大学物理（上、下册）

（1）注重与中学物理的衔接，适当提高了起点，能用中学物理方法解的题型基本排除。

（2）优化并强化基础、充分展示物理前沿。经典物理知识和经典物理研究方法仍然是大学物理教学的主要内容， 不同版本的教材对这些内容的叙述、处理不尽相同，各有千秋，本教材尽可能采用正确的、新颖的、优秀的或有特色的叙述和处理方法，包括笔者多年的教学工作经验，此即优化基础的原意。至于强化基础，如质点运动学一章，我们描述了质点一般的曲线运动之后，质点的直线运动可以不讲（一般教材均这么处理），但笔者认为，直线运动这一重要特例在随后的作业及最后的考试中出现的概率较高，因此对学生而言必须掌握，故本教材单列一节讲质点的直线运动，而且写得较详细，但本节可不讲，让学生自学。又如静电场中无限长均匀带电直线的场强分布，我们先从毕萨定理得出均匀带电直线段的场强分布，再延伸出无限长均匀带电直线的场强分布，待静电场高斯定理讲了之后，用高斯定理较易地又得出这一结论，在此基础上同学们比较容易理解并记住这一结论，之后我们可以通过作业应用这一结论来求其他带电体的场强分布，这样在反复的应用中强化了基础；稳恒磁场中有完全类似的情况。所谓充分展示物理学前沿，本书除讲述近代物理基础一章外，还新增一章当代物理前沿，介绍了超导、纳米技术、光导纤维、声学、激光、原子能等当代物理学前沿的相关情况，供同学们参考。

（3）强化高数基础知识的应用。高数是同学们进入大学后刚学的，只有经历不断应用才能巩固提高；再说微积分原本是因物理学的定量计算需要而发明的，牛顿就是微积分的奠基人。高数知识的应用是大学物理与中学物理的主要区别，故本书的例题几乎均要用到一定的微积分知识，并保留了必要的中间步骤，以便同学们易于读懂。习题中的大部分也要应用一定的微积分基础知识。同学们经过反复的应用可以加深理解并牢固掌握高数的基础知识，从而更有利于大学物理的学习，形成良性循环。

（4）重点突出、难点突破。如力学部分难点放在积分法，反复讲述积分法的应用，对微分法一带而过。又如静电场的高斯定理和磁场的环路定理既是重点也是难点，同学们利用这两个定理求场强 或磁感应强度 时，关键是高斯面或安培环路的作法，以前的有关教材只作简要交待，由于电荷或电流分布的对称性，没有深入分析，本教材作了令人信服的分析，为什么垂直或为什么相切，为什么值相等；适用范围也作了较详细的说明，并指明了分别适用的高斯面或安培环路的形状；相关例题代表了各种不同类型的情况，经过这么处理后，同学们对这两个定理的应用应该不成问题。

（5）各章节尽可能给出规范解题步骤，先字母运算，最后代入数据（统一到国际单位制主单位），结果单位必为国际单位制主单位。矢量尽可能用矢量式表达，不再沿用中的大小和方向分别表达的习惯。

  我国高等教学经历了一段相当快速的扩张期，期间特别是各类独立学院如雨后春笋般地诞生，其生源既不同于一本、二本院校，又不同于高职院校，为适应独立学院应用型、实用型人才的培养对物理教学的要求，我们组织了现有的物理教师编写了本教材。编写的指导思想是：充分注意与中学物理的衔接；优化并强化基础、充分展示物理前沿；强化高数基础知识的应用；力求概念正确、推理严密、重点突出、难点突破；文字简洁、内容新颖、解题规范、体系完整。

