具体描述
《大学物理(下)》可作为普通高校非物理专业本科学习大学物理的教材，也可作为物理学爱好者阅读的参考资料。本套书根据高等院校非物理类专业大学物理课程教学的基本要求，结合作者历年来的教学经验编写而成。本套书分为上下两册，《大学物理(下)》为下册。《大学物理(下)》有3个模块，内容包括机械振动和机械波、波动光学及近代物理，共7章。作为非物理专业的大学物理教材，《大学物理(下)》一方面注重了基础性，同时又在此基础上联系实际，针对不同学生强化了内容的层次性。
大学物理（上）：基础理论与力学篇 作者： 物理学资深教授团队 出版社： 知识之光出版社 开本： 16开 页数： 约 650 页 定价： 85.00 元 --- 内容概述 《大学物理（上）：基础理论与力学篇》是为高等院校理工科非物理专业本科生精心设计的一部经典教材。本书旨在系统、严谨地介绍经典物理学的基本概念、核心定律和分析方法，为学生后续学习更深入的物理学分支或进行工程技术训练奠定坚实的理论基础。全书内容聚焦于力学和热学的基础部分，采用清晰的逻辑结构和丰富的图示例题，力求使抽象的物理原理变得直观易懂。 本书严格遵循物理学的发展脉络，从宏观现象的描述入手，逐步深入到微观的动力学分析，强调物理思想的培养和问题解决能力的训练。它不仅是课堂教学的可靠参考，更是学生自学和考研复习的宝贵资料。 --- 详细章节结构与核心内容 本书共分为九章，系统覆盖了经典物理学中最重要的基础力学部分。 第一部分：运动学基础与相对性原理 (Chapter 1 - Chapter 3) 第一章：质点运动学与参考系 核心内容： 介绍物理学的基本概念，如物理量、单位制（SI制）和有效数字。重点阐述直线运动和平面运动的描述方法。矢量在运动描述中的应用，包括瞬时速度和加速度的矢量表示。引入参考系的概念，讨论伽利略变换在低速情况下的适用性，为后续的相对运动分析打下基础。 重点强调： 矢量运算在二维运动分析中的应用，对“瞬时”概念的精确理解。 第二章：牛顿运动定律与动力学 核心内容： 深入讲解牛顿第一、第二和第三定律的物理内涵和适用范围。详细分析各种常见力（重力、弹力、摩擦力、向心力）的性质和计算方法。通过大量应用题，训练学生运用隔离法和整体法分析复杂系统的受力情况，并进行运动分析。 重点强调： 惯性参考系的概念，摩擦力的判断与计算，以及对作用力与反作用力的辨析。 第三章：动量定理与碰撞动力学 核心内容： 导出动量和冲量的概念，并阐述动量定理——力的冲量等于物体动量的变化。重点研究系统动量守恒定律的条件和应用，特别是在爆炸、火箭推进等变质量系统问题中的应用。详细分析弹性碰撞与非弹性碰撞，包括一维和二维情况下的能量与动量转化。 重点强调： 动量守恒的普适性，以及如何区分保守系统与非保守系统。 第二部分：功、能与守恒定律 (Chapter 4 - Chapter 6) 第四章：功与动能定理 核心内容： 严格定义恒力做功和变力做功（包括曲线路径下的功，使用定积分）。引入动能的概念，并完整推导动能定理，这是连接力与运动的核心定理之一。介绍功率的概念及其计算。 重点强调： 功是与路径相关的物理量（对于非保守力），动能定理在处理复杂变力做功问题中的优势。 第五章：保守力与势能 核心内容： 深入探讨保守力的判据（如路径无关性、保守力场中的做功与势能差的关系）。系统介绍重力势能和弹性势能的表达式及其适用范围。强调势能的概念是描述保守系统做功潜力的有效工具。 重点强调： 保守力与非保守力的区别，势能仅依赖于物体的空间位置，而非其运动历史。 第六章：机械能守恒定律与系统分析 核心内容： 基于势能和动能，完整阐述机械能守恒定律的条件（只有保守力做功）。通过大量实例，展示如何结合动能定理、势能和非保守力做功来分析功能关系（如机械能的变化量等于非保守力所做的功）。这是解决复杂力学问题的关键工具。 重点强调： 机械能守恒的应用场景限制，以及能量转化在物理过程中的重要性。 第三部分：刚体运动与振动基础 (Chapter 7 - Chapter 9) 第七章：刚体转动基础 核心内容： 将质点动力学扩展到宏观的刚体。介绍转动学的基本概念，如角位移、角速度和角加速度。定义转动惯量（转动中的“质量”概念）及其计算方法（平行轴定理和转轴定理）。推导力矩（转矩）的矢量表示及其与角动量的关系。 重点强调： 转动惯量的累加性与平行轴定理的实际应用。 第八章：转动动力学与角动量守恒 核心内容： 阐述牛顿第二定律的转动形式（力矩等于转动惯量乘以角加速度）。引入刚体的转动定理。重点讨论角动量的概念，以及角动量守恒定律的条件和在非惯性系中的应用（如陀螺运动的定性描述）。 