大學物理

全書分為上下兩冊，上冊包括力學、熱學、振動和波動；下冊包括電磁學、波動光學、量子物理學基礎。

本教材主要包括六個獨立的篇幅，力學(1-5章)、熱學(6、7章)、振動和波動(8、9章)、電磁學(10-12章)、波動光學(13、14章)、量子物理學基礎(15章)。為適應不同專業的需要，本書在章節上充分考慮了各單元的相對獨立性，可供不同的專業選用。

第0章 數學知識

0.1 微積分初步簡介

0.2 矢量簡介

第一篇 力學

第1章 質點運動學10

1.1 參考系質點10

1.2 質點運動的描述12

1.3 圓周運動17

1.4 相對運動21

本章小結23

本章習題25

第2章 牛頓運動定律28

2.1 牛頓運動定律28

2.2 主動力和被動力30

2.3 牛頓運動定律的應用31

2.4 非慣性系動力學35

本章小結37

本章習題38

第3章 運動中的守恆定律41

3.1 質點的動量動量定理41

3.2 質點系的動量定理和質心運動定理44

3.3 變力做功49

3.4 質點和質點系的動能定理51

3.5 保守力與非保守力勢能55

3.6 功能原理機械能守恆定律58

3.7 角動量角動量守恆定律60

本章小結62

本章習題64

第4章 剛體的定軸轉動66

4.1 剛體運動的描述66

4.2 剛體定軸轉動的轉動慣量70

4.3 剛體定軸轉動的動力學規律72

本章小結79

本章習題80

第5章 狹義相對論基礎83

5.1 伽利略變換經典力學的相對性原理83

5.2 狹義相對論的基本假設洛侖茲變換85

5.3 狹義相對論的時空觀88

5.4 狹義相對論動力學基礎91

本章小結93

本章習題95

第二篇 熱學

第6章 氣體動理論96

6.1 氣體狀態參量平衡態理想氣體狀態方程97

6.2 物質的微觀模型分子熱運動和統計規律100

6.3 理想氣體的壓強公式溫度公式103

6.4 能量均分定理理想氣體內能107

6.5 麥克斯韋氣體速率分佈律氣體分子熱運動的速率分佈規律111

6.6 分子平均碰撞次數和平均自由程115

本章小結117

本章習題118

第7章 熱力學基礎119

7.1 准靜態過程內能功熱量熱力學第一定律119

7.2 熱力學第一定律的應用124

7.3 循環過程卡諾循環129

7.4 熱力學第二定律的表述卡諾定理132

7.5 熵熵增加原理135

本章小結139

本章習題140

第三篇振動和波動

第8章 振動142

8.1 簡諧振動的動力學特徵142

8.2 簡諧振動的運動學145

8.3 簡諧振動的能量轉換150

8.4 簡諧振動的合成151

8.5 阻尼振動受迫振動共振155

本章小結157

本章習題158

第9章 機械波160

9.1 機械波的幾個概念160

9.2 平面簡諧波的波函數164

9.3 波的能量169

9.4 惠更斯原理波的衍射、反射和折射172

9.5 波的干涉174

9.6 駐波178

9.7 聲波超聲波次聲波182

9.8 多普勒效應185

本章小結187

本章習題189

第四篇 電磁學

第10章 靜電場3

10.1 電荷庫侖定律3

10.2 靜電場電場強度9

10.3 靜電場的高斯定理17

10.4 靜電場的環路定理21

10.5 電勢23

10.6 電場強度與電勢梯度27

10.7 靜電場中的導體28

10.8 靜電場中的電介質31

10.9 電容電容器38

本章小結42

本章習題43

第11章 電流的磁場46

11.1 基本磁現象47

11.2 磁場磁感應強度49

11.3 畢奧—薩伐爾定律51

11.4 磁場的高斯定理和安培環路定理57

11.5 磁場對載流導線的作用65

11.6 磁介質對磁場的影響73

