大学物理学：电磁学（第3版 A版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《大学物理学：电磁学（第3版 A版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》是张三慧编著的《大学物理学》（第三版）中的《电磁学》分册，按传统方法讲述电磁学的基本理论，包括静止和运动电荷的电场，运动电荷和电流的磁场，介质中的电场和磁场，电磁感应，电磁波等。除了基本内容外，还专题介绍了大气电学、超导、等离子体等今日物理趣闻和知名科学家介绍，作为选讲或选读内容，以扩大学生的现代知识领域。基本内容简明扼要，选读部分通俗易懂。
　　《大学物理学：电磁学（第3版 A版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》可作为高等院校的大学物理教材，也可以作为中学物理教师教学或其他读者自学的参考书。

内页插图

目录

第3篇 电磁学
第12章 静电场
12．1 电荷
12．2 库仑定律与叠加原理
12．3 电场和电场强度
12．4 静止的点电荷的电场及其叠加
12．5 电场线和电通量
12．6 高斯定律
12．7 利用高斯定律求静电场的分布
提要
思考题
习题
第13章 电势
13．1 静电场的保守性
13．2 电势差和电势
13．3 电势叠加原理
13．4 电势梯度
13．5 电荷在外电场中的静电势能
*13．6 电荷系的静电能
13．7 静电场的能量
提要
思考题
习题
第14章 静电场中的导体
14．1 导体的静电平衡条件
14．2 静电平衡的导体上的电荷分布
14．3 有导体存在时静电场的分析与计算
14．4 静电屏蔽
*14．5 唯一性定理
提要
思考题
习题
今日物理趣闻H大气电学
H．1 晴天大气电场
H．2 雷暴的电荷和电场
H．3 闪电
第15章 静电场中的电介质
15．1 电介质对电场的影响
15．2 电介质的极化
15．3 D的高斯定律
15．4 电容器和它的电容
15．5 电容器的能量
提要
思考题
习题
第16章 恒定电流
16．1 电流和电流密度
16．2 恒定电流与恒定电场
16．3 欧姆定律和电阻
16．4 电动势
16．5 有电动势的电路
*16．6 电容器的充电与放电
16．7 电流的一种经典微观图像
提要
思考题
习题
今日物理趣闻I等离子体
今日物理趣闻J超导电性
数值表
习题答案
索引

