普通物理學簡明教程（第3版 上冊）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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鬍盤新，湯毓駿，鍾季康 編

圖書標籤:

• 物理學
• 普通物理學
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• 高等教育
• 理工科
• 物理學教程
• 簡明教程
• 第三版
• 國傢級規劃教材
• 基礎物理

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040449341

版次：3

商品编码：12128312

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：242

字数：290000

正文语种：中文

內容簡介

　　本書是在程守洙、江之永主編的《普通物理學》（第七版）的基礎上，根據《理工科類大學物理課程教學基本要求》（2010年版）改編而成。本書在保持原書選材精當、論述嚴謹、行文簡明的前提下，刪繁就簡，突齣重點，由淺入深，力求更加易教易學。本書涵蓋瞭《教學基本要求》中的核心（A類）內容，並精選瞭適量重要的擴展（B類）內容，對經典物理內容進行瞭精簡和深化，對近代物理內容進行瞭精選和普化，並適當介紹現代工程技術的新發展和新動態。
　　本書分為上、下兩冊，上冊包括力學、振動和波動、狹義相對論和熱學，下冊包括電磁學、波動光學和量子力學。本書可作為高等院校非物理類理工科專業80－110學時大學物理基礎課程的教材，也可供其他相關專業選用和社會讀者閱讀。

內頁插圖

目錄

緒論
一、物理學和物質世界
二、物理學和科學技術
三、物理學與人纔培養

第一章 運動和力
§1-1 質點運動的描述
一、質點
二、參考係和坐標係
三、空間和時間
四、位矢
五、運動學方程
六、位移
七、速度
八、加速度
§1-2 圓周運動和一般麯綫運動
一、圓周運動的描述
二、一般麯綫運動的描述
三、拋體運動的矢量描述
§1-3 相對運動伽利略變換
一、相對運動
二、伽利略坐標變換
三、速度變換與加速度變換
§1一4力學中的常見力和基本力
一、常見力
二、基本力
§1-5 牛頓運動定律
一、牛頓第一定律
二、牛頓第二定律
三、牛頓第三定律
四、牛頓運動定律應用舉例
§1-6 非慣性係慣性力
習題

第二章 運動的守恒量和守恒定律
§2-1 動量定理動量守恒定律
一、動量定理
二、動量守恒定律
三、火箭飛行
§2-2 功動能動能定理
一、功的概念
二、能量
三、動能定理
§2-3 保守力勢能
一、保守力
二、勢能
三、勢能麯綫
§2-4 質點係的功能原理機械能守恒定律
一、質點係的動能定理
二、質點係的功能原理
三、機械能守恒定律
四、能量守恒定律
§2-5 碰撞
§2-6 質點的角動量和角動量守恒定律
一、角動量
二、角動量守恒定律
習題

第三章 剛體的定軸轉動
§3-1 剛體的轉動動能轉動慣量
一、剛體的定軸轉動
二、剛體的轉動動能
三、轉動慣量
§3-2 力矩的功定軸轉動定律
一、力矩的功
二、定軸轉動的動能定理
三、定軸轉動定律
§3-3 剛體繞定軸轉動的角動量定理和角動量守恒定律
一、剛體繞定軸轉動的角動量定理
二、剛體繞定軸轉動的角動量守恒定律
§3-4 進動
習題

第四章 機械振動和機械波
§4-1 諧振動
一、諧振動的特徵及其錶達式
二、描述諧振動的特徵量
三、諧振動的鏇轉矢量圖示法
四、諧振動的能量
§4-2 阻尼振動
§4-3 受迫振動共振
一、受迫振動
二、共振
三、非綫性振動與混沌
§4-4 諧振動的閤成
一、同一直綫上兩個同頻率的諧振動的閤成
二、同一直綫上兩個不同頻率的諧振動的閤成 拍
§4-5 機械波的産生和傳播
一、機械波産生的條件
二、機械波的傳播特徵
三、波的幾何描述
四、描述波的特徵量
§4-6 平麵簡諧波的波動錶達式
§4-7 波的能量波的強度
一、波的能量
二、波的強度
三、球麵簡諧波錶達式
四、聲強級
§4-8 波的乾涉駐波
一、波的乾涉
二、駐波
三、半波損失
§4-9 多普勒效應
習題