11.7 鐵磁質77

本章小結79

本章習題80

第12章 電磁感應84

12.1 法拉第電磁感應定律85

12.2 動生電動勢和感生電動勢89

12.3 自感與互感99

12.4 暫態過程104

12.5 磁場的能量108

12.6 位移電流假說111

12.7 麥克斯韋方程組115

12.8 麥克斯韋方程的輔助方程——介質性能方程120

12.9 電磁波121

12.10 電磁場的物質性126

本章小結127

本章習題128

第五篇 波動光學

第13章 機械振動、機械波及光的干涉和衍射131

13.1 機械振動132

13.2 機械波135

13.3 楊氏雙縫干涉137

13.4 薄膜干涉141

13.5 光的衍射151

13.6 衍射光柵157

13.7 X射線的衍射161

13.8 全息照相簡介164

本章小結166

本章習題167

第14章 光的偏振171

14.1 光的偏振性馬呂斯定律171

14.2 反射光和折射光的偏振175

14.3 雙折射偏振稜鏡177

14.4 旋光現象182

14.5偏振光的干涉183

14.6 非線性光學簡介186

本章小結188

本章習題189

第15章 量子物理學基礎191

15.1 黑體輻射普朗克量子假設191

15.2 光電效應196

15.3 康普頓效應202

15.4 氫原子的玻爾理論205

15.5 德布羅意波不確定關係212

15.6 波函數薛定鄂方程216

本章小結219

本章習題221

附錄224

附錄Ⅰ 常用基本物理常數表224

附錄Ⅱ 歷年諾貝爾物理學獎226

附錄Ⅲ 中英文物理學常用辭彙232

第一章 剛體的定軸轉動

[目的要求] 理解轉動慣量，掌握剛體繞定軸轉動定理；理解力矩的功和轉動動能，動量矩和動量矩守恆定律。能熟練運用其分析和計算有關剛體定軸轉動的力學問題。 [教學內容] 1．剛體的轉動慣量，剛體繞定軸轉動定理； 2．剛體的力矩的功和轉動動能 3．剛體的動量矩和動量矩守恆定律

第二章 氣體分子運動論

[目的要求] 1.掌握理想氣體狀態程。理解氣體的狀態參量，平衡態，理想氣體內能概念。2.理解理想氣體的壓強和溫度的統計解釋。理解能量自由度均分原理；理解麥克斯韋速率分佈律；了解玻耳茲曼分佈律，平均碰撞頻率和自由程概念。 [教學內容] 理想氣體狀態程與理想氣體的壓強；能量自由度均分原理；麥克斯韋速率分佈律；玻耳茲曼分佈律；平均碰撞頻率和自由程

第三章 熱力學

[目的要求] 1.掌握熱力學第一定律及其有關概念（內能、功和能量）。能熟練運用熱力學第一定律計算理想氣體等值過程和絕熱過程的內能、功和能量。 2.理解氣體的摩爾熱容量概念。 3.能計算理想氣體准靜態循環過程如卡諾循環的效率等。 4.理解熱力學第二定律的兩種表述。理解可逆過程和不可逆過程，熵，熱力學第二定律的統計意義。 [教學內容] 1. 熱力學平衡態和氣體物態方程； 2.氣體分子的統計分佈規律； 3.氣體內運輸過程； 4.熱力學第一定律； 5. 熱力學第一定律對理想氣體等值過程和絕熱過程的應用； 6. 熱力學第二定律，可逆過程和不可逆過程及熵； 7. 固體和液體的性質； 8.相變

第四章 真空中的靜電場

[目的要求] 掌握電場強度，電場強度疊加原理； 2.掌握電力線，電通量，真空中的高斯定理；能熟練運用疊加原理計算一維或簡單二維問題的電場強度，能熟練運用高斯定理計算具有一定對稱性（球、軸和面對稱性）的電場分佈。 3.掌握電場力的功。理解電場強度的環流。 4.掌握電勢差，電勢，電勢迭加原理及電勢（能）與電勢（能）差的計算。理解等勢面。了解電場強度與電勢梯度的關係。 [教學內容] 電場，電場強度疊加原理；高斯定理； 3.靜電場環流定理，及電勢；電場強度與電勢梯度的關係； 4.帶電粒子在靜電場中的運動。

