全書分為6章，簡明而系統(tǒng)地介紹了經(jīng)典力學、狹義相對論、熱力學、電磁學、波動學、量子物理基礎中的基本概念、規(guī)律以及基本理論的歷史發(fā)展進程，其內(nèi)容涵蓋了大學物理課程教學的最基本要求。
前言
在科學與技術迅速結合和發(fā)展的今天，新興學科不斷地涌現(xiàn)，物理學的概念、研究方法，以及嚴謹而富有創(chuàng)新性的邏輯思維方式和實驗技術在其他學科得到了廣泛的應用和認同，這顯示了物理學在自然科學和社會科學中重要的基礎性作用。為了適應當今科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展對人才的需求，近年來不少高等院校開設了學時不等的物理學課程以滿足各種學科專業(yè)的需求。
大學物理是高等院校的基礎課程，其重要性一方面在于它所提供的一定范圍的、系統(tǒng)的物理知識是科學素質(zhì)的基礎；另一方面在于它蘊含著思考和解決問題的科學思想、方法和態(tài)度，以及激發(fā)學習者創(chuàng)新意識的能力。筆者認為，不管物理學時的多少，不管是工科還是經(jīng)管或文科類學習者，課程內(nèi)容安排可以有所側重，但不應偏離物理本身，應該給出基本上較完整、系統(tǒng)的物理學框架。這不是簡單的內(nèi)容壓縮，而是要求內(nèi)容更加有機地結合，邏輯聯(lián)系更加縝密，物理圖像更加清晰，要求教學方式和方法創(chuàng)新。這是在不多學時之內(nèi)既能使初學者理解物理學基本定律和物理方法，又能使其在理性邏輯思維和圖像思維能力上得到提高的一種教學追求。為此，本書基本上在每章開始均向讀者指出本章的理論基礎，隨后是為闡明理論基礎和基本概念而安排的教學內(nèi)容。這樣使教學線索比較明確，也起到對初學者學習的引導作用。
正是在這樣的指導思想下，我們編寫了本教材，第2版是對第1版教材的修訂，此次再版（第3版）是對原教材的重新審視。其框架沒有變化，個別地方有稍許調(diào)整，它包括了我們多年面對不同學時（112學時，80學時，64學時，48學時）的工科、少學時的經(jīng)管或文科初學者教學實踐的體會，也包括了不少使用過此教材同行們的建議。本書共分6章。第1章為牛頓力學基礎，簡單介紹了牛頓力學的發(fā)展過程、經(jīng)典力學的基礎知識，以及牛頓運動定律在剛體和流體中的簡單應用。第2章為狹義相對論基礎，簡單介紹了狹義相對論的創(chuàng)立過程，以及它的基本原理、時空觀和動力學的基本概念。第3章為熱力學物理基礎，簡單介紹了熱學發(fā)展史，在介紹分子動理論統(tǒng)計概念和規(guī)律的基礎上著重介紹了熱力學第一、第二定律。第4章為電磁學基礎，簡單介紹了經(jīng)典電磁理論的發(fā)展史，介紹了電磁場、電磁感應及電磁波的基本概念和規(guī)律。第5章為波動學基礎，概述了波動現(xiàn)象的歷史研究，介紹了振動和波動的基本特征，以及光的干涉、衍射、偏振的基本現(xiàn)象和規(guī)律。第6章為量子物理基礎，包括量子概念的提出、波動量子理論的建立、原子的殼層結構模型、激光和能帶等基本概念與知識。
本書由呂金鐘、邱紅梅（北京科技大學）、趙長春（中國地質(zhì)大學（北京））協(xié)力完成，呂金鐘完成了全書的統(tǒng)稿工作。最后要特別說明，本書再編過程中參考了若干現(xiàn)有的教材，在許多方面得到了啟發(fā)和教益，因難以一一指明，在此一并表示感謝！感謝同行們對本書再編過程給予的幫助和建議，感謝北京科技大學教務處、工科物理教學基地給予的支持，特別感謝本書第1版編寫過程中曾付出過辛勤勞動與智慧的老師們！感謝清華大學出版社朱紅蓮老師對本書提出的很多改進意見！
由于編者水平有限，書中難免存在錯誤和不足之處，敬請廣大讀者批評指正，謝謝！
編者
2025年5月
呂金鐘,北京科技大學物理系教授，原《大學物理簡明教程》第1版和第2版的作者。多年從事大學物理教學工作，編寫多本大學物理教材和輔導書。
目錄
第1章牛頓力學基礎1
1.1牛頓力學的建立與發(fā)展1
1.1.1牛頓力學的建立與發(fā)展概述1
1.1.2牛頓三定律的表述3
1.2加速度矢量的表示6
1.2.1直角坐標系中加速度的表示6
1.2.2圓周運動中的切向加速度和法向加速度10