  本教材的主要特点如下：

（1）注重与中学物理的衔接，适当提高了起点，能用中学物理方法解的题型基本排除。

（2）优化并强化基础、充分展示物理前沿。经典物理知识和经典物理研究方法仍然是大学物理教学的主要内容，   不同版本的教材对这些内容的叙述、处理不尽相同，各有千秋，本教材尽可能采用正确的、新颖的、优秀的或有特色的叙述和处理方法，包括笔者多年的教学工作经验，此即优化基础的原意。至于强化基础，如质点运动学一章，我们描述了质点一般的曲线运动之后，质点的直线运动可以不讲（一般教材均这么处理），但笔者认为，直线运动这一重要特例在随后的作业及最后的考试中出现的概率较高，因此对学生而言必须掌握，故本教材单列一节讲质点的直线运动，而且写得较详细，但本节可不讲，让学生自学。又如静电场中无限长均匀带电直线的场强分布，我们先从毕萨定理得出均匀带电直线段的场强分布，再延伸出无限长均匀带电直线的场强分布，待静电场高斯定理讲了之后，用高斯定理较易地又得出这一结论，在此基础上同学们比较容易理解并记住这一结论，之后我们可以通过作业应用这一结论来求其他带电体的场强分布，这样在反复的应用中强化了基础；稳恒磁场中有完全类似的情况。所谓充分展示物理学前沿，本书除讲述近代物理基础一章外，还新增一章当代物理前沿，介绍了超导、纳米技术、光导纤维、声学、激光、原子能等当代物理学前沿的相关情况，供同学们参考。

（3）强化高数基础知识的应用。高数是同学们进入大学后刚学的，只有经历不断应用才能巩固提高；再说微积分原本是因物理学的定量计算需要而发明的，牛顿就是微积分的奠基人。高数知识的应用是大学物理与中学物理的主要区别，故本书的例题几乎均要用到一定的微积分知识，并保留了必要的中间步骤，以便同学们易于读懂。习题中的大部分也要应用一定的微积分基础知识。同学们经过反复的应用可以加深理解并牢固掌握高数的基础知识，从而更有利于大学物理的学习，形成良性循环。

（4）重点突出、难点突破。如力学部分难点放在积分法，反复讲述积分法的应用，对微分法一带而过。又如静电场的高斯定理和磁场的环路定理既是重点也是难点，同学们利用这两个定理求场强 或磁感应强度 时，关键是高斯面或安培环路的作法，以前的有关教材只作简要交待，由于电荷或电流分布的对称性，没有深入分析，本教材作了令人信服的分析，为什么垂直或为什么相切，为什么值相等；适用范围也作了较详细的说明，并指明了分别适用的高斯面或安培环路的形状；相关例题代表了各种不同类型的情况，经过这么处理后，同学们对这两个定理的应用应该不成问题。

（5）各章节尽可能给出规范解题步骤，先字母运算，最后代入数据（统一到国际单位制主单位），结果单位必为国际单位制主单位。矢量尽可能用矢量式表达，不再沿用中的大小和方向分别表达的习惯。

考虑到不同院校不同专业物理教学学时和教学内容的差异，可根据具体情况对本书内容进行重组或取舍，教学时数可掌握在70～100学时左右。全书共五篇十三章，分上下两册，上册包括力学（第1～3章）、电磁学（第4～6章）；下册包括热学（第7～8章）、波动与光学（第9～11章）、近代物理（第12～13章）。

  本书由李春贵任主编，夏飞莱、石文兴任副主编。参与本书编写工作的还有鲁芬、赵宗坤、程翊。在编写过程中广泛参考了国内新近出版的大学物理教材，并吸收了一定的养份，在此一并致谢。

