大学物理学(第4版)

本书是普通高等教育“十一五”重量规划教材，是作者在总结了多年教学和科研工作经验，并在前版的基础上撰写而成的。本书重视激发学生学习兴趣，注重学习方法的培养，以更多更好地培养创新性人才为基本目标。全书分五篇，适合于90~128学时（或更多学时）的工科院校使用。力学篇包含质点力学、振动、波动和相对论。本书对相对论有较新的讲法，对深入理解电磁学有一定帮助。电磁学篇强调对基本理论的理解，对电磁势、对称性等都作了深入浅出的介绍。光学篇主要讨论波动光学，前有几何光学作铺垫，后有光与物质相互作用压阵，既衔接前面内容，又为学习量子物理作了必要的准备。热学篇包括气体动理论和热力学。量子物理强调了量子态和概率幅。本书突出近年教学内容现代化改革的研究成果，注重表现物理学研究的新思想，对工程技术背景也有一定反映。本书适合普通高等学校工科各专业的本科生学习使用。

第一版序
第四版前言
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第一篇力学
第1章质点运动学3
1.1质点的运动方程3
1.2位移速度加速度6
1.3切向加速度与法向加速度13
1.4运动的相对性伽利略变换16
第2章质点和质点系动力学21
2.1牛顿运动定律及其应用21
2.2惯性系非惯性系与惯性力25
2.3动量定理和动量守恒定律29
2.4角动量定理和角动量守恒定律37
2.5功能机械能守恒定律40
第3章刚体力学57
3.1刚体运动学57
3.2刚体定轴转动定律60
3.3刚体转动的动能定理67
3.4刚体的一般运动71
第4章振动78
4.1简谐振动78
4.2谐振子79
4.3阻尼振动83
4.4受迫振动85
4.5同方向简谐振动的合成86
4.6互相垂直简谐振动的合成89
4.7谐振分析91
4.8相空间中振动的轨道91
第5章波动94
5.1简谐波94
5.2波动方程与波速100
5.3波的能量102
5.4惠更斯原理反射与折射105
5.5波的叠加波的干涉和驻波108
5.6声波与声强级113
5.7多普勒效应115
5.8波的色散及非线性波简介117
第6章相对论基础123
6.1经典时空观123
6.2狭义相对论和洛伦兹变换124
6.3狭义相对论的时空观128
6.4相对论动力学139
6.5广义相对论简介146
第二篇电磁学
第7章静电场和恒定电场157
7.1静电场高斯定理157
7.2场强环路定理电势168
7.3静电场中的导体173
7.4静电场中的电介质179
7.5电容电容器184
7.6静电场的能量187
7.7恒定电场189
7.8匀速运动点电荷的电场195
第8章恒定磁场202
8.1磁场磁感应强度202
8.2磁场的高斯定理208
8.3安培环路定理及其应用209
8.4带电粒子在磁场中的运动212
8.5磁场对电流的作用217
8.6磁介质219
8.7铁磁质226
第9章电磁感应231
9.1法拉第电磁感应定律231
9.2动生电动势与感生电动势233
9.3自感和互感238
9.4磁场的能量242
9.5匀速运动点电荷的磁场244
第10章麦克斯韦方程组电磁场248
10.1位移电流248
10.2全电流安培环路定理249
10.3麦克斯韦方程组积分形式250
10.4电磁波252
10.5电磁波能量与电磁波谱255
10.6电磁势256
第三篇光学
第11章几何光学的基本概念265
11.1几个重要的基本概念265
11.2物和像268
11.3薄透镜成像270
第12章光的干涉276
12.1相干条件276
12.2杨氏双缝干涉280
12.3时空相干性283
12.4分振幅干涉287
12.5迈克耳孙干涉仪294
第13章光的衍射297
13.1惠更斯菲涅耳原理297
13.2单缝夫琅禾费衍射298
13.3圆孔衍射光学仪器的分辨本领304
13.4光栅衍射306
13.5伦琴射线的衍射312
第14章光的偏振317
14.1光的偏振状态317
14.2起偏与检偏319
14.3光的双折射323
14.4椭圆偏振光圆偏振光328
14.5偏振光的干涉331
14.6旋光效应335
第15章光与物质相互作用339
15.1分子光学的基本概念339
15.2光的散射341
15.3光的吸收346
15.4光的色散348
第四篇热学
第16章气体动理论355
16.1物质的聚集态355
16.2温度357
16.3理想气体360
16.4能量均分定理363
16.5两种分布律366
16.6范德瓦耳斯方程373
16.7气体分子平均自由程376
第17章热力学第一定律382
17.1准静态过程382
17.2热力学第一定律与能量守恒383
17.3理想气体的等值过程390
17.4卡诺循环402
第18章热力学第二定律414
18.1自然界演化过程的方向性414
18.2热力学第二定律的表述416
18.3热力学概率417
18.4玻尔兹曼熵公式与熵增加原理418
18.5可逆过程卡诺定理419
18.6克劳修斯熵公式421
第五篇量子物理学基础
第19章实验基础与基本原理429
19.1量子物理学的早期证据429
19.2康普顿效应440
19.3微观粒子的波动性443
19.4概率波与概率幅448
19.5量子物理学的基本原理456
第20章薛定谔方程463
20.1定态薛定谔方程463
20.2双态系统467
20.3一维定态问题474
20.4原子中的电子481
第21章量子物理的应用490
21.1多粒子系统与量子统计490
21.2激光494
21.3半导体503
21.4核物理511
21.5粒子物理518
习题答案532
附录539