1.3牛頓力學中的幾種常見力12
1.3.1萬有引力12
1.3.2彈性力14
1.3.3摩擦力16
1.4不同參考系中力學量之間的關系17
1.4.1慣性系之間力學量的關系18
1.4.2慣性系和加速平動參考系之間力學量的關系21
1.5力的時間和空間積累效應23
1.5.1動量守恒定律23
1.5.2機械能守恒定律27
1.5.3角動量守恒定律36
1.5.4對稱與守恒40
1.6剛體定軸轉動中的牛頓力學41
1.6.1剛體定軸轉動的轉動定律41
1.6.2剛體定軸轉動的動能定理46
1.6.3進動現(xiàn)象49
1.7連續(xù)流體中的牛頓力學50
1.7.1流體靜力學50
1.7.2流體動力學56
1.7.3黏性流體的流動61
思考題64
習題68
第2章狹義相對論基礎73
2.1狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換式74
2.1.1狹義相對論的基本原理74
2.1.2洛倫茲變換和洛倫茲速度變換76
2.2狹義相對論的時空觀79
2.2.1同時的相對性79
2.2.2長度收縮80
2.2.3時間延緩81
2.3狹義相對論質(zhì)點動力學的基礎概念82
2.3.1相對論動量質(zhì)量與速度關系動力學基本方程82
2.3.2質(zhì)能關系E=mc283
2.4廣義相對論簡介85
2.4.1廣義相對論的兩條基本原理85
2.4.2廣義相對論預言的幾個可觀測效應86
思考題86
習題87
第3章熱力學物理基礎89
3.1熱力學第零定律與溫度89
3.2氣體動理論90
3.2.1分子運動論發(fā)展概述90
3.2.2氣體分子的熱運動91
3.2.3理想氣體的壓強與溫度94
3.2.4能量均分定理97
3.2.5麥克斯韋速率分布率99
3.3熱力學第一定律102
3.3.1熱力學第一定律的建立102
3.3.2熱力學第一定律的數(shù)學表示103
3.3.3在典型準靜態(tài)過程中的熱力學第一定律105
3.4熱力學第二定律與熵114
3.4.1熱力學第二定律的建立114
3.4.2熱力學第二定律的宏觀表述115
3.4.3熱力學第二定律的數(shù)學表示熵增原理117
3.4.4熱力學第二定律的統(tǒng)計意義120
3.5熱力學第三定律124
思考題124
習題128
第4章電磁學基礎132
4.1麥克斯韋電磁理論的建立132
4.1.1靜電和靜磁現(xiàn)象的認識和研究132
4.1.2電與磁的相互作用研究136
4.1.3麥克斯韋電磁理論138
4.2靜電場的基礎知識140
4.2.1真空中的靜電場140
4.2.2有導體存在時的靜電場157
4.2.3有電介質(zhì)存在時的靜電場165
4.3靜磁場的基礎知識172
4.3.1真空中的靜磁場172
4.3.2有磁介質(zhì)存在時的靜磁場183
4.4電磁感應與電磁波186
4.4.1變化的磁場186
4.4.2變化的電場位移電流195
4.4.3麥克斯韋方程組和電磁波197
思考題200
習題204
第5章波動學基礎211
5.1經(jīng)典波動理論發(fā)展概述211
5.2機械振動215
5.2.1簡諧振動215
5.2.2簡諧振動的合成224
5.3機械波231
5.3.1機械波動的基本概念231
5.3.2波傳播過程中的基本規(guī)律239
5.3.3波傳播過程中的多普勒效應247
5.4光的波動250
5.4.1光的干涉250
5.4.2光的衍射261
5.4.3光的偏振272
思考題282
習題285
第6章量子物理基礎291
6.1量子概念的提出291
6.1.1能量子概念的提出292
6.1.2光量子概念的提出295
6.1.3量子化概念在氫原子結構中的應用300
6.2波動量子理論的建立302
6.2.1德布羅意波302
6.2.2不確定關系306
6.2.3波動量子力學的建立307
6.2.4氫原子的量子理論簡介314
6.3原子中電子排布的殼層模型318
6.4激光319
6.5固體的能帶簡介322
思考題327
習題329
習題答案332
附錄A國際單位制（SI）344
附錄B常用物理常量345
附錄C矢量346
附錄D數(shù)學公式348
附錄E希臘字母350
主要參考文獻351
書單推薦