由于编者水平有限，时间紧迫，书中疏漏和错误之处在所难免，恳请读者批评指正。

序
前言
绪论 1
第一篇  力学
第1章  质点运动学 8
1.1  质点运动的描述 8
1.1.1  预备知识 8
1.1.2  描述质点运动的物理量 9
1.2  圆周运动 14
1.2.1  直角坐标系下的描述 14
1.2.2  自然坐标系下的描述 15
1.2.3  圆周运动的角量描述 16
1.3  直线运动的描述 17
1.4  相对运动与伽利略变换 21
1.4.1  运动合成定理 21
1.4.2  伽利略变换 21
本章内容小结 23
思考题 24
练习题 25
第2章  质点动力学 29
2.1  牛顿运动定律及其应用 29
2.1.1  牛顿运动定律 29
2.1.2  常见的几种力 30
2.1.3  牛顿定律应用 31
2.2  惯性系和力学相对性原理 37
2.2.1  惯性参考系 37
2.2.2  力学相对性原理 38
2.3  功与能 38
2.3.1  功 38
2.3.2  动能定理 41
2.3.3  保守力、非保守力与势能 42
2.4  功能原理与机械能守恒定律 45
2.5  动量定理与动量守恒定律 46
2.5.1  冲量与质点的动量定理 46
2.5.2  质点系的动量定理 48
2.5.3  动量守恒定律 49
2.6  碰撞 51
2.6.1  弹性碰撞 51
2.6.2  完全非弹性碰撞 52
2.6.3  非弹性碰撞 53
本章内容小结 53
思考题 55
练习题 56
第3章  刚体的定轴转动 60
3.1  定轴转动刚体运动学 60
3.2  转动定理 62
3.2.1  力矩 62
3.2.2  转动定理 63
3.2.3  转动惯量 64
3.3  刚体定轴转动中的功和能 69
3.3.1  外力矩的功 69
3.3.2  定轴转动刚体的转动动能和势能 70
3.3.3  定轴转动的动能定理 70
3.4  刚体定轴转动的角动量定理与角动量守恒定律 72
3.4.1  冲量矩和角动量 72
3.4.2  角动量定理和角动量守恒定理 72
本章内容小结 74
思考题 76
练习题 77
第二篇  电磁学
第4章  静电场 83
4.1  电荷与库仑定律 83
4.1.1  电荷、电荷的量子化与电荷守恒定律 83
4.1.2  库仑定律 84
4.1.3  电场强度 86
4.2  真空中静电场的高斯定理 91
4.2.1  电场线 91
4.2.2  电通量 92
4.2.3  真空中静电场的高斯定理 93
4.3  电势 98
4.3.1  静电场的电场力是保守力 98
4.3.2  任意带电体的电场力是保守力 98
4.3.3  静电场的环路定律 98
4.3.4  电势能与电势 99
4.3.5  场强与电势的微分关系 102
*4.4  静电场中的导体 102
4.4.1  导体的静电平衡条件 102
4.4.2  静电平衡时导体上的电荷分布 103
4.4.3  静电屏蔽 105
4.4.4  有导体存在时电场的计算 105
4.5  静电场中的电介质 107
4.5.1  静电场中的电偶极子 107
4.5.2  电介质的分类——无极分子与有极分子电介质 108
4.5.3  电介质的极化 108
4.5.4  电介质中的电场 108
4.6  介质中的高斯定理与环路定理 109
4.7  电容器与电场能 111
4.7.1  电容器 111
4.7.2  电容的计算 111
4.7.3  电容器的电能 112
4.7.4  静电场的能量 113
本章内容小结 114
思考题 116
练习题 118
第5章  稳恒磁场 122
5.1  磁场与磁感应强度 122
5.1.1  基本磁现象与磁场 122
5.1.2  磁感应强度 123
5.2  毕奥－萨伐尔定律 124
5.2.1  毕奥－萨伐尔定律 125
5.2.2  毕奥－萨伐尔定律的应用 125
5.3  磁场的高斯定理 129
5.3.1  磁感线 129
5.3.2  磁通量与磁场的高斯定理 129
5.4  安培环路定理 131
5.4.1  安培环路定理 132
5.4.2  安培环路定理的应用 133
5.5  磁场对电流的作用 136
5.5.1  磁场对载流导线的作用力 136
5.5.2  磁场对载流线圈的作用力矩 138
5.5.3  磁场对运动电荷的作用力 140
5.5.4  霍耳效应 140
*5.5.5  介质中的磁场 142
本章内容小结 146
思考题 147
练习题 148
第6章  电磁感应 152
6.1  电磁感应 152
6.1.1  电磁感应现象 152
6.1.2  电磁感应定律 153
6.2  动生电动势和感生电动势 155
6.2.1  动生电动势 156
6.2.2  感生电动势 158
*6.3  自感与互感 160
6.3.1  自感 160
6.3.2  互感 162
*6.4  磁场的能量 163
6.5  麦克斯韦方程组 165
6.5.1  位移电流 166
6.5.2  麦克斯韦方程组 168
*6.6  电磁波与人类文明 169
本章内容小结 172
思考题 173
练习题 174
第三篇  热学
第7章  气体动理论 177
7.1  气体动理论的基本概念 177
7.1.1  热力系统 177
7.1.2  平衡态与平衡过程 178
7.1.3  理想气体状态方程 178
7.2  理想气体压强和温度的微观本质 179
7.2.1  理想气体的微观模型 179
7.2.2  理想气体压强的微观本质 179
7.2.3  理想气体温度的微观本质 180
7.3  能量按自由度均分定理 181
7.3.1  分子的运动自由度 181
7.3.2  能量按运动自由度均分定理 182
7.3.3  理想气体的内能 182
7.4  麦克斯韦速率分布律 183
7.4.1  麦克斯韦速率分布律 183
7.4.2  气体分子热运动速率的三种统计平均值 184
7.5  气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 185
本章内容小结 187
思考题 188
练习题 189
第8章  热力学基础 192
8.1  热力学第一定律 192
8.1.1  功 192
8.1.2  热量 193
8.1.3  内能 193
8.1.4  热力学第一定律 193
8.2  理想气体的定值过程 193
8.2.1  定容过程 194
8.2.2  定压过程 195
8.2.3  定温过程 195
8.3  绝热过程 196
8.3.1  绝热过程方程式 196
8.3.2  绝热过程的功和内能 197
8.3.3  绝热线与等温线的关系 197
8.4  循环过程与卡诺循环 200
8.4.1  循环过程 200
8.4.2  卡诺循环 202