第五章 狹義相對論基礎
§5-1 狹義相對論基本原理洛倫茲變換
一、狹義相對論基本原理
二、洛倫茲坐標變換式
§5-2 相對論速度變換式
§5-3 狹義相對論的時空觀
一、“同時”的相對性
二、時間延緩
三、長度收縮
§5-4 狹義相對論動力學基礎
一、相對論力學的基本方程
二、質量和能量的關係
三、動量和能量的關係
習題

第六章 氣體動理論
§6-1 平衡態理想氣體的物態方程
一、狀態參量
二、平衡態準靜態過程
三、理想氣體的物態方程
§6-2 分子熱運動的基本特徵理想氣體的微觀模型
一、分子熱運動的基本特徵
二、理想氣體的微觀模型
§6-3 理想氣體的壓強和溫度公式
一、理想氣體壓強公式的推導
二、溫度的本質和統計意義
三、氣體分子的方均根速率
§6-4 能量按自由度均分定理理想氣體的內能
一、分子的自由度
二、能量按自由度均分定理
三、理想氣體的內能
§6-5 麥剋斯韋速率分布律
一、氣體分子的速率分布函數
二、麥剋斯韋速率分布律
三、分子速率的三個統計值
§6-6 麥剋斯韋一玻耳茲曼能量分布律
§6-7 分子碰撞和平均自由程
一、分子碰撞的研究
二、平均自由程公式
§6-8 氣體的輸運現象
一、黏滯現象
二、熱傳導現象
三、擴散現象
習題

第七章 熱力學基礎
§7-1 熱力學第零定律和第一定律
一、熱力學第零定律
二、熱力學過程
三、功 熱量 內能
四、熱力學第一定律
§7-2 熱力學第一定律對於理想氣體準靜態過程的應用
一、等體過程氣體的摩爾定容熱容
二、等壓過程 氣體的摩爾定壓熱容
三、等溫過程
四、絕熱過程
五、多方過程
§7-3 循環過程卡諾循環
一、循環過程
二、卡諾循環
§7-4 熱力學第二定律
一、熱力學第二定律
二、兩種錶述的等價性
§7-5 可逆過程與不可逆過程卡諾定理
一、可逆過程與不可逆過程
二、卡諾定理
§7-6 熵熵增加原理
一、熵
二、自由膨脹的不可逆性
三、熵增加原理
四、熱力學第二定律的統計意義玻耳茲曼關係式
習題
附錄 國際單位製（SI）
習題答案

前言/序言

　　本書的第三版又和大傢見麵瞭。第二版曾被列為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材、“2008年普通高等教育精品教材”，被很多院校采用，得到廣大師生的好評。但部分院校因學時數的限製，仍嫌內容略多。
　　此次修訂力求做到精益求精。在第二版的基礎上，更加注意突齣“物質、能量和相互作用”來統率物理各部內容，使它們的內在聯係更加清晰。我們在不削減《教學基本要求》+所提齣的大學“本科生學習本課程應達到的最低要求”的A類內容基礎上，進一步結閤實際，篩選內容，刪繁就簡，重新整閤，確保重點，務必使大傢易教易學。本版仍保留少量B類和拓展的內容，用*號標記，並用小字印刷，供有條件的學生自學。
　　此次修訂得到高等教育齣版社物理分社高建社長、程福平編輯和忻蓓編輯的關心和支持，得到兄弟院校師生和廣大讀者賜予的寶貴意見和建議，我們在此錶示衷心的感謝。
　　限於編者的水平，懇請同行專傢和讀者繼續提齣批評和建議。

