簡明大學物理(上)（簡體書）

按照一般工科本科院校學生的實際情況，在改革舊的工科大學物理教材的體系和內容方面進行了大膽的探索。《簡明大學物理（上冊）》仍基本保持傳統模式，適當更新了教學體系和內容，深度和廣度較適當，同時吸取了近年來國內出版的面向21世紀課程教材的一些先進的思想和出色的方法，力求做到“經典物理現代化，物理前沿普物化”，特別便於一般工科本科院校的學生自學和教學，具有可教性和可學性的雙重特色。
全書分上、下兩冊，共4篇內容。第1篇力學；第2篇熱學基礎；第3篇電磁學；第4篇波動光學、近代物理。全書教學參考學時數為120學時左右，適用於一般工科本科院校。
《簡明大學物理（上冊）》可作為高等工科院校各專業和理科非物理學專業的大學物理課程的教科書，也可供其他專業選用和大學物理教師教學參考。

《普通高等教育"十二五"規劃教材:簡明大學物理(上冊)》可作為高等工科院校各專業和理科非物理學專業的大學物理課程的教科書，也可供其他專業選用和大學物理教師教學參考。

前言
第1篇力學
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
1.1.2質點、質點系
1.1.3質點運動的矢量描述
1.2常用坐標系的選用
1.2.1直角坐標系、拋體運動
1.2.2自然坐標系、切向加速度和法向加速度
1.3相對運動
本章提要
思考題1
習題1
第2章經典力學的守恆定律
2.1牛頓運動定律和慣性系
2.1.1牛頓運動定律的表述及其應用
2.1.2慣性系與非慣性系
2.1.3平動加速參考系中的慣性力
2.1.4勻速轉動參考系中的慣性離心力
2.2動量定理和動量守恆定律
2.2.1衝量和質點的動量定理
2.2.2質點系動量定理
2.2.3動量守恆定律
2.2.4火箭飛行
2.2.5質心及質心運動定理
2.3動能定理和機械能守恆定律
2.3.1功和質點的動能定理
2.3.2保守力、非保守力和勢能
2.3.3勢能曲線及應用
2.3.4質點系的動能定理和功能原理
2.3.5機械能守恆定律與能量守恆定律
2.3.6兩體碰撞
2.4角動量和角動量守恆定律
2.4.1質點的角動量
2.4.2力矩和質點的角動量定理
2.4.3質點角動量守恆定律
2.4.4質點系的角動量定理
2.4.5質心系的角動量定理
2.5對稱性和守恆定律
2.5.1什麼是對稱性？
2.5.2物理定律的對稱性
2.5.3時空對稱性和動量、角動量和能量守恆定律
本章提要
思考題2
習題2
第3章剛體力學
3.1剛體運動學
3.1.1剛體及研究方法
3.1.2剛體的平動和定軸轉動
3.1.3描述剛體轉動的物理量
3.1.4勻變速轉動公式
3.1.5角量和線量的關係
3.2剛體動力學
3.2.1剛體繞定軸轉動時對轉軸的角動量
3.2.2轉動慣量
3.2.3剛體定軸轉動的轉動定理
3.2.4剛體定軸轉動的角動量定理
3.2.5剛體定軸轉動的動能定理
3.2.6剛體的進動和回轉效應
本章提要
思考題3
習題3
第4章狹義相對論
4.1狹義相對論產生的背景
4.1.1力學的相對性原理
4.1.2伽利略變換
4.1.3經典力學的絕對時空觀
4.1.4經典力學的局限性
4.2狹義相對論的基本原理與洛倫茲變換式
4.2.1狹義相對論的基本假設
4.2.2洛倫茲變換
4.2.3相對論速度變換式
4.3狹義相對論的時空觀
4.3.1同時性的相對性
4.3.2時間間隔的相對性
4.3.3長度的相對性
4.4狹義相對論動力學基礎
4.4.1質量和動量
4.4.2力和速率
4.4.3功和動能
4.4.4靜能、總能和質能關係
4.4.5能量和動量
本章提要
思考題4
習題4

