马祖尔物理学 原理篇 英文影印版

《马祖尔物理学》包含《原理篇》和《实践篇》。《原理篇》讲授物理知识，每章分为两部分：第壹部分为基本概念，通过定性描述与插图示意，用浅显的语言描绘概念框架，帮助学生建立物理图像，理解概念和规律的本质；第二部分为定量研究，用数学工具分析物理思想。《实践篇》主要涉及对知识的应用与解题方法的介绍。《马祖尔物理学》系埃里克·马祖尔教授在开发并使用同伴教学法后，历经20余年的教学磨砺，精心打造而成。全书以守恒律为基本框架，从实验和生活中的例子出发，使用真实数据，强调物理建模，细化推理过程，渗透近代物理知识。书中的每一个例题都使用了与科学家实际工作流程相似的问题解决框架，包括四个重要环节：分析问题（Getting started）、设计方案（devise plan）、实施推导（execute plan）、评估结果（evaluate result），将科学研究方法细化和外显，目的是借助问题教会学生科学的思维方法，培养其创新能力。马祖尔教授认为，“学习不是机械地记忆，而是通过思考和反思体会到发现的乐趣，掌握必要的科学思维方法，以便将来更好地工作。”可以说，这部《马祖尔物理学》不仅具有前沿科学家的专业视角，又具有教学教法的适用性，是一部“仰望天空，脚踏实地”的教材，弥补了我国一般大学物理教材的不足，可以有效地支持教学改革和创新。

埃里克·马祖尔，哈佛大学物理与应用物理学“巴尔坎斯基”教授(Balkanski Professor of Physics and Applied Physics)，光学领域有名科学家，现任美国光学学会主席。 他是一位有影响力的教育教学专家，曾在2014年获得首届全球高等教育Minerva奖。其研究发明的“同伴教学法”(Peer Instruction，简称PI)改革了传统课堂教学模式，有效提高了教育教学质量，现已广泛应用于世界各国和地区，成千上万不同学科领域的教师正在使用这一方法，众多学生从中受益，获得了极大的成功。 马祖尔教授曾在卡内基梅隆大学、俄亥俄州立大学、宾夕法尼亚州立大学、普林斯顿大学等多所高校担任客座教授或杰出讲师职务。