理論力學基礎：經典力學精要與現代視角 （不含《普通物理學簡明教程（第3版 上冊）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》相關內容） 本書簡介 本教材聚焦於經典力學這一物理學的基礎分支，旨在為學習者構建一個嚴謹、係統且富有洞察力的力學知識框架。它不僅深入闡述瞭牛頓力學的核心原理，更著重於嚮更抽象、更強大的拉格朗日與哈密頓力學體係過渡，為理解現代物理學的數學結構奠定堅實基礎。 本書結構清晰，邏輯推進自然，從最基本的概念齣發，逐步深入到理論力學的精髓。我們力求在保持數學嚴謹性的同時，突齣物理圖像的直觀性，幫助讀者跨越從宏觀直覺到微觀抽象的思維鴻溝。 --- 第一部分：運動學的描述與牛頓體係的重建 本部分側重於對運動的精確描述，並重申牛頓力學作為經典物理學的基石的地位。 1. 質點運動學的幾何基礎： 我們首先迴顧必要的數學工具，如矢量運算、坐標係的選擇與變換（包括笛卡爾坐標係、柱坐標係和球坐標係）。運動學不再僅僅是描述“在哪裏”和“如何去”，而是要建立一個完備的描述框架。重點分析瞭瞬時速度、加速度的定義，並引入瞭麯綫運動中法嚮加速度和周嚮加速度的概念，強調瞭運動學描述的客觀性和依賴性。 2. 動力學的核心：牛頓定律的再認識： 牛頓三定律是經典力學的基石，本書對它們進行瞭深刻的剖析。我們不僅陳述定律本身，更探討瞭其背後的物理意義、適用範圍以及慣性參考係的概念。特彆是第二定律 $ mathbf{F} = mmathbf{a} $，被視為連接力與運動的橋梁，並討論瞭質量（慣性質量與引力質量的等效性）。功和能的概念在這一部分被引入，作為保守力分析的基礎。動量和角動量作為守恒量的概念，也在此階段進行初步探討，預示著更高層次的理論結構。 3. 剛體運動學的初步探討： 質點模型在處理宏觀物體時會失效。本章將運動學擴展到具有空間擴展的物體——剛體。重點分析瞭剛體運動的自由度，以及如何用轉動和平動來描述任意剛體的運動。轉動慣量、力矩的矢量性質以及轉動定理（歐拉第二定律）的推導被詳述，為後續處理復雜係統打下基礎。 --- 第二部分：從守恒定律到分析力學 本部分是本書的核心，標誌著從基於力的直接積分（牛頓法）嚮基於能量和路徑積分（分析力學）的思維轉變。 4. 變力係統與振動問題： 在進入分析力學之前，需要鞏固處理復雜相互作用和周期性現象的能力。我們詳細分析瞭各種保守力場下的運動，包括萬有引力在中心力場中的應用，以及簡諧振動在不同邊界條件下的解法。受迫振動與阻尼振動的穩態解和瞬態解被仔細區分，重點討論瞭共振現象的物理機製及其在工程中的意義。 5. 變質量係統與相對論效應的初步考慮： 傳統的牛頓定律在處理火箭推進或粒子碰撞中質量發生變化的係統時會遇到睏難。本章推導瞭變質量係統的運動方程（如齊奧爾科夫斯基公式的推導），強調瞭動量守恒的普適性。同時，我們簡要引入瞭狹義相對論的某些基本概念，特彆是動量和能量定義在高速情況下的修正，作為對經典力學局限性的預示。 6. 約束的力學：虛功原理與廣義坐標： 分析力學的核心在於如何巧妙地處理約束。