大学物理
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作者李元成,张静,钟寿仙 主编
出版社机械工业出版社
ISBN9787111542704
出版时间2016-11
装帧平装
开本16开
定价49.8元
货号1201416356
上书时间2024-09-18
商品详情
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作者简介
李元成，中国石油大学（华东）教授，博士生导师，大学物理精品课程负责人。
张静，长江大学副教授，博士，从事大学物理教学工作，具有丰富的教学经验。
钟寿仙，中国石油大学（北京）教授，物理研究所所长，著有《大学物理解题方法》等著作多部。
目录
前言
第三篇波动和光学1
第9章振动2
引言2
9.1简谐振动3
9.1.1简谐振动的特征和运动方程3
9.1.2描述简谐振动的物理量5
9.1.3简谐振动的旋转矢量表示法9
9.1.4简谐振动的能量11
9.2简谐振动的合成13
9.2.1同方向简谐振动的合成13
9.2.2两个相互垂直的简谐振动的合成18
9.3简谐振动的分解21
9.4阻尼振动受迫振动共振电磁振荡
9.4.1阻尼振动22
9.4.2受迫振动24
9.4.3共振25
9.4.4电磁振荡27
9.5非线性振动混沌28
9.5.1非线性振动28
9.5.2混沌31
本章提要32
思考题932
基础训练习题933
综合能力和知识拓展与应用训练题35
阅读材料——振动采油技术简介36
0章波动38
引言38
10.1机械波的产生和传播39
10.1.1机械波的形成39
10.1.2描述波动的物理量40
10.2平面简谐波42
10.2.1平面简谐波的波函数42
10.2.2波函数的物理意义44
10.2.3波动微分方程47
10.3波的能量47
10.3.1波动能量的传播47
10.3.2能流和能流密度49
10.4声波超声波次声波50
10.4.1声波50
10.4.2超声波和次声波52
10.5电磁波53
10.5.1电磁波的产生和传播53
10.5.2电磁波的性质54
10.5.3电磁波的能量56
10.5.4电磁波谱57
10.6波的叠加原理波的干涉59
10.6.1波的叠加原理59
10.6.2波的干涉59
10.6.3驻波62
10.7波的衍射反射折射67
10.7.1惠更斯原理67
10.7.2波的衍射68
10.7.3波的反射和折射68
10.8多普勒效应70
10.9冲击波72
本章提要73
思考题1074
基础训练习题1074
综合能力和知识拓展与应用训练题78
阅读材料——声波在油田中的主要应用79
1章波动光学82
引言82
11.1光的相干性光程85
11.1.1光源85
11.1.2光的单色性86
11.1.3光的相干性及相干光的获得86
11.1.4光程光程差88
11.1.5薄透镜不产生附加光程差90
11.1.6明暗干涉条纹产生的条件90
11.2杨氏双缝干涉实验菲涅耳双面镜劳埃德镜90
11.2.1杨氏双缝干涉实验90
11.2.2菲涅耳双面镜93
11.2.3劳埃德镜93
11.3薄膜干涉95
11.3.1薄膜干涉的基本原理95
11.3.2等倾干涉96
11.3.3增反膜与增透膜97
11.3.4等厚干涉99
11.3.5迈克耳孙干涉仪104
11.4单缝衍射和圆孔衍射106
11.4.1惠更斯——菲涅耳原理106
11.4.2单缝的夫琅禾费衍射108
11.4.3圆孔的夫琅禾费衍射112
11.4.4光学仪器的分辨率113
11.5光栅衍射115
11.5.1光栅116
11.5.2光栅衍射实验116
11.5.3X射线衍射122
11.6光的偏振124
11.6.1光的偏振态124
11.6.2偏振片马吕斯定律126
11.6.3布儒斯特定律129
11.7光的双折射现象130
11.7.1双折射现象130
11.7.2偏振棱镜131
11.8偏振光的干涉人工双折射现象旋光现象132
11.8.1椭圆偏振光和圆偏振光的获得132
11.8.2偏振光的干涉134
11.8.3人工双折射现象135
11.8.4旋光现象137