作者简介
致学生
致教师
致谢
第1章绪论1
1.1科学方法2
1.2对称性4
1.3物质和宇宙6
1.4时间和变化8
1.5表征9
1.6物理量和单位14
1.7有效数字17
1.8解题20
1.9估算23
第2章一维运动28
2.1从现实到模型29
2.2位置和位移30
2.3描述运动32
2.4平均速率和平均速度34
2.5标量和矢量39
2.6位置矢量和位移矢量41
2.7速度矢量45
2.8匀速运动46
2.9瞬时速度48
第3章加速度53
3.1速度的改变54
3.2重力加速度55
3.3抛体运动57
3.4运动简图59
3.5匀加速运动63
3.6自由落体方程66
3.7斜面69
3.8瞬时加速度70
第4章动量75
4.1摩擦力76
4.2惯性76
4.3决定惯性的要素80
4.4系统81
4.5惯性质量标准86
4.6动量87
4.7孤立系统89
4.8动量守恒定律94
第5章能量101
5.1碰撞的分类102
5.2动能103
5.3内能105
5.4封闭系统108
5.5弹性碰撞112
5.6非弹性碰撞115
5.7能量守恒116
5.8爆破分离118
第6章相对性原理121
6.1运动的相对性122
6.2惯性参考系124
6.3相对性原理126
6.4零动量参考系130
6.5伽利略相对性133
6.6质心137
6.7可转化动能142
6.8守恒定律和相对性145
第7章相互作用148
7.1相互作用的效果149
7.2势能152
7.3能量耗散153
7.4源能量156
7.5相互作用范围158
7.6基本相互作用160
7.7相互作用和加速度164
7.8无耗散相互作用165
7.9地面附近的势能168
7.10耗散相互作用171
第8章力176
8.1动量和力177
8.2力的相互作用178
8.3力的分类180
8.4平动平衡181
8.5分体受力图182
8.6弹簧和张力184
8.7运动方程188
8.8重力191
8.9胡克定律192
8.10冲量194
8.11两体相互作用196
8.12多体相互作用198
第9章功202
9.1力位移203
9.2正功和负功204
9.3能量图206
9.4系统的选择208
9.5对单个质点所做的功213
9.6对多个质点构成的系统所做的功216
9.7变力与分布力220
9.8功率223
第10章平面运动226
10.1直线运动是一个相对概念227
10.2平面矢量228
10.3力的分解231
10.4摩擦力234
10.5功和摩擦力235
10.6矢量代数238
10.7二维抛体运动240
10.8二维碰撞和动量242
10.9功的标量积表达式243
10.10摩擦系数248
第11章圆周运动254
11.1匀速圆周运动255
11.2力与圆周运动259
11.3转动惯量262
11.4转动运动学264
11.5角动量269
11.6延伸物体的转动惯量274
第12章力矩281
12.1力矩和角动量282
12.2自由转动285
12.3扩展性分体受力图286
12.4转动的矢量性质288
12.5角动量守恒293
12.6滚动297
12.7力矩和能量302
12.8矢积304
第13章引力308
13.1万有引力309
13.2引力和角动量314
13.3重量317
13.4等效原理320
13.5引力常量325
13.6引力势能326
13.7天体力学329
13.8球体产生的万有引力334
第14章狭义相对论337
14.1时间的测量338
14.2同时的相对性341
14.3时空间隔345
14.4物质与能量350
14.5钟慢效应355
14.6尺缩效应360
14.7动量守恒364
14.8能量守恒368
第15章周期性运动374
15.1周期性运动和能量375
15.2简谐运动377
15.3傅里叶定理379
15.4简谐运动的回复力381
15.5简谐振子的能量385
15.6简谐运动和弹簧389
15.7回复力矩393
15.8阻尼振动396
第16章一维波400
16.1波的图形表示401
16.2波的传播404
16.3波的叠加409
16.4边界效应411
16.5波函数416
16.6驻波421
16.7波速424
16.8波的能量传递426
16.9波动方程429
第17章二维波和三维波433
17.1波阵面434
17.2声波436
17.3干涉439
17.4衍射445
17.5波的强度448
17.6拍451
17.7多普勒效应454
17.8冲击波459
第18章流体463
18.1流体中的力464
18.2浮力469
18.3流471
18.4表面效应475
18.5压强与重力482
18.6流体中的压强487
18.7伯努利方程491
18.8黏度与表面张力494
第19章熵501
19.1态502
19.2能量均分505
19.3空间均分507
19.4向最概然态演化509
19.5熵与体积的关系514
19.6熵与能量的关系519
19.7单原子分子理想气体的性质523
19.8单原子分子理想气体的熵526
第20章热能的传输529
20.1热交换530
20.2温度的测量534
20.3热容537
20.4PV图与热力学过程541
20.5功与能547
20.6理想气体的等体过程与绝热
过程549
20.7理想气体的等压过程与等温
过程551
20.8理想气体的熵变555
20.9液体与固体的熵变559
第21章能量的退化562
21.1能量的转化563
21.2能量的品质566
21.3热机与热泵570
21.4热力学循环575
21.5能量传输中的熵变580
21.6热机效率583
21.7卡诺循环587
21.8布雷顿循环589
第22章电相互作用593
22.1静电594
22.2电荷595
22.3载流子的移动598
22.4电荷的极化602
22.5库仑定律606
22.6电荷连续分布时静电力的
计算610
第23章电场615
23.1电场模型616
23.2电场图618
23.3电场的叠加原理619
23.4电场和静电力622
23.5带电粒子的电场626
23.6电偶极子627
23.7连续分布电荷的电场629
23.8电场中的电偶极子634
第24章高斯定理639
24.1电场线640
24.2电场线密度642
24.3闭合曲面643
24.4对称性与高斯面645
24.5带电导体648
24.6电通量652
24.7高斯定理的推导654
24.8高斯定理的应用656
第25章静电学中的功和能663
25.1电势能664
25.2静电力的功665
25.3等势667
25.4静电场中的功和能671
25.5电势差674
25.6电荷连续分布时电势的计算680
25.7由电势求电场强度682
第26章电荷的分离和储存685
26.1电荷的分离686
26.2电容器688
26.3电介质692
26.4原电池和电池694
26.5电容697
26.6电场能和电动势700
26.7相对介电常数703
26.8有电介质存在时的高斯定理707
第27章磁相互作用710
27.1磁性711
27.2磁场713
27.3电荷运动与磁场715
27.4磁力的相对性718
27.5电流与磁场723
27.6磁通量725
27.7带电粒子在电磁场中的运动727
27.8电力和磁力的相对性731
第28章运动电荷产生的磁场735
28.1磁场的来源736
28.2载流线圈与自旋磁性737
28.3磁偶极矩和力矩739
28.4安培环路742
28.5安培环路定理746
28.6螺线管和螺绕环749
28.7电流产生的磁场752
28.8运动电荷产生的磁场755
第29章变化的磁场759
29.1导体在磁场中的运动760
29.2法拉第定律762
29.3伴随着变化磁场产生的电场763
29.4楞次定律764
29.5感应电动势769
29.6伴随着变化磁场产生的电场773
29.7自感775
29.8磁能777
第30章变化的电场781
30.1伴随着变化电场产生的磁场782
30.2运动电荷的场785
30.3振荡电偶极子和天线788
30.4位移电流794
30.5麦克斯韦方程组798
30.6电磁波801
30.7电磁场的能量806
第31章电路811
31.1基本电路812
31.2电流与电阻814
31.3节点与多回路816
31.4导体内的电场819
31.5电阻和欧姆定律824
31.6单回路电路828
31.7多回路电路833
31.8电路的功率838
第32章电子学842
32.1交变电流843
32.2交流电路845
32.3半导体849
32.4二极管晶体管逻辑门851
32.5电抗857
32.6RC串联电路和RLC串联电路862
32.7共振869
32.8交流电路的功率871
第33章光线光学875
33.1光线876
33.2吸收透射反射877
33.3折射和散射880
33.4成像884
33.5折射定律891
33.6薄透镜和光学仪器894
33.7球面镜901
33.8透镜设计公式904
第34章波动光学和粒子光学908
34.1光的衍射909
34.2衍射光栅911
34.3X射线衍射914
34.4物质波918
34.5光子919
34.6多缝干涉923
34.7薄膜干涉928
34.8单缝衍射930
34.9圆孔和分辨率极限931
34.10光子的能量和动量935
……