全国高等理工院校成人教育研究会物理学科委员会教材编委会编著的《应用物理学简明教程》是以全日制高中物理知识为基础的低起点大学物理教材。全书共分5篇13章,第1篇力学,含质点运动学、牛顿定律和守恒定律、刚体的定轴转动;第2篇电磁学,含静电场、恒稳磁场、电磁感应与电磁场;第3篇波动学,含简谐运动、波的传播规律、波动光学;第4篇热学,含气体动理论、热力学基础;第5篇近代物理概论,含狭义相对论简介、量子力学简介。全书内容编排沿用物理学的系统性、逻辑性,强调物理学的应用性、趣味性,弱化理论性和严密性。教材的每章章首设有引言,章末附有物理科技。是与本章内容有关且涉及日常生活、工程应用或传说故事的有趣内容。
本书可作为应用型理工科大专院校各专业大学物理教学的教材,更适于成人教育或继续教育学院理工科学生使用,亦适用于社会自学者。
物理学是自然科学的基础。在过去的100年间,从物理学中分化出了大量的学科,如无线电、激光、微电子、等离子、原子能等。尽管物理学是一门古老的学科,但是物理学对今天乃至未来的人类生活和科技发展都有着重要、紧密的联系,上至“嫦娥”奔月,下至“蛟龙”深海探秘,大到探索宇宙奥秘,小到微细血管的疏通,都离不开物理学的基础作用。甚至过去看似和自然科学无关的经济、政治等领域,现在也有人用物理学的方法进行研究,并取得令人赞许的成就。因此,物理学必然成为高等教育普适性、基础性的课程。
本书是根据“全国高等理工院校成人教育研究会物理学科委员会”2010年年会决定,以当前成人教育、继续教育和广大高职高专物理教学现状为依据,编写的一本物理学教材。这本教材要求以全日制高中物理知识为基础,但教材充分考虑学生特点,以很低的起点开始大学物理的内容。由于物理学具有系统内在的逻辑性,所以该教材在仍保持物理学的系统性的同时,强调物理学的实用性、趣味性和教材编排上的引导性,弱化理论性和严密性。比如,教材的每章章首,都安排有与本章核心内容相一致的引言,这些引言内容都是与日常生活、工程应用或传说故事相关,起承上启下、引起兴趣、点明重点的作用,这个做法在同类教材中并不多见; 例题中也选以应用性广、趣味性强的实例来引领教学内容,如在狭义相对论中选择刘翔110米栏赛跑来阐明时空相对性的论点,以此提高阅读的愉悦性; 理论内容上往往选择归纳法、类比法来引出概念和公式,减少了严密的论证过程,以减轻阅读的枯燥乏味性,同时也能够适当地表达出科学方法的作用。此外,本教材还在学习的难度上做了大量的舍繁取简的选择,保障了教学时数与教材内容的匹配,比如未选繁琐的电介质问题,只保留了导体及其屏蔽等相对简单的电场与物质相互作用问题。
我们希望学习这本教材的同学们,当你打开教材阅读的时候既不要被熟悉的内容名称所迷惑——这么多内容中学不是已经学过?其实,比如同样是中学学习过的牛顿定律,大学里却要求用微分、积分的思维考虑解决相应问题; 又不要被全新的公式所吓倒,因为这些公式背后是物理现象、物理过程,重要的是要弄清物理意义、物理图像,而不要去死记硬背这些公式; 而需要学生们多思考生活中所遇到的各种事物和现象中有哪些是可以运用物理知识得以解决——所谓学以致用,还有哪些物理基础知识可以与你们学习的专业知识相衬托。这样做,你会发现: 物理很有趣,物理很有用,学好物理的你,将与众不同。
苏州大学的钱铮老师编写第1篇力学的所有章节; 大连海洋大学的白亚乡老师编写第2篇电磁学的所有章节和第3篇的第9章; 南京邮电大学的王海云老师编写第4篇的所有章节和第3篇的第7、8两章; 东南大学的周雨青老师编写第5篇的所有章节和绪论,并做全书统稿工作。
