第2版前言
本教材第1版出版至今已經(jīng)6年了,在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時代,隨著科技的飛速發(fā)展和教育理念的不斷更新,對教材的建設(shè)提出了各種新的要求和改革。大學(xué)物理教學(xué)需要與時俱進,在傳承經(jīng)典理論的同時,融入現(xiàn)代科學(xué)成果與教學(xué)方法。在這6年中,根據(jù)使用本教材的教師提供的教學(xué)反饋建議以及收獲一些學(xué)生的真實體驗感受,我們對教材進行了進一步的修訂。本次教材改版旨在適應(yīng)新時代高等教育需求,結(jié)合教學(xué)實踐反饋,優(yōu)化內(nèi)容體系,提升教材的啟發(fā)性、實用性和可讀性。
本次修訂保留了第1版的主要內(nèi)容和特點,此外做了如下修訂工作:
(1) 本書在每個章節(jié)內(nèi)容里都增加了一些“科學(xué)家簡介”的內(nèi)容。主要介紹與本章物理知識密切相關(guān)的國內(nèi)外科學(xué)家,比如在第10章中,通過介紹法拉第的成長經(jīng)歷和學(xué)術(shù)成就,強調(diào)“知識改變命運”的信念,激勵學(xué)生珍惜學(xué)習(xí)機會,突破出身與環(huán)境限制,培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的品質(zhì)。同時讓學(xué)生學(xué)習(xí)法拉第的科學(xué)品格——無私與社會責(zé)任感。
(2) 適當(dāng)增添了多個閱讀文檔和一些視頻資料,學(xué)生通過掃描二維碼可以觀看視頻,拓寬學(xué)生的知識面,使教材更具有時代感和立體感。
(3) 在上、下冊的最后增加了3~5套綜合練習(xí),方便讀者和學(xué)生進行測評,可以當(dāng)作對整本書掌握情況的一個綜合評價。
全書第1~3章由施一峰修訂; 第4~7章及綜合練習(xí)由陳源福修訂; 第8~9章及綜合練習(xí)由陳春彩修訂; 第10~12章由駱明輝修訂。
全書第1版在編寫過程中得到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)郭重雄教授、陳春榮教授的悉心指導(dǎo),得到了同行: 陳榮泉、余小剛、蔡琳敏、章進炳的大力支持,在此表示衷心的感謝!并向本書編寫過程中參閱的書籍、文獻的作者表示感謝!
由于作者水平有限,書中難免有不足之處甚至錯誤,敬請有關(guān)老師和讀者批評指正。我們將在今后再版中加以改正,使我們的教材在使用中不斷完善。
編者
2025年3月于閩南理工學(xué)院
第1版前言
近年來隨著教學(xué)改革的不斷深入,一些新建本科高等院校正在向培養(yǎng)應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)型。各專業(yè)對教材的要求既有普通本科的共性,又有別于普通本科的自身特點,即更加注重實踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性。為適應(yīng)這類應(yīng)用型本科院校的需要,我們根據(jù)教育部最近制定的《理工科非物理專業(yè)課程教學(xué)基本要求》及應(yīng)用型本科院校工科專業(yè)需求的特點,結(jié)合編者多年的教學(xué)實踐,參照國內(nèi)外教學(xué)改革的成果編寫本教材。
由于本教材是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),所以在編寫過程中注重物理知識與生產(chǎn)技術(shù)、生活實際和自然現(xiàn)象相結(jié)合。本教材的主要特點表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1) 為適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的需要,本教材以經(jīng)典物理為主要內(nèi)容,近代物理壓縮為一章,僅介紹狹義相對論和量子物理的基本概念,且盡量做到通俗易懂,拓寬學(xué)生的知識面,有助于培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的世界觀、價值觀。
