量矩）

3.4.2角動量定理

3.4.3角動量守恆定律

本章提要

習題

第4章機械振動

4.1簡諧振動

4.2簡諧振動的描述

4.2.1描述簡諧振動的物理量

4.2.2振幅和初位相的確定

4.3簡諧振動的旋轉矢量表示法

4.4簡諧振動的能量

4.5簡諧振動的合成

4.5.1同方向同頻率簡諧振動的合成

4.5.2同方向不同頻率的簡諧振動的合成

*4.6相互垂直的簡諧振動的合成

4.6.1同頻率的相互垂直振動的合成

4.6.2不同頻率的相互垂直振動的合成——李薩如圖形

*4.7阻尼振動受迫振動共振

4.7.1阻尼振動

4.7.2受迫振動

4.7.3共振

本章提要

習題

第5章機械波

5.1機械波的形成和傳播

5.1.1機械波產生的條件

5.1.2橫波和縱波

5.1.3波的幾何描述

5.1.4簡諧波

5.1.5描述波動的基本物理量

5.2平面簡諧波的波動方程

5.2.1平面簡諧波的波動方程

5.2.2波動方程的物理意義

5.3波的能量聲波和聲強級

5.3.1波的能量和能量密度

5.3.2波的能流和能流密度

5.3.3波的吸收

5.3.4聲波聲壓聲強級

5.4惠更斯原理波的干涉

5.4.1惠更斯原理

5.4.2波的衍射

5.4.3波的疊加原理

5.4.4波的干涉

*5.5駐波

5.5.1駐波方程

5.5.2駐波的特點

*5.6多普勒效應

本章提要

閱讀材料多普勒效應及應用

習題

波動光學篇

第6章光的干涉

6.1相干條件獲得相干光的方法

6.2楊氏雙縫干涉

6.3光程和光程差

6.4薄膜的干涉

6.5劈尖的干涉

6.6邁克耳孫干涉儀

本章提要

閱讀材料全息照相

習題

第7章光的衍射

7.1光的衍射現象惠更斯-菲涅耳原理

7.2單縫的夫琅禾費衍射

7.3光柵的衍射

*7.4X射線的衍射

本章提要

閱讀材料光纖通信

習題

第8章光的偏振

8.1光的偏振狀態

8.1.1非偏振光

8.1.2完全偏振光

8.1.3部分偏振光

8.2偏振片的起偏和檢偏馬呂斯定律

8.3反射和折射時光的偏振

*8.4光的雙折射

本章提要

閱讀材料液晶

習題

附錄A國際單位制(SI)

附錄B常用物理常數

附錄C數學公式

習題參考答案