8.5  热力学第二定律 205
8.5.1  可逆过程和不可逆过程 206
8.5.2  热力学第二定律 207
8.5.3  卡诺定理 208
本章内容小结 208
思考题 210
练习题 210
第四篇  波动与光学
第9章  机械振动 213
9.1  简谐振动及相关概念 213
9.1.1  简谐振动 214
9.1.2  描述简谐振动的特征物理量 215
9.1.3  简谐振动方程的建立 216
9.2  简谐振动的规律 220
9.2.1  简谐振动的运动学方程、速度和加速度 220
9.2.2  简谐振动的能量 221
9.2.3  旋转矢量法 222
9.3  简谐振动的合成 225
9.3.1  两个同方向、同频率简谐振动的合成 225
9.3.2  同方向不同频率简谐振动的合成及拍现象 227
9.3.3  垂直方向同频率的两个谐振动的合成 228
9.3.4  垂直方向不同频率的谐振动的合成 229
9.4  阻尼振动、受迫振动、共振 230
9.4.1  阻尼振动 230
9.4.2  受迫振动 231
9.4.3  共振 232
本章内容小结 232
思考题 233
练习题 234
第10章  机械波 238
10.1  机械波的基本概念 238
10.1.1  机械波的产生 238
10.1.2  横波与纵波 238
10.1.3  波的几何描述 238
10.1.4  波的特征物理量描述 239
10.2  平面简谐波的波函数 240
10.2.1  平面简谐波的波动方程 240
10.2.2  波动方程的物理意义 242
10.3  波的能量、能流 244
10.3.1  波的能量 244
10.3.2  波的能量密度 246
10.3.3  波的强度 246
10.4  波的衍射和干涉 247
10.4.1  惠更斯原理 247
10.4.2  波的衍射 248
10.4.3  波的叠加原理 248
10.4.4  波的干涉 249
*10.4.5  驻波 251
*10.5  多普勒效应 253
本章内容小结 254
思考题 256
练习题 257
第11章  波动光学 261
11.1  光源、相干光、光程和光程差 261
11.1.1  光源 261
11.1.2  光的相干条件 261
11.1.3  相干光的获得 262
11.1.4  光程与光程差 262
11.2  分波阵面干涉 263
11.2.1  杨氏双缝干涉 263
11.2.2  洛埃镜实验 266
11.3  分振幅干涉 266
11.3.1  薄膜干涉 266
11.3.2  劈尖干涉 268
11.3.3  牛顿环 270
11.4  迈克尔逊干涉仪 271
11.5  光的衍射与惠更斯－菲涅耳原理 272
11.5.1  光的衍射 272
11.5.2  惠更斯－菲涅耳原理 273
11.6  单缝夫琅和费衍射 273
11.7  光栅衍射 276
11.7.1  光栅的结构 276
11.7.2  光栅衍射条纹的形成 276
11.7.3  光栅方程 277
11.7.4  谱线的缺级 277
11.8  光的偏振 278
11.8.1  光的偏振态 278
11.8.2  起偏与检偏 280
11.8.3  反射与折射时的偏振 281
本章内容小结 282
思考题 283
练习题 284
第五篇  近代物理
第12章  近代物理基础 290
12.1  狭义相对论的两个原理及洛仑兹变换 290
12.1.1  狭义相对论的两个假定 290
12.1.2  洛仑兹变换 291
12.2  狭义相对论的时空观 294
12.2.1  同时性的相对性 294
12.2.2  长度收缩 295
12.2.3  时间延缓 296
12.3  洛仑兹速度变换 298
12.4  相对论动力学基础 299
12.4.1  相对论质量 299
12.4.2  相对论动力学基本方程 302
12.4.3  质能关系 302
12.4.4  相对论能量和动量的关系 304
12.4.5  广义相对论简介 305
12.5  黑体辐射与普朗克的能量子假设 306
12.5.1  热辐射 306
12.5.2  黑体辐射的基本规律 307
12.5.3  普朗克辐射公式和能量子的概念 308
12.6  光电效应 309
12.6.1  光电效应的实验规律 309
12.6.2  经典理论遇到的困难 311
12.6.3  爱因斯坦的光子论及其对光电效应的解释 311
12.7  康普顿效应 312
12.7.1  康普顿效应及其观测 312
12.7.2  光子论对康普顿效应的解释 312
12.7.3  光的波粒二象性 314
12.8  氢原子光谱和玻尔的量子论 314
12.8.1  原子的核型结构模型及其与经典理论的矛盾 314
12.8.2  氢原子光谱的规律性 315
12.8.3  玻尔的量子论 317
12.8.4  氢原子轨道半径和能量的计算 317
12.9  微观粒子的波动性 318
12.9.1  德布罗意假设 318
12.9.2  电子衍射实验 319
12.9.3  不确定关系 321
12.10  波函数及其统计诠释 322
12.11  薛定谔方程 324
12.11.1  含时薛定谔方程 324
12.11.2  定态薛定谔方程 325
12.12  一维势阱和势垒问题 326
12.12.1  一维无限深方势阱 326
12.12.2  势垒穿透和隧道效应 328
思考题 330
练习题 331
*第13章  当代物理前沿 335
13.1  超导电性 335
13.1.1  超导体的基本性质 336
13.1.2  高温超导体 337
13.1.3  BCS理论 338
13.1.4  超导材料的应用 338
13.2  纳米技术 339
13.2.1  纳米材料 340
13.2.2  纳米加工与原子操纵 341
13.2.3  C60与碳纳米管 342
13.2.4  纳米技术的应用 343
13.3  光导纤维 346
13.3.1  光及其特性 346
13.3.2  光纤 346
13.3.3  均匀折射率光纤导光原理 347
13.3.4  光纤制造与衰减 347
13.3.5  光纤的应用 347
13.4  声学 348
13.4.1  声学的基本概念与理论 349
13.4.2  听觉、语言和音乐 350
13.4.3  超声 352
13.4.4  声与海洋 353
13.5  光彩夺目的新光源 354
13.5.1  激光产生的基本原理 354
13.5.2  激光技术的应用 357
13.5.3  同步辐射光源 363
13.6  原子能及其和平利用 364
13.6.1  原子能及其释放 364
13.6.2  裂变与聚变 366
13.6.3  原子能和中国的能源问题 369
参考文献 371