本章提要138
思考题11139
基础训练习题11140
综合能力和知识拓展与应用训练题146
阅读材料——光纤光栅传感器在石油行业中的应用148
第四篇热学149
2章气体动理论150
引言150
12.1基本概念152
12.1.1物质的微观结构模型152
12.1.2理想气体的微观结构模型152
12.1.3宏观量和微观量153
12.1.4统计规律和统计平均值153
12.1.5状态参量154
12.1.6平衡态准静态过程154
12.1.7统计假设155
12.1.8理想气体状态方程155
12.2理想气体的压强和温度的微观解释157
12.2.1理想气体的压强公式及其统计意义157
12.2.2理想气体的温度公式及其微观意义159
12.2.3理想气体分子的方均根速率159
12.3能量按自由度均分定理理想气体的内能161
12.3.1自由度161
12.3.2能量按自由度均分定理162
12.3.3理想气体的内能163
12.4麦克斯韦分布律165
12.4.1速率分布函数165
12.4.2麦克斯韦速率分布律165
12.4.3三种统计速率167
12.4.4麦克斯韦速度分布律169
12.5玻尔兹曼分布律170
12.5.1玻尔兹曼分布律的内容170
12.5.2重力场中大气密度与压强按高度的分布171
12.6气体分子的平均碰撞频率和平均自由程172
12.7气体输运现象174
12.7.1黏滞现象175
12.7.2热传导现象176
12.7.3扩散现象177
12.8真实气体范德瓦尔斯方程178
本章提要182
思考题12183
基础训练习题12184
综合能力和知识拓展与应用训练题187
阅读材料——工程应用中应用较广的状态方程187
3章热力学基础189
引言189
13.1热力学定律190
13.1.1内能190
13.1.2功190
13.1.3热量191
13.1.4热力学定律的内容192
13.2热力学定律的应用193
13.2.1等体过程193
13.2.2等压过程194
13.2.3理想气体的摩尔定容热容和摩尔定压热容195
13.2.4等温过程198
13.2.5绝热过程199
13.2.6多方过程201
13.3循环过程卡诺循环204
13.3.1循环过程204
13.3.2卡诺循环205
13.4热力学第二定律210
13.4.1自发过程的方向性210
13.4.2热力学第二定律的内容211
13.4.3可逆过程和不可逆过程212
13.4.4卡诺定理213
13.4.5热力学第二定律的统计意义214
13.5熵熵增加原理216
13.5.1熵216
13.5.2熵增加原理217
13.5.3克劳修斯熵及其计算218
本章提要220
思考题13221
基础训练习题13221
综合能力和知识拓展与应用训练题224
阅读材料——化工热力学简介225
第五篇近代物理227
4章狭义相对论228
引言228
14.1狭义相对论的基本原理洛伦兹变换229
14.1.1狭义相对论的基本原理229
14.1.2洛伦兹变换231
14.1.3相对论速度变换234
14.2狭义相对论的时空观236
14.2.1同时的相对性237
14.2.2时间膨胀效应238
14.2.3长度收缩效应240
14.3狭义相对论动力学242
14.3.1相对论质量与动量242
14.3.2相对论动力学基本方程244
14.3.3相对论能量245
本章提要249
思考题14250
基础训练习题14251
综合能力和知识拓展与应用训练题253
阅读材料——相对论离我们远吗255
5章量子物理257
引言257
15.1黑体辐射普朗克量子假说259
15.1.1热辐射259
15.1.2黑体黑体辐射260
15.1.3普朗克量子假说263
15.2光电效应爱因斯坦光子理论264
15.2.1光电效应的实验规律264
15.2.2爱因斯坦的光子理论265
15.3康普顿效应光的波粒二象性267
15.3.1康普顿效应的实验规律267
15.3.2康普顿效应的量子解释268
15.3.3光的波粒二象性270
15.4氢原子光谱玻尔的氢原子理论271
15.4.1氢原子光谱271