本书编写策划是西北工业大学宋士贤老师,宋老师为全书编写了大纲和部分目录,为该教材的定位和编写风格确定了方向; 东南大学的叶善专、殷实两位老师也为教材的编写提出了富有成效的建设意见; 清华大学出版社朱红莲编辑为该书的出版从南京到大连再奔西宁,付出了辛勤的劳动; 作者所在单位的领导,苏州大学的晏世雷处长、大连海洋大学的校长助理胡玉才、南京邮电大学的包刚副院长和东南大学的朱明副处长也给予了大力支持; 此外,作者在编写各章节时所参考的文献和其他书籍的作者对我们的帮助也非同寻常,在此所有作者向上述学者和各位老师、领导致以衷心的感谢。
编者
2014年5月于东南成贤小楼
绪论
第1篇 力学
第1章 质点运动学
1.1 参照系坐标系质点
1.2 质点的运动方程位移
1.3 直线运动
1.4 平面曲线运动
1.5 相对运动
本章小结
思考题
练习题
物理科技
第2章 牛顿定律和守恒定律
2.1 牛顿运动定律
2.2 牛顿运动定律的应用 绪论
第1篇 力学
第1章 质点运动学
1.1 参照系坐标系质点
1.2 质点的运动方程位移
1.3 直线运动
1.4 平面曲线运动
1.5 相对运动
本章小结
思考题
练习题
物理科技
第2章 牛顿定律和守恒定律
2.1 牛顿运动定律
2.2 牛顿运动定律的应用
2.3 动量守恒定律
2.4 质心质心运动定理
2.5 角动量守恒定律
2.6 机械能守恒定律
2.7 理想流体的伯努利方程
本章小结
思考题
练习题
物理科技
第3章 刚体的定轴转动
3.1 刚体的运动
3.2 转动定理转动惯量
3.3 刚体的角动量角动量守恒定律
3.4 刚体的动能定理
本章小结
思考题
练习题
物理科技
第2篇 电磁学
第4章 静电场
4.1 电荷库仑定律
4.2 静电场及其描述电场强度
4.3 高斯定理
4.4 静电场的环路定理电势能电势
4.5 电场中的导体和电介质
4.6 电场能量
本章小结
思考题
习题
物理科技
第5章 稳恒磁场
5.1 稳恒电流和磁场及其描述
5.2 毕奥.萨伐尔定律运动电荷的磁场
5.3 磁场中的高斯定理和安培环路定理
5.4 电流和运动电荷与磁场的相互作用
5.5 物质的磁性
本章小结
思考题
习题
物理科技
第6章 电磁感应与电磁场
6.1 电磁场的基本规律
6.2 磁场能量
6.3 电磁场和电磁波
本章小结
思考题
习题
物理科技
第3篇 波动学
第7章 简谐振动
7.1 简谐振动
7.2 旋转矢量法
7.3 简谐振动实例——单摆
7.4 简谐运动的能量
7.5 简谐运动的合成
本章小结
思考题
习题
物理科技
第8章 波的传播规律
8.1 机械波的产生和描述
8.2 平面简谐波的波函数
8.3 波的能量能流密度
8.4 惠更斯原理波的衍射和干涉
8.5 驻波和半波损失
8.6 多普勒效应
本章小结
思考题
习题
物理科技
第9章 波动光学
9.1 光源光波的叠加
9.2 光的干涉
9.3 光的衍射
9.4 光的偏振
本章小结
思考题
习题
物理科技
第4篇 热学
第10章 气体动理论
10.1 理想气体的描述及其状态方程
10.2 理想气体压强及温度的微观意义
10.3 能量均分定理
10.4 麦克斯韦速率分布律
10.5 气体分子的平均自由程和平均碰撞频率
本章小结
思考题
习题
物理科技
第11章 热力学基础
11.1 准静态过程过程参量
11.2 热力学第一定律及其应用
11.3 循环过程
11.4 热力学第二定律
11.5 热力学第二定律的统计意义熵的概念
本章小结
思考题
习题
物理科技
第5篇 近代物理概论
第12章 狭义相对论简介
12.1 狭义相对论理论基础
12.2 狭义相对论运动学
12.3 狭义相对论动力学
本章小结
思考题
习题
物理科技
第13章 量子力学简介
13.1 经典物理学的困难与早期量子论
13.2 德布罗意波不确定关系
13.3 量子力学简介
本章小结
思考题
习题
物理科技
习题答案
参考文献