(2) 各章節(jié)內(nèi)容的編寫重點強調(diào)物理思想和物理圖像的構(gòu)建,在正文的敘述中某些定理、定律等知識能用物理圖像說清楚的就不用復(fù)雜的數(shù)學(xué)推證。
(3) 書中的例題和練習(xí)題的選取注重對基礎(chǔ)知識的理解和鞏固,選擇與生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密的應(yīng)用題及對其基本解題方法進行訓(xùn)練,避開需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)的例題和練習(xí)題。
(4) 每章開頭設(shè)計了本章內(nèi)容的知識框架圖,每章最后列出了內(nèi)容概述,以便學(xué)生、讀者把握教材的知識要點和線索。
(5) 本教材配有多媒體課件(PPT)、電子教案和習(xí)題集等教學(xué)資源。
考慮到新建本科應(yīng)用型高等院校不同專業(yè)教學(xué)計劃學(xué)時可能存在較大差異,本教材各章內(nèi)容相對獨立,使用時可根據(jù)具體情況對內(nèi)容進行重組或取舍。教學(xué)可在72~96學(xué)時范圍內(nèi),對有“*”號標(biāo)示的內(nèi)容可作為學(xué)生閱讀或拓展內(nèi)容,刪除也不影響整本書的完整性和連續(xù)性。
本書由閩南理工學(xué)院具有多年教學(xué)與實際工作經(jīng)驗的教師集體編寫而成。由陳春榮老師策劃并撰寫前言,由陳春彩、陳源福統(tǒng)稿。其中第1章的全部內(nèi)容,第2~4章的插圖及閱讀材料由施一峰執(zhí)筆; 第2~4章其他內(nèi)容由余小剛執(zhí)筆; 第5章由蔡琳敏執(zhí)筆; 第6、7章由陳源福執(zhí)筆; 第8、9、12章(除了第8章圖8-1~圖8-24插圖由章進炳繪制)全部由陳春彩執(zhí)筆; 第10章由駱明輝執(zhí)筆; 第11章由陳榮泉執(zhí)筆。
本書在編寫過程中得到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)郭重雄教授悉心指導(dǎo),也得到了閩南理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持,在此表示衷心的感謝!并向本書編寫過程中參閱的書籍、文獻的作者表示感謝!
由于我們水平有限,時間倉促,書中難免有不足之處,敬請有關(guān)老師和讀者批評指正。我們將在今后再版中加以改正,使本教材在使用中不斷完善。
編者
2017年7月于閩南理工學(xué)院
目錄
第8章靜電場
8.1庫侖定律
8.1.1電荷
8.1.2庫侖定律的表述
8.2電場強度
8.2.1電場強度的定義
8.2.2點電荷的電場強度
8.2.3場強疊加原理
8.3高斯定理
8.3.1電場線
8.3.2電場強度通量
8.3.3高斯定理的表述
8.3.4高斯定理的應(yīng)用
8.4電場的環(huán)路定理電勢
8.4.1靜電場的保守性——環(huán)路定理
8.4.2電勢能電勢
8.4.3電勢的計算
8.5電場強度與電勢的關(guān)系
8.5.1等勢面和電場線
*8.5.2電場強度和電勢梯度
8.6靜電場中的導(dǎo)體
8.6.1靜電平衡
8.6.2靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布
8.6.3靜電屏蔽
8.7靜電場中的電介質(zhì)
8.7.1電介質(zhì)的極化
8.7.2電介質(zhì)對電場的影響
8.7.3電介質(zhì)中的電場強度
8.7.4有電介質(zhì)時的高斯定理
8.8電容電容器
8.8.1電容器的電容
8.8.2電容器的連接
8.9靜電場的能量
8.9.1電容器的能量
8.9.2靜電場的能量
8.10穩(wěn)恒電場
8.10.1電流密度矢量
*8.10.2穩(wěn)恒電流與穩(wěn)恒電場