第五章 穩恆磁場

[目的要求] 1.掌握磁感應強度。磁通量；磁場中的高斯定理； 2.理解畢奧—沙伐定律。。能利用其計算磁感應強度； 3.理解安培力和洛侖茲力，載流線圈的磁矩，磁場對載流線圈的作用力矩。磁力功，能進行有關計算。 4.了解帶電粒子在電磁場中的運動，了解霍爾效應。 5. 掌握法拉第電磁感應定律，楞次定律，電磁感應現象與能量守恆定律的關係。動生電動勢，用電子理論解釋動生電動勢。 [教學內容] 1.磁場中的高斯定理； 2.畢奧—沙伐定律； 3.安培環路定律； 4.磁場對載流線圈的作用，霍爾效應； 5. 法拉第電磁感應定律，楞次定律，電磁感應現象

第六章 機械振動與波

[目的要求] 1.掌握諧振動及其特徵量（頻率、周期、振幅和周相）， 2.掌握旋轉矢量法。能建立諧振動運動學方程。理解諧振動的能量； 3.了解阻尼振動、受迫振動、共振。掌握同方向同頻率諧振動的合成； 4.了解；理解，縱波和橫波，波速、波頻與波長的關係；掌握平面簡諧波方程的物理意義，能熟練建立平面簡諧波方程或由波動方程求波長和波速等物理量； 7.了解波的能量、能流、能流密度； 8.理解惠更斯原理，波的迭加原理。能計算波的干涉加強和減弱位置； 9.了解駐波，了解多普勒效應。 [教學內容] 1.諧振動運動學方程，旋轉矢量法，同方向不同頻率諧振動的合成； 2.機械波的產生和傳播，惠更斯原理，波的迭加原理； 3. 波的干涉、現象，駐波； 4. 多普勒效應

第七章 物理光學

[目的要求] 1.理解光矢量。了解相干光的獲得。 2.掌握楊氏雙縫干涉。能計算光程與光程差，並能運用其分析與計算干涉條紋位置，處理等厚干涉（劈尖牛頓環）。 3.理解等傾干涉。了解邁克耳遜干涉儀。 4.理解惠更斯――菲涅耳原理。能計算和確定單縫衍射條紋位置和寬度， 5.理解半波帶法。理解，能根據光柵方程計算光柵衍射主極大明條紋位置。理解光學儀器的分辯率，能進行有關計算。 6.了解倫琴射線的衍射，布喇格公式。 7.理解自然光和偏振光，馬呂斯定律，反射光和折射光的偏振，布儒斯特定律。 8.了解單軸晶體中光的雙折射。 [教學內容] 1. 光的干涉； 2. 光的衍射； 3. 幾何光學的基本原理； 4. 光學儀器的基本原理； 5.光的偏振； 6.光的吸收、散射和色散； 7.光的量子性 8.現代光學基礎。

第八章 量子物理基礎

[目的要求] 1.理解原子的核模型。原子光譜的規律性。玻爾氫原子理論。能級。理解德布羅意假設並能計算波長與頻率。 2.理解實物粒子的波粒二象性。理解不確定性關係。了解電子衍射實驗。 3.理解波函數及其統計解釋。了解薛定諤方程。了解氫原子能量量子化、解動量量子化、空間量子化。了解斯特恩—蓋拉赫實驗。了解電子自旋及四個量子數。 4.了解產生激光的基本原理。激光的特性。 [教學內容] 1.原子光譜的規律性。玻爾氫原子理論； 2.實物粒子的波粒二象性，理解不確定性關係； 3.薛定諤方程，電子自旋及四個量子數； 4.激光及激光器。