15.4.2经典物理遇到的困难272
15.4.3玻尔的氢原子理论273
15.4.4氢原子轨道半径和能量的计算273
15.4.5氢原子光谱的能级公式275
15.4.6玻尔氢原子理论的缺陷275
15.5德布罗意波不确定关系277
15.5.1德布罗意波277
15.5.2德布罗意波的实验验证278
15.5.3不确定关系279
15.6波函数及其统计解释282
15.6.1波函数的概念282
15.6.2波函数的统计解释283
15.7薛定谔方程285
15.7.1一维自由粒子的运动方程285
15.7.2一维粒子的薛定谔方程286
15.7.3三维情况下的薛定谔方程287
15.8定态薛定谔方程的简单应用288
15.8.1一维无限深势阱288
15.8.2一维势垒隧道效应290
15.9氢原子291
15.9.1能量量子化292
15.9.2角动量量子化292
15.9.3角动量的空间量子化292
15.9.4电子的波函数293
15.10电子的自旋原子的壳层结构294
15.10.1施特恩——格拉赫实验294
15.10.2电子的自旋295
15.10.3四个量子数297
15.10.4原子的壳层结构297
本章提要299
思考题15300
基础训练习题15301
综合能力和知识拓展与应用训练题303
阅读材料（一）——量子纠缠304
阅读材料（二）——量子化学306
6章激光和固体物理简介309
引言309
16.1激光简介310
16.1.1受激吸收受激辐射自发辐射310
16.1.2产生激光的条件314
16.1.3激光器317
16.1.4激光的特性和应用321
16.2固体物理简介323
16.2.1晶体晶体结构324
16.2.2能带327
16.2.3导体半导体和绝缘体的能带结构330
16.2.4本征半导体与杂质半导体331
16.2.5半导体器件原理334
16.2.6半导体技术的应用前景338
本章提要341
思考题16342
基础训练习题16342
综合能力和知识拓展与应用训练题343
阅读材料——激光在石油地质方面的应用344
7章原子核物理和粒子物理简介347
引言347
17.1原子核的基本性质348
17.1.1原子核的组成348
17.1.2原子核的大小349
17.1.3原子核的自旋与磁矩350
17.2核力和核模型351
17.2.1核力的性质351
17.2.2原子核模型352
17.3原子核的衰变353
17.3.1天然放射性现象353
17.3.2原子核的衰变规律354
17.3.3放射性衰变规律的应用356
17.4射线对人体的影响及其防护357
17.4.1射线的生物效应357
17.4.2辐射剂量357
17.4.3辐射的防护358
17.4.4放射性同位素的应用359
17.5原子核的结合能裂变和聚变360
17.5.1原子核的质量亏损360
17.5.2原子核的结合能361
17.5.3核反应过程中的守恒定律362
17.5.4重核裂变及其应用363
17.5.5轻核的聚变及其应用366
17.6粒子物理简介367
17.6.1粒子的发现367
17.6.2粒子的分类368
17.6.3守恒定律369
17.6.4强子结构的夸克模型370
本章提要372
思考题17373
基础训练习题17373
阅读材料——核电技术简介374
专题选讲：几何光学378
附录
附录A常用基本物理量396
附录B国际单位制396
附录C希腊字母398
附录D物理量及其单位的名称和符号398
参考文献402
内容摘要
本套书为“十三五”国家重点出版物出版规划项目（世界名校名家基础教育系列），是以教育部高等学校物理基础课程教学指导分委会于2010年颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》的基本精神为依据而编写的，其中不仅吸收了国内外同类教材的优点，而且还融入了作者在多年教学经历中所积累的成功经验。全套书分上、下两册，本书为下册，内容包括振动、波动、波动光学、气体动理论、热力学基础、狭义相对论、量子物理、激光与固体物理等内容。全书适合96~128学时教学，可供高等学校理工科各专业学生使用。