8.10.3電源電動勢
本章提要
思考題
習(xí)題
第9章恒定磁場
9.1磁場
9.1.1基本的磁現(xiàn)象
9.1.2磁場的性質(zhì)
9.2磁感應(yīng)強度
9.3畢奧-薩伐爾定律
9.3.1畢奧-薩伐爾定律的表述
9.3.2畢奧-薩伐爾定律應(yīng)用舉例
9.4磁通量磁場的高斯定理
9.4.1磁感線
9.4.2磁通量
9.4.3磁場的高斯定理
9.5安培環(huán)路定理
9.5.1安培環(huán)路定理的表述
9.5.2安培環(huán)路定理的應(yīng)用
9.6磁場對運動電荷及電流的作用
9.6.1洛倫茲力
9.6.2安培定律
9.6.3磁場對載流線圈的作用
*9.6.4磁力的功
9.7磁場中的磁介質(zhì)
9.7.1磁介質(zhì)磁化強度
9.7.2磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理
*9.7.3鐵磁質(zhì)
本章提要
思考題
習(xí)題
第10章電磁感應(yīng)電磁場和電磁波
10.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象
10.2動生電動勢和感生電動勢
10.2.1動生電動勢
10.2.2感生電動勢
10.3電磁感應(yīng)定律
10.4楞次定律
10.5渦流
10.6互感和自感
10.6.1互感
10.6.2自感
10.7磁場的能量
10.8電磁場與電磁波
10.8.1位移電流
10.8.2麥克斯韋方程組
10.8.3電磁波
本章提要
思考題
習(xí)題
第11章波動光學(xué)
11.1光的干涉性
11.1.1光源
11.1.2相干光的獲得
11.2楊氏雙縫干涉勞埃德鏡光程與光程差
11.2.1楊氏雙縫干涉實驗
11.2.2楊氏雙縫干涉條紋的分析
11.2.3勞埃德鏡
11.2.4光程與光程差
11.3薄膜干涉
11.3.1薄膜干涉原理
11.3.2增透膜和增反膜
11.4劈尖牛頓環(huán)
11.4.1劈尖
11.4.2牛頓環(huán)
11.5邁克耳孫干涉儀
11.5.1邁克耳孫干涉儀原理
11.5.2邁克耳孫干涉儀測光波波長
11.6光的衍射
11.6.1光的衍射現(xiàn)象及分類
11.6.2惠更斯菲涅耳原理
11.6.3單縫夫瑯禾費衍射
11.7圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)
11.7.1圓孔的夫瑯禾費衍射
11.7.2光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)
11.8光柵衍射
11.8.1光柵及衍射圖樣
11.8.2光柵衍射條紋的形成
11.8.3衍射條紋的特征
11.8.4光柵光譜
11.9光的偏振
11.9.1光的偏振現(xiàn)象
11.9.2起偏和檢偏馬呂斯定律
*11.10光的雙折射現(xiàn)象
11.10.1尋常光和非尋常光主平面光軸
11.10.2雙折射產(chǎn)生的原因
11.10.3人為雙折射現(xiàn)象
*11.11旋光現(xiàn)象
本章提要
思考題
習(xí)題
第12章近代物理簡介
12.1狹義相對論
12.1.1伽利略變換和力學(xué)相對性原理
12.1.2狹義相對論的基本原理洛倫茲變換
12.1.3狹義相對論的時空觀
12.1.4狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ)
12.2光的量子性
12.2.1黑體輻射普朗克量子假設(shè)
12.2.2光電效應(yīng)光的波粒二象性
12.2.3玻爾的氫原子理論
12.3量子力學(xué)基本原理
12.3.1德布羅意波實物粒子的二象性
12.3.2不確定關(guān)系
12.3.3波函數(shù)薛定諤方程
*12.3.4薛定諤方程的簡單應(yīng)用
12.4量子力學(xué)應(yīng)用簡介
12.4.1激光
12.4.2液晶
12.4.3納米材料
本章提要
思考題
習(xí)題
下冊綜合練習(xí)(一)
下冊綜合練習(xí)(二)
下冊綜合練習(xí)(三)
習(xí)題參考答案
參考文獻