前言/序言

　　这部《大学物理学》（第三版）含力学篇、热学篇、电磁学篇、光学篇和量子物理篇，共5篇。按照篇章的组织顺序，本套教材又分为两个版本，称为A版和B版。A版分为3册，第1册为〈力学、热学》，第2册为《电磁学》（或《基于相对论的电磁学》，二选其一），第3册为《光学、量子物理》。B版分为2册，第1册为《力学、电磁学》，第2册为《热学、光学、量子物理》。读者可根据实际教学和学习的需要，选择使用A版或B版；其中A版中的第2册又分为两个版本——《电磁学》或《基于相对论的电磁学》，选用A版的读者可选择其中一个版本使用。本册为A版的第2册《电磁学》。
　　根据使用过此书的教师与学生以及其他读者的反映，也考虑到近几年物理教学的发展动向，本书推出第三版。第三版内容的撰写与修改仍延续了第二版的科学性和系统性的特点，保持了原有的体系和风格，并在第二版的基础上，增加、拓宽了一些内容。
　　本书内容完全涵盖了2006年我国教育部发布的“非物理类理工学科大学物理课程基本要求”。书中各篇对物理学的基本概念与规律进行了正确明晰的讲解。讲解基本上都是以最基本的规律和概念为基础，推演出相应的概念与规律。笔者认为，在教学上应用这种演绎逻辑更便于学生从整体上理解和掌握物理课程的内容。
　　力学篇是以牛顿定律为基础展开的。除了直接应用牛顿定律对问题进行动力学分析外，还引入了动量、角动量、能量等概念，并着重讲解相应的守恒定律及其应用。除惯性系外，还介绍了利用非惯性系解题的基本思路，刚体的转动、振动、波动这三章内容都是上述基本概念和定律对于特殊系统的应用。狭义相对论的讲解以两条基本假设为基础，从同时性的相对性这一“关键的和革命的”（杨振宁语）概念出发，逐渐展开得出各个重要结论。这种讲解可以比较自然地使学生从物理上而不只是从数学上弄懂狭义相对论的基本结论。
　　热学篇的讲述是以微观的分子运动的无规则性这一基本概念为基础的。除了阐明经典力学对分子运动的应用外，特别引入并加强了统计概念和统计规律，包括麦克斯韦速率分布律的讲解。对热力学第一定律也阐述了其微观意义。对热力学第二定律是从宏观热力学过程的方向性讲起，说明方向性的微观根源，并利用热力学概率定义了玻耳兹曼熵并说明了熵增加原理，然后再进一步导出克劳修斯熵及其计算方法。这种讲法最能揭露熵概念的微观本质，也便于理解熵概念的推广应用。
　　电磁学篇按照传统讲法，讲述电磁学的基本理论，包括静止电荷的电场，运动电荷和电流的磁场，介质中的电场和磁场，电磁感应，电磁波等。基于相对论的电磁学篇中电磁学的讲法则是以爱因斯坦的《论动体的电动力学》为背景，完全展现了帕塞尔教授讲授电磁学的思路——从爱因斯坦到麦克斯韦，以场的概念和高斯定律为基础，根据狭义相对论演绎地引入磁场，并进而导出麦克斯韦方程组其他方程。这种讲法既能满足教学的基本要求，又充分显示了电磁场的统一性，从而使学生体会到自然规律的整体性以及物理理论的和谐优美。电磁学的讲述未止于麦克斯韦方程组，而是继续讲述了电磁波的发射机制及其传播特征等。
　　光学篇以电磁波和振动的叠加的概念为基础，讲述了光电干涉和衍射的规律以及光的偏振这种电磁波的横波特征。然后，根据光电波动性在特定条件下的近似特征——直线传播，讲述了几何光学的基本定律及反射镜和透镜的成像原理。
　　以上力学、热学、电磁学、光学各篇的内容基本上都是经典理论，但也在适当地方穿插了量子理论的概念和结论以便相互比较。
　　量子物理篇是从波粒二象性出发以定态薛定谔方程为基础讲解的。介绍了原子、分子和固体中电子的运动规律以及核物理的知识。关于教学要求中的扩展内容，如基本粒子和宇宙学的基本知识是在“今日物理趣闻A”和“今日物理趣闻C”栏目中作为现代物理学前沿知识介绍的。
　　本书除了5篇基本内容外，还开辟了“今日物理趣闻”栏目，介绍物理学的近代应用与前沿发展，而“科学家介绍”栏目用以提高学生素养，鼓励成才。
　　本书各章均配有思考题和习题，以帮助学生理解和掌握已学的物理概念和定律或扩充一些新的知识。这些题目有易有难，绝大多数是实际现象的分析和计算。题目的数量适当，不以多取胜。也希望学生做题时不要贪多，而要求精，要真正把做过的每一道题从概念原理上搞清楚，并且用尽可能简洁明确的语言、公式、图像表示出来，需知，对一个科技工作者来说，正确地书面表达自己的思维过程与成果也是一项重要的基本功。
　　本书在保留经典物理精髓的基础上，特别注意加强了现代物理前沿知识和思想的介绍。本书内容取材在注重科学性和系统性的同时，还注重密切联系实际，选用了大量现代科技与我国古代文明的资料，力求达到经典与现代，理论与实际的完美结合。
　　本书在量子物理篇中专门介绍了近代（主要是20世纪30年代）物理知识，并在其他各篇适当介绍了物理学的最新发展，同时为了在大学生中普及物理学前沿知识以扩大其物理学背景，在“今日物理趣闻”专栏中，分别介绍了“基本粒子”、“混沌——决定论的混乱”、“大爆炸和宇宙膨胀”、“能源与环境”、“等离子体”、“超导电性”、“激光应用二例”、“新奇的纳米技术”等专题。这些都是现代物理学以及公众非常关心的题目。