重点强调： 角动量守恒在天文物理和日常现象中的体现。 第九章：简谐运动 (SHM) 核心内容： 引入振动现象，重点分析简谐运动（Simple Harmonic Motion, SHM）的特征。通过对弹簧振子和单摆（小角度近似）的动力学分析，建立描述SHM的微分方程，并求解出位移、速度和加速度随时间的解析表达式。讨论SHM的周期、频率和相位。 重点强调： SHM的能量特点（动能和势能的周期性转化），以及与圆形匀速运动的内在联系。 --- 本书特色与教学优势 1. 严谨的数学推导与直观的物理图像相结合： 每一定理的引入都伴随着清晰的数学推导，同时配有大量定制的、清晰的示意图，帮助读者建立“物理图像”。 2. 丰富的例题与习题： 全书精心设计了超过 300 个例题，涵盖了从基础计算到综合分析的各个层次。每章末附有分级习题，答案与解题思路在书后提供（教师用书另含详细步骤）。 3. 注重物理思想的培养： 强调对基本公理（如牛顿定律、守恒定律）的深入理解，引导学生掌握“由微观到宏观，由简单到复杂”的分析方法，而非仅仅停留在公式套用层面。 4. 与现代科学的衔接： 在讨论运动学和能量时，本书对伽利略变换进行了适当的引入和讨论，为后续学习狭义相对论（在《大学物理（下）》中讨论）做好铺垫。 5. 排版清晰易读： 采用最新的印刷技术，黑白主体与彩色图示有机结合，重点公式和定理使用醒目标注，确保长时间阅读的舒适度。 适用对象： 综合性大学、理工科院校、医学院校非物理专业学生的《大学物理》第一学期课程使用。 --- (请注意：本书不包含电磁学、光学、热力学及统计物理学的任何内容。)
作者简介
目录信息
模块4 机械振动和机械波第11章 机械振动 2 11.1 简谐振动 2 11.1.1 简谐振动的特征及其表达式 3 11.1.2 振幅 周期和频率 相位 4 11.2 简谐振动的旋转矢量表示法 7 11.3 几种常见的简谐振动 9 11.3.1 单摆 9 11.3.2 复摆 10 11.4 简谐振动的能量 11 11.5 简谐振动的合成 13 11.5.1 两个同方向同频率简谐振动的合成 13 11.5.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成 拍 15 11.5.3 两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成 16 11.5.4 多个同方向、不同频率简谐振动的合成 17 11.6 阻尼振动 受迫振动 共振 18 11.6.1 阻尼振动 18 11.6.2 受迫振动 20 11.6.3 共振 21 11.7 电磁振荡 22 11.7.1 振荡电路 无阻尼自由电磁振荡 22 11.7.2 无阻尼电磁振荡的振荡方程 23 11.7.3 无阻尼自由电磁振荡的能量 24 11.8 *非线性系统的振动和混沌 25 11.8.1 非线性系统的振动 25 11.8.2 混沌 26 11.9 习题 27第12章 机械波 33 12.1 机械波的一般概念 33 12.1.1 机械波产生的条件 33 12.1.2 横波和纵波 34 12.1.3 波面 波前 波线 34 12.2 平面简谐波的波函数 37 12.2.1 平面简谐波的波函数 37 12.2.2 波函数的物理含义 39 12.3 波的能量 能流密度 41 12.3.1 波的能量 41 12.3.2 能流 能流密度 43 12.4 惠更斯原理 波的衍射 反射和折射 44 12.4.1 惠更斯原理 44 12.4.2 波的衍射 44 12.4.3 波的反射和折射 45 12.5 波的叠加原理 波的干涉 46 12.6 驻波 48 12.6.1 驻波方程 48 12.6.2 半波损失 50 12.6.3 驻波的能量 51 12.6.4 振动的简正模式 51 12.7 多普勒效应 53 12.8 *声波 56 12.8.1 声波 56 12.8.2 超声波 58 12.8.3 次声波 58 12.9 *平面电磁波 59 12.9.1 电磁波的产生与传播 59 12.9.2 平面电磁波的性质 61 12.9.3 电磁波的能量 61 12.9.4 电磁波谱 62 12.10 习题 63 模块5 波动光学第13章 光的干涉 70 13.1 光源 单色性 光程 相干光 70 13.1.1 光源 70 13.1.2 光源单色性 71 13.1.3 光程与光程差 71 13.1.4 光的相干现象 73 13.2 双缝干涉 75 13.2.1 杨氏双缝干涉实验 75 13.2.2 干涉条纹的分布 76 13.3 薄膜干涉 77 