1. 大学物理（下册）（第三版） [主编 梁志强 刘进庆 王立飞]
2. 大学物理（上册）（第三版） [主编 梁志强 吴世亮 尹妍妍]
3. 大学物理实验（第二版） [主编 李忠 孙耀强]
4. 大学物理实验 [主 编 李密丹 杨少波]
5. 大学物理学习指导 [主编 钟春晓 任喜梅]
6. 大学物理实验 [汤丽华 蔡志猛 陈明明]
7. 矿物掺量对轻骨料混凝土物理性能的影响研究 [王萧萧 申向东]
8. 大学物理分层次作业练习册 [主编 梁志强]
9. 大学物理（下册） [主编 梁志强 王伟]
10. 大学物理（上册） [主编 梁志强 伊长虹]
11. 基于Simplorer场路耦合多物理域联合仿真 [赵鲁 编著]
12. 大学物理实验 [主编 秦永平 李忠]
13. 大学物理标准化习题集（第二版） [主编 咸立芬 王子国]
14. 大学物理（下册） [咸立芬 王子国]
15. 大学物理（上册） [主 编 咸立芬 王子国]
16. 普通物理学（第六版•上册）同步辅导及习题全解 [黄淑森 焦艳芳]
17. 大学物理实验 [王克强]
18. 大学物理实验（第二版） [刘景旺]
19. 大学物理标准化习题集 [主编 咸立芬 王子国]
20. 大学基础物理学（第二版）同步辅导及习题全解 [主编 刘东星 边文思]
21. 物理学（第五版）同步辅导及习题全解 [主编 黄淑森 焦艳芳]
22. 物理化学（第五版）同步辅导及习题全解 [主编 边文思 孟祥曦]
23. 大学物理实验 [孙光东 主编]