《现代物理学导论：探索宇宙的奥秘》 本书旨在为广大读者，特别是对物理学怀有浓厚兴趣的大学生、工程师及科学爱好者，提供一个全面而深入的现代物理学概览。在信息爆炸的时代，理解构成我们世界的基本规律变得尤为重要。《现代物理学导论》正是这样一本旨在揭示宇宙宏伟图景的指南，它将带领读者踏上一段令人着迷的科学探索之旅。 本书的编写理念是“由简入繁，循序渐进，注重联系，启发思考”。我们不希望仅仅罗列枯燥的公式和定理，而是致力于通过清晰的语言、生动的实例和严谨的逻辑，帮助读者建立起对现代物理学核心概念的深刻理解。无论是初学者还是有一定基础的读者，都能从中获得宝贵的知识和启发。 内容涵盖： 本书的章节设计涵盖了现代物理学的关键领域，旨在勾勒出物理学最前沿的研究方向和最重要的理论成果。 第一部分：经典物理学的辉煌与局限 在深入现代物理学之前，我们首先回顾经典物理学的两大支柱——牛顿力学和经典电磁学。我们将探讨其在宏观世界中的强大解释力，并通过分析其在解释微观现象和高速运动时的不足，为引出现代物理学奠定基础。这部分内容将帮助读者理解为何需要一场物理学的革命。 第二部分：量子力学的奇妙世界 量子力学是现代物理学的基石之一。本部分将从光子的概念、波粒二象性出发，逐步介绍薛定谔方程、量子态、量子叠加态和量子纠缠等核心概念。我们将尝试用直观的方式解释这些看似反常识的量子现象，并探讨其在原子、分子乃至更复杂体系中的应用。量子隧穿、量子退相干等概念也将得到生动阐释，帮助读者理解微观粒子行为的独特性。 第三部分：狭义相对论与时空观念的颠覆 狭义相对论彻底改变了我们对时间、空间和运动的认知。本书将详细介绍洛伦兹变换、时间膨胀、长度收缩以及质量-能量等价原理（E=mc²）。我们将通过光速不变原理和相对性原理，揭示高速运动物体行为的奇特性，并探讨相对论在粒子物理和天体物理中的重要意义。 第四部分：广义相对论与宇宙的几何 广义相对论是爱因斯坦对引力的革命性解释。本部分将介绍引力的几何本质，即物质分布如何弯曲时空，以及这种弯曲如何影响物体的运动。我们将探讨黑洞、引力波等广义相对论的重要预言，并简要介绍宇宙学模型，如大爆炸理论，以及广义相对论在理解宇宙演化中的作用。 第五部分：粒子物理学与基本相互作用 本部分将带领读者进入粒子物理学的殿堂，探索构成物质的最基本单元。我们将介绍夸克、轻子等基本粒子，以及传递基本相互作用（强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用）的媒介粒子，如胶子、W/Z玻色子、光子和引力子。标准模型将是本部分的重点，我们将对其进行详细介绍，并讨论其成功之处和尚未解决的问题，如暗物质和暗能量。 第六部分：凝聚态物理的迷人景观 凝聚态物理学研究大量粒子组成的物质体系，如固体、液体等。本部分将介绍固体的电子理论，包括能带理论，解释了金属、绝缘体和半导体的区别。超导现象、磁性现象以及液晶等奇特的凝聚态现象也将得到介绍，展示了微观粒子集体行为所能产生的丰富多彩的宏观性质。 第七部分：天体物理学与宇宙的奥秘 结合前面介绍的理论，本部分将目光投向浩瀚的宇宙。我们将探讨恒星的形成、演化和死亡，黑洞的性质，星系的结构与演化，以及宇宙的膨胀和结构形成。暗物质和暗能量在宇宙中的作用，以及引力波的探测，将是本部分的重要亮点，帮助读者将物理学原理应用于理解宇宙的宏伟图景。 第八部分：前沿进展与未来展望 为了让读者了解现代物理学仍在不断发展，《现代物理学导论》的最后部分将简要介绍一些当前的研究热点和未来的发展方向，例如量子计算、信息物理、弦理论以及宇宙学的最新观测进展。这部分内容旨在激发读者的好奇心，引导他们关注物理学领域的最新动态。 本书特色： 深入浅出： 复杂的概念将通过形象的比喻、类比和图示进行解释，力求使读者容易理解。 逻辑清晰： 各章节之间联系紧密，知识体系完整，帮助读者构建起现代物理学的整体框架。 注重应用： 介绍现代物理学在科技发展和社会进步中的实际应用，展现物理学的魅力与价值。 启发思考： 鼓励读者独立思考，提出问题，激发他们进一步探索物理学世界的兴趣。 配备习题： 每章末尾附带精选的习题，帮助读者巩固所学知识，加深理解。 《现代物理学导论：探索宇宙的奥秘》不仅仅是一本教科书，更是一次思想的启迪，一次对未知世界的探索。无论您是即将步入大学殿堂的学子，还是已经身处科研一线的研究者，亦或是对科学充满热情的社会大众，本书都将是您理解现代科学、洞察宇宙奥秘的理想伴侣。让我们一起，用物理学的语言，重新认识这个精彩绝伦的世界。