精彩内容
本书是根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委会于2010年颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》的基本精神，在总结多年来教学实践、教学改革和精品课程建设经验的基础上，吸收国内外同类教材的优点编写而成的。本书确保了新教学基本要求中的全部核心内容，选择了一定数量的扩展内容。全套书分为上、下两册。上册包括力学、电磁学两篇，下册包括波动和光学、热学、近代物理三篇。
大学物理是高等学校理工科类各专业的一门重要基础理论课程，学生通过学习该课程能够对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，并为进一步学习打下必要而坚实的基础。大学物理课程在培养学生树立科学世界观、探索精神和创新意识方面具有其他课程不可替代的作用，同时可增强学生分析问题和解决问题的能力，实现知识、能力和素质的协调发展。为了尽可能编写出一套可读性强、易学、易教、好用的大学物理教材，我们在吸收同类教材优点和总结多年教学改革实践经验的基础上，重新调整了课程体系，加强了重点、难点和理论联系实际的内容，注意处理好大学物理与中学物理的衔接，强化了近代物理的教学内容并将最新的教学研究引入教材中。
本书为了与石油工业实际相联系，在每章的前言部分增加了该章内容与石油行业有关的应用实例，对提高学生的学习兴趣和对他们今后专业基础课及专业课的学习都有一定的帮助。同时，本书在每章的练习题后增加了综合能力与知识拓展和阅读材料，这些内容都侧重于物理学原理在石油行业和工程实际中的应用，以加强学生将所学的物理知识与专业背景相结合的能力，使学生明确物理学在石油工业中的重要性，提高他们学习大学物理课程的积极性。这些教学资料也能为教师更好地把大学物理课程与专业基础课及专业课相结合提供一些帮助。但愿这些尝试能够切实提高大学物理课程的教学质量、促进学生更好地学习专业知识和培养学生应用知识的能力、创新意识和创新能力。
全书由李元成教授［中国石油大学（华东）］、张静副教授（长江大学）和钟寿仙教授［中国石油大学（北京）］担任主编，钟寿仙策划并完成编写大纲，李元成承担了全书修改和统稿工作,张静承担了综合能力与知识拓展和阅读材料的最后统稿工作。参加编写人员的具体分工：章由谢丽（长江大学）编写，第2章由李元成、钟寿仙编写，第3章由李元成、田艳杰［中国石油大学（华东）］编写，第4章由李元成、展凯云［中国石油大学（华东）］编写，第5章由谢丽编写，第6章由张静编写，第7章由冷文秀［中国石油大学（北京）］编写，第8章由张静编写，第9章由李红［中国石油大学（华东）］编写，0章由董梅峰［中国石油大学（华东）］编写，1章由刘冰［中国石油大学（华东）］、李元成、周广刚［中国石油大学（北京）］编写，2章由李元成、董梅峰编写，3章由李元成、陈华东［中国石油大学（华东）］编写，4章由鄢嫣（长江大学）编写，5章由袁顺东［中国石油大学（华东）］编写，6章由鄢嫣编写，7章由李元成、朱化凤［中国石油大学（华东）］编写，专题选讲（流体力学、几何光学）和附录由李元成编写，长江大学徐大海教授承担了第6、8章的审校及部分习题编写工作，中国石油大学（北京）（克拉玛依校区）张晶参加了第2章部分内容的编写工作。
本书在编写过程中，参考了大量兄弟院校的教材和互联网上的资料，这里不能一一列出作者的姓名，谨向相关作者致以衷心的感谢！同时，对参与编写的三所学校的大学物理课程组的全体教师所给予的帮助和支持深表感谢，正是他们的辛勤工作，才使本书得以不断完善。三所学校的院系领导也对本书的编写给予了大力支持，在此表示由衷的感谢！
本书出版过程中，得到了机械工业出版社的大力支持，尤其是责任编辑张金奎做了大量细致的协调和组织工作，并对每一章的稿件做了细致的校对和编辑，付出了大量的精力和心血，编者在此表示诚挚的谢意！
限于时间紧迫，加之编者水平有限，虽经多次审校，书中的疏漏及不当之处在所难免，恳请专家、同行和读者批评指正。
编 者
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