大學物理基礎(第二版)（簡體書）

《大學物理基礎(第2版)》可作為工科類高校、職業技術學院、職工大學、函授大學的教材或教學參考書。為了適應應用型院校的教學要求，根據教育部制訂的“理工科非物理類專業大學物理課程教學基本要求”，遵循“以應用為目的”、“以必需、夠用為度”的原則，并注意與高中物理課程改革相協調，編寫《大學物理基礎》一書。
《大學物理基礎(第2版)》內容包含有力學、熱學、電磁學、波動學、近代物理基礎。對內容闡述詳細，說理透徹，富有啟發性，并有典型例題分析使學生充分理解物理概念、內容、方法。因而有利于培養大學生分析問題和解決問題的能力。建議教學時數為80學時左右。

《大學物理基礎(第2版)》是21世紀高等學校應用型規劃教材之一。

物理學是自然科學的基礎，其研究對象是物質世界的基本形態，其研究范圍涵蓋了物質世界的所有層次。因此，由物理學而衍生了諸多的子學科，如激光物理、天體物理、材料物理等，這些學科現已經成為獨立的研究方向。在過去的100多年里，物理學對人類科技的發展做出了巨大的貢獻。為了紀念物理學對人類所做出的偉大貢獻，聯合國將2005年命名為“國際物理年”，這是聯合國歷史上第一次以單一學科命名的國際年。大學物理是一門為高等學校理工科各專業學生開設的公共基礎課，旨在指導學生學習和掌握必要的物理學知識，幫助學生成長為訓練有素的科學工作者和工程技術人員。
本書是按照教育部指定的“理工科非物理類專業大學物理課程教學基本要求”，遵循“以應用為目的”的原則，以培養學生的物理思想為重點，介紹物理學中的幾大理論體系，為專業課程的學習打好基礎。全書共分五篇，分別介紹力學、熱學、電磁學、波動學和近代物理學，其內容簡練，重點突出，概念清楚，注重應用，注意與高中知識相協調。本書第一版受到了諸多使用者的好評，為了更好地滿足廣大讀者的需要，編者對原書做了修訂，保留了原教材的知識結構和敘述風格，調整合并了一些章節的內容，對知識點的介紹更加連貫自然，習題更加精煉，考核知識點更加突出，使教材的知識體系更加緊湊，習題難度更加適宜教材要求，同時在部分章節後增加了科學家簡介。
本書在力求內容精煉的同時，保證了內容涵蓋普通物理的經典基礎理論，增加了知識的實用性。本書適合60～80學時的教學要求，可作為高校少學時本科、專科及成人教育的大學物理教材。
由于編者水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評指正。
編者
2011年11月

預備知識矢量1
第一篇 力學
第一章 質點運動學7
第一節 參照系質點7
第二節 描述質點運動的基本量8
第三節 平面曲線運動11
第四節 相對運動15
練習題116

第二章 質點動力學18
第一節 牛頓運動定律18
第二節 力力學中常見力19
第三節 牛頓運動定律的應用22
第四節 動量動量守恒定律25
第五節 功功率質點的動能定理29
第六節 勢能32
第七節 功能原理機械能守恒定律34
第八節 能量轉化和能量守恒定律37
練習題237

第三章 剛體的定軸轉動41
第一節 描述剛體定軸轉動的基本量41
第二節 力矩轉動定律轉動慣量42
第三節 剛體定軸轉動的角動量定理和角動量守恒定律45
練習題346

第二篇 熱學基礎
第四章 氣體動理論49
第一節 分子運動論的基本觀點49
第二節 理想氣體的狀態方程51
第三節 理想氣體的壓強和溫度公式53
第四節 能量均分定理和理想氣體的內能55
第五節 在平衡態下氣體分子速率的統計分布規律57
練習題460

第五章 熱力學基礎61
第一節 熱力學系統的過程61
第二節 內能功熱量61
第三節 熱力學第一定律63
第四節 熱力學第一定律對理想氣體的應用64
第五節 循環過程卡諾循環68
第六節 熱力學第二定律71
第七節 卡諾定理72
練習題572