本章引入瞭虛位移的概念，並闡述瞭虛功原理（D'Alembert原理的穩態形式），這是從動力學嚮靜力學和分析力學過渡的關鍵邏輯。 基於虛功原理，我們定義瞭廣義坐標 $ q_i $，這些坐標的數量恰好等於係統的自由度數，從而極大地簡化瞭問題的描述，避開瞭復雜的約束力。本章詳細講解瞭如何從牛頓方程推導齣描述受約束運動的運動方程。 7. 拉格朗日力學：經典力學的優雅形式： 拉格朗日量 $ L = T - V $ 是分析力學的靈魂。本章嚴格推導瞭歐拉-拉格朗日方程（或稱拉格朗日方程的第二形式），並闡明瞭它是描述任何保守或耗散（在特定條件下）力學係統的普遍方程。本書將大量篇幅用於應用拉格朗日力學解決復雜的物理問題，如復擺、連杆機構和電磁場中的帶電粒子運動（通過引入電磁勢 $ A $ 和標量勢 $ phi $ 來構造拉格朗日量）。 8. 守恒定律的深刻來源：諾特定理： 本章提升瞭理論的深度。我們不再將守恒定律視為經驗事實，而是證明它們是係統拉格朗日量對某一連續對稱性的響應。諾特定理被精確闡述和證明：時間平移不變性導緻能量守恒；空間平移不變性導緻動量守恒；空間轉動不變性導緻角動量守恒。理解諾特定理是邁嚮場論和量子力學的關鍵一步。 --- 第三部分：哈密頓力學與經典物理的終極結構 本部分將理論力學推嚮其最抽象和最強大的形式——哈密頓力學，它成為量子力學和統計物理的直接齣發點。 9. 勒讓德變換與哈密頓量的構造： 從拉格朗日量到哈密頓量需要進行勒讓德變換。我們詳細介紹瞭正則動量 $ p_i $ 的定義，以及如何從 $ L(q_i, dot{q}_i, t) $ 轉換為 $ H(q_i, p_i, t) $。哈密頓量 $ H $ 通常代錶係統的總能量（在特定條件下），但其物理意義比 $ L $ 更為深刻。 10. 哈密頓方程與相空間： 哈密頓力學用一組一階微分方程（正則方程）來描述係統的演化，這比拉格朗日力學的二階方程在數學上更具優勢。我們探討瞭相空間的概念，即係統的狀態由廣義坐標和正則動量共同確定的空間，以及係統的運動軌跡在相空間中的意義。 11. 泊鬆括號與守恒量的檢驗： 泊鬆括號是哈密頓力學的核心代數結構，它提供瞭一種簡潔的方式來錶達物理量之間的動態關係。我們詳細討論瞭泊鬆括號的性質，並利用它來高效地檢驗守恒量：一個物理量守恒的充要條件是它與哈密頓量在泊鬆括號中是對易的（即 ${f, H} = 0 $）。 12. 經典力學的泛化：微擾理論與正則變換： 最後，本書介紹瞭如何處理復雜或非顯式可解的問題。正則變換是改變坐標係（從 $ (q, p) $ 到新的 $ (Q, P) $）而不改變哈密頓方程形式的變換，這在求解中具有極大的便利性。我們還初步介紹瞭微擾理論的基本思想，即當係統偏離一個已知可解模型時，如何通過小量展開來近似求解運動方程。 --- 適用對象： 本書適閤高等院校物理學、應用物理學、工程物理學等專業本科生及研究生使用。學習者應具備微積分和基礎綫性代數知識。本書旨在培養學生從直觀的“力”的概念過渡到抽象的“作用量”和“對稱性”的現代物理思維模式。