第2篇熱學基礎
第5章熱學的預備知識
5.1熱力學系統的狀態和過程
5.1.1熱力學系統
5.1.2熱力學狀態
5.1.3熱力學過程
5.2溫度
5.2.1熱力學第零定律
5.2.2溫度計和溫標
5.3分子熱運動與分子力
5.3.1通常的物質是由大量分子（或原子）組成的
5.3.2分子熱運動
5.3.3分子力
5.4狀態參量和物態方程
5.4.1狀態參量，物態方程
5.4.2氣體的實驗定律，理想氣體
5.4.3理想氣體狀態方程
5.4.4范德瓦爾斯方程
5.5統計規律的基本概念
5.5.1事件
5.5.2概率
5.5.3統計平均和統計規律
第6章平衡態的統計規律
6.1理想氣體的壓強和溫度
6.1.1理想氣體的微觀模型和統計假設
6.1.2理想氣體的壓強公式
6.1.3理想氣體的溫度公式
6.2麥克斯韋速率分佈律
6.2.1速率分佈律
6.2.2速率分佈函數
6.2.3麥克斯韋速率分佈律
6.2.4三種速率
6.3玻爾茲曼分佈律
6.3.1玻爾茲曼分佈律
6.3.2重力場中粒子按高度的分佈
6.4能量均分定理
6.4.1自由度
6.4.2能量均分定理
6.4.3理想氣體的內能
6.5分子碰撞頻率的統計規律
6.5.1平均碰撞頻率
6.5.2平均自由程
本章提要
思考題6
習題6
第7章熱力學第一定律
7.1熱力學第一定律
7.1.1內能、功和熱量
7.1.2熱力學第一定律
7.2理想氣體的等值過程
7.2.1等容過程
7.2.2等壓過程
7.2.3等溫過程
7.3理想氣體的絕熱過程和多方過程
7.3.1絕熱過程
7.3.2多方過程
7.4循環過程和卡諾循環
7.4.1循環過程
7.4.2熱機和效率
7.4.3製冷機及製冷係數
7.4.4卡諾循環
本章提要
思考題7
習題7
第8章熱力學第二定律
8.1熱力學第二定律的表述
8.1.1可逆過程與不可逆過程
8.1.2熱力學第二定律的表述
8.2卡諾定理
8.2.1卡諾定理的內容
8.2.2卡諾定理的證明
8.2.3熱力學溫標
8.3熵和熵增加原理
8.3.1克勞修斯等式
8.3.2熵
8.3.3熵增加原理
8.3.4溫熵圖
8.4熱力學第二定律的統計意義
8.4.1理想氣體自由膨脹不可逆性的統計意義
8.4.2熱力學概率和玻爾茲曼熵公式
8.4.3熱力學第二定律的適用範圍
本章提要
思考題8

第3篇電磁學
第9章真空中的靜電場
9.1靜電的基本現象
9.1.1電荷和電荷守恆定律
9.1.2庫侖定律
9.2靜電場的描述
9.2.1電場和電場強度
9.2.2場強疊加原理
9.3真空中靜電場的高斯定理
9.3.1電場線與電通量
9.3.2靜電場的高斯定理及應用
9.4靜電場環路定理和電勢
9.4.1靜電場的環路定理
9.4.2電勢差和電勢
9.4.3電勢疊加原理
9.4.4電場強度與電勢梯度的關係
本章提要
思考題9
習題9
第10章有導體和電介質時的靜電場
10.1有導體存在時的靜電場
10.1.1導體的靜電平衡
10.1.2靜電平衡時導體上的電荷分佈
10.1.3靜電現象的應用
10.2電容和電容器
10.2.1孤立導體的電容
10.2.2電容器及其電容
10.2.3電容器的串並聯
10.3有電介質時的靜電場
10.3.1電介質及其極化機制
10.3.2電介質的極化規律
10.3.3有介質時的高斯定理電位移
10.3.4電介質在電容器中的作用
10.4靜電場的能量
10.4.1帶電體系的靜電能
10.4.2電場的能量和能量密度
本章提要
思考題10
習題10
附錄課程內容的學時分配建議

物質內部固有地存在著電子和質子這兩類基本電荷正是各種物體帶電過程的內在根據。由于正常情況下，物體中任何一部分所包含的電子總數和質子的總數是相等的，所以對外不顯電性。但是，如果在一定的外因作用下，物體（或其中一部分）得到或失去一定數量的電子，使得電子的總數和質子的總數不再相等，物體就呈現電性，所以宏觀帶電體所帶電荷種類的不同根源就在于組成它們的微觀粒子所帶電荷種類的不同。
兩種不同質料的物體互相摩擦之后所以都會帶電是因通過摩擦，每個物體中都有一些電子脫離了原子的束縛，跑到另一物體上去了，但是不同材料的物體彼此向對方轉移的電子數目往往不等，所以總體上講，一個物體失去電子，另一個物體得到了電子，結果失去電子的物體帶正電，得到電子的物體就帶負電。因此，摩擦起電實際上就是通過摩擦作用，使電子從一個物體轉移到另一個物體的過程。感應起電雖然在起電方法上有所不同，但本質仍然是由電子從物體的一部分轉移到另一部分造成的。
4.電荷守恒定律
鑒于以上對摩擦起電、感應起電以及對物質電結構的分析，我們知道，在無論用什么方法使宏觀物體帶電的過程中，電荷既沒有被創造，也沒有被消滅，它們只是從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的這一部分轉移到另一部分。在這些變化過程中，正負電荷總是同時出現，且兩種電荷的量值一定相等。例如，當玻璃棒被絲綢摩擦時，棒上呈現正電荷，實驗測定，絲綢上呈現等量的負電荷。而當兩種等量異號電荷相遇時，則互相中和，物體就不帶電了。因此，在一個與外界沒有電荷交換的系統內，無論進行怎樣的物理過程，系統內正、負電荷量的代數和總是保持不變。這就是由實驗總結出來的電荷守恒定律（law of conservation of charge），這是物理學中重要的基本定律之一。
宏觀物體的帶電、電中和以及物體內的電流等現象實質上是由于微觀帶電粒子在物體內運動的結果，因此，電荷守恒律不僅在宏觀過程中成立，也在微觀物理過程中得到精確驗證。在這些過程中，電荷守恒實際上也就是在各種變化中，系統內粒子的總電荷數守恒，例如，在典型的放射性衰變過程中
328 928U→234 90Th+4 2He。