第三篇 電磁學
第六章 靜電場75
第一節 電荷電荷守恒定律75
第二節 庫侖定律76
第三節 電場強度77
第四節 電場強度的計算78
第五節 電場強度通量高斯定理80
第六節 靜電場力所做的功和環路定律85
第七節 電勢能電勢差電勢86
第八節 電勢的計算87
第九節 靜電場中的導體91
第十節 電容器電場能量91
練習題694

第七章 恒定磁場97
第一節 磁場磁感強度97
第二節 畢奧薩伐爾定律98
第三節 磁感線磁通量磁場的高斯定理101
第四節 安培環路定理103
第五節 磁場對載流導線的作用力105
第六節 磁場對載流線圈的磁力矩107
第七節 帶電粒子在電場和磁場中的運動108
練習題7110

第八章 電磁感應和電磁場113
第一節 電磁感應的基本現象113
第二節 法拉第電磁感應定律114
第三節 楞次定律115
第四節 動生電動勢感生電動勢117
第五節 自感和互感119
第六節 磁場的能量磁場能量密度121
第七節 電磁場理論122
第八節 電磁波125
練習題8127

第四篇 波動學
第九章 機械振動129
第一節 簡諧振動129
第二節 描述簡諧振動的特征量130
第三節 簡諧運動的旋轉矢量表示法131
第四節 簡諧振動系統的能量133
第五節 簡諧振動的合成134
練習題9135

第十章 機械波137
第一節 機械波的形成及描述137
第二節 描述波動的基本物理量139
第三節 平面簡諧波139
第四節 波動中各質點振動的時間差、相位差與波程差的關系141
第五節 波的能量143
第六節 惠更斯原理波的衍射和干涉144
第七節 相干波146
練習題10148

第十一章 波動光學150
第一節 光波150
第二節 光的相干性光程差151
第三節 分波陣面法干涉153
第四節 薄膜干涉155
第五節 劈尖牛頓環157
第六節 光的衍射惠更斯菲涅耳原理159
第七節 夫瑯禾費單縫衍射160
第八節 衍射光柵163
第九節 光的偏振現象166
第十節 反射光和折射光的偏振168
練習題11169

第五篇 近代物理基礎
第十二章 狹義相對論簡介171
第一節 經典的時空觀171
第二節 狹義相對論的基本原理洛倫茲變換172
第三節 狹義相對論的時空觀173
第四節 相對論中的質量和能量178
練習題12179

第十三章 波和粒子181
第一節 光電效應愛因斯坦光子假設181
第二節 實物粒子的波粒二象性德布羅意波183
第三節 波函數184
第四節 薛定諤方程185
練習題13186
練習題參考答案187
附錄193
附錄一 我國法定計量單位和國際單位制(SI單位)193
附錄二 希臘字母195

1.參照系
自然界中所有的物體都處在不停地運動，絕對靜止不動的物體是沒有的。當我們觀察一個物體的位置及位置的變化時，總要選取其他物體作為標準，選取的標準物不同，對物體運動情況的描述也就不同，這就是運動描述的相對性。
運動的相對性，在日常生活中常常可以體會到。例如，騎自行車在馬路上行駛時覺得逆風，等到回來時往往覺得還是逆風。這并不是因為風向改變了。這只不過是：以行駛中的自行車為參照系，將自行車當作“靜止”的，則所有物體具有向後的速度（路旁房屋、樹木都向後閃過），空氣同樣參與這種相對于自行車的向後運動，這就使騎車人常常感受到逆風。
為描述物體的運動而選的標準物叫做參照系。參照系的選擇是任意的，而選擇不同的參照系，以同一物體運動情況的描述是不同的。例如豎直落下的雨點，在行駛著的火車車窗上留下的痕跡并不豎直，而向後傾斜，這也是因為雨滴具有相對于火車的向後速度。因此，描述物體運動情況時，必須指明對什么參照系而言的。在討論地面附近物體的運動時，通常選地面作為參照系。
2.質點
如果物體的大小遠遠小于所研究的問題中的有關距離，問題又不涉及物體的轉動，就町以忽略實際物體的體積，用一個沒有體積大小，因而也談不上有什么形狀的“點”來代替實際物體。但在物體的機械運動中，質量起很重要的作用，因此這個“點”還應該保留有質量。這就是質點。這將使所研究的問題大大簡化。所以說，質點是力學中一個極其重要的理想模型。