评分☆☆☆☆☆

習題部分的設置，體現瞭編者對教學實踐的深刻理解。很多教材的習題要麼過於簡單，流於形式，要麼難度陡升，超齣瞭當前章節知識的適用範圍。但這本教材的習題配置，簡直是藝術品級彆的平衡。它分為基礎鞏固型、概念辨析型和綜閤應用型三大類，梯度設置得非常閤理。基礎題確保瞭基本概念的掌握，而那些綜閤應用題，往往需要讀者將前幾章學到的知識點融會貫通，進行多步驟的推理和計算。我特彆喜歡那些需要用到幾何或微積分思想來解決的難題，它們不隻是簡單的代數運算，而是真正考驗對物理圖像的構建能力。而且，據說答案解析非常詳細（雖然我還沒到需要看解析的程度），但這種細緻的配套，顯示齣編者在設計這套教材時，是真正考慮到瞭學生自學的全過程，而不是隻顧著“教完”瞭事。

评分☆☆☆☆☆

我個人最欣賞這本書的地方，在於它對概念辨析的深度和廣度。在物理學習中，最容易混淆的就是那些看似相近但內涵迥異的物理量和概念，比如功與能、動量與衝量、場強與電勢等等。這本書在處理這些“易混淆項”時，簡直是教科書級彆的處理。它不僅給齣瞭精確的定義，還會特意設立一個“易錯點辨析”的欄目，用對比分析的方式，把它們區彆開來，甚至會探討在特定邊界條件下的物理圖像差異。這種深入骨髓的剖析，遠超齣瞭普通參考書的泛泛而談。它真的在教你如何“像物理學傢一樣思考”，而不是僅僅學會如何“解題”。這種對底層邏輯的深挖，為後續學習更高級的物理知識打下瞭極其堅實的基礎，讓我對很多曾經模糊不清的細節，現在都感到豁然開朗，這種學習體驗的提升是質的飛躍。

评分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書提供瞭一種非常獨特的“對話感”。作者的敘述語言，在保持高度學術嚴謹性的同時，並沒有采用那種冷冰冰的、高高在上的學術腔調。相反，它在講解復雜理論時，經常會穿插一些曆史背景的介紹，比如某個理論是如何被提齣、經曆瞭怎樣的爭論和修正，這使得物理知識不再是僵硬的教條，而更像是一部充滿探索精神的“人類智力發展史”。這種敘事手法極大地激發瞭我對物理學科的好奇心和探究欲。讀起來不像是被動地接受信息，而更像是在跟隨一位經驗豐富的導師，慢慢地走進科學發現的前沿。這種‘有人引導’的感覺，讓枯燥的習題訓練都變得有瞭一層探索的趣味性，極大地提升瞭學習的內驅力。

评分☆☆☆☆☆

這本教材的裝幀和排版著實讓人眼前一亮，拿到手上就能感覺到一種沉甸甸的實在感。紙張的質量比我之前看過的幾本同類書籍都要好，印刷的油墨濃鬱且清晰，即便是那些復雜的物理公式，看起來也絲毫沒有模糊不清的睏擾。尤其是那些示意圖和實驗裝置的插圖，綫條流暢，標注清晰到位，很多原本在腦海裏難以構建的抽象概念，通過這些精良的插圖瞬間變得具體而形象。不得不說，在視覺體驗上，這本書做到瞭一個極高的水準，讓人在長時間閱讀時，眼睛不容易疲勞，這對於學習物理這種需要高度集中注意力的學科來說，簡直是福音。而且，這本書的開本設計也比較適中，既保證瞭閱讀時的視野開闊，又方便攜帶，揣在書包裏也不會顯得過於笨重，這點對於需要經常往返於教室和宿捨的我來說，非常重要。可以說，從拿到書的第一刻起，我就對它産生瞭極大的好感，這種對細節的關注，往往預示著內容編排上的嚴謹和用心。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織邏輯簡直是一流的精妙，完全是為初學者量身定製的節奏感。它不像有些教材那樣上來就拋齣一大堆晦澀難懂的理論公式，而是采取瞭一種非常溫和漸進的方式，從最基礎的宏觀現象入手，層層遞進地引入物理學的基本原理。比如講到力學部分，作者並沒有急於使用復雜的嚮量分析，而是先用大量的實例，比如斜麵上的物體運動、碰撞等情景，把力的概念和運動規律講得入木三分，讀起來非常順暢，幾乎沒有“卡殼”的地方。更值得稱贊的是，它在每章節的末尾，都會有一個“知識串聯”的小節，巧妙地將本章內容與前後章節的概念聯係起來，讓知識體係不再是孤立的點，而是一個相互關聯的網絡。這種結構安排，極大地幫助瞭我們理解物理學的內在聯係，而不是孤立地死記硬背公式的集閤。