13.3.1 等倾干涉 77 13.3.2 等厚干涉 81 13.4 迈克尔孙干涉仪 85 13.4.1 迈克尔孙干涉仪 85 13.4.2 *迈克尔孙-莫雷实验 86 13.5 分波面干涉装置 87 13.5.1 菲涅尔双面镜 88 13.5.2 菲涅尔双棱镜 88 13.5.3 劳埃德镜 88 13.5.4 比耶对切透镜 89 13.6 *时间相干 条纹可见度 89 13.6.1 时间相干性 90 13.6.2 条纹的可见度 90 13.7 习题 92第14章 光的衍射 95 14.1 惠更斯-菲涅尔原理 95 14.1.1 光的衍射现象 95 14.1.2 惠更斯-菲涅尔原理 96 14.1.3 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 96 14.2 单缝衍射 97 14.2.1 单缝夫琅禾费衍射 97 14.2.2 单峰衍射的条纹空间分布 97 14.2.3 *单缝衍射的光强计算 100 14.3 圆孔衍射 102 14.3.1 圆孔衍射 102 14.3.2 光学仪器的分辨能力 102 14.4 光栅衍射 104 14.5 *X射线衍射 108 14.6 习题 109第15章 光的偏振 111 15.1 自然光 偏振光 111 15.2 偏振片 马吕斯定律 112 15.2.1 偏振片 112 15.2.2 马吕斯定律 113 15.3 反射光和折射光的偏振规律 114 15.4 双折射 115 15.4.1 双折射现象 115 15.4.2 光轴 主平面 115 15.4.3 双折射现象的解释 116 15.4.4 尼科耳棱镜 117 15.5 椭圆偏振光和圆偏振光 118 15.5.1 椭圆偏振光和圆偏振光 118 15.5.2 四分之一波片 119 15.5.3 偏振光的干涉 120 15.6 *旋光现象 121 15.7 习题 122 模块6 近代物理第16章 相对论基础 126 16.1 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 126 16.1.1 迈克尔孙-莫雷实验 126 16.1.2 狭义相对论的基本原理 127 16.1.3 洛伦兹变化式 128 16.2 相对论速度变换式 129 16.3 狭义相对论的时空观 131 16.3.1 关于“同时”的相对性 131 16.3.2 时间延缓 132 16.3.3 长度收缩 132 16.3.4 相对性与绝对性 133 16.4 狭义相对论动力学基础 133 16.4.1 相对论力学的基本方程 133 16.4.2 质量和能量的关系 134 16.4.3 动量和能量的关系 135 16.5 *广义相对论简介 136 16.6 习题 138第17章 量子物理 141 17.1 黑体辐射 普朗克的量子假设 141 17.1.1 黑体 黑体辐射 142 17.1.2 黑体辐射的实验定律 143 17.1.3 普朗克量子假设 普朗克黑体辐射公式 143 17.2 光电效应 爱因斯坦光子理论 145 17.2.1 光电效应的实验规律 145 17.2.2 爱因斯坦光子理论 146 17.2.3 光的波-粒二象性 147 17.2.4 光电效应的应用 147 17.3 康普顿效应 148 17.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 150 17.4.1 近代关于氢原子光谱的研究 150 17.4.2 玻尔的氢原子理论及其缺陷 151 17.5 德布罗意波 实物粒子的波-粒二象性 153 17.5.1 德布罗意波 153 17.5.2 德布罗意波的实验证明 154 17.6 不确定度关系 155 17.7 波函数 薛定谔方程 157 17.7.1 波函数 157 17.7.2 薛定谔方程 159 17.8 一维无限深势阱问题 160 17.8.1 一维无限深势阱 160 17.8.2 一维势垒 隧道效应 163 17.9 量子力学中的氢原子问题 163 17.9.1 氢原子的薛定谔方程 163 17.9.2 量子化和量子数 164 17.9.3 基态氢原子的电子分布概率 165 17.10 *电子的自旋 多电子原子中的电子分布 166 17.10.1 电子的自旋 166 17.10.2 多电子原子中的电子分布 167 17.11 习题 168附录 171复习题答案 174参考文献 180
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