大學物理精講與典型難題詳解（下 電磁學、光學與量子力學） 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《大學物理精講與典型難題詳解》分上下兩冊，上冊為力學與熱學部分，下冊為電磁學、光學和量子力學。每冊包括32個知識點精講和相應知識點課後習題中部分難題的詳解。每個知識點從層層遞進的若乾問題齣發揭示知識點的內涵和外延，並配設若乾課後練習。
　　《大學物理精講與典型難題詳解（下）》可作為非物理類大學本科生的物理教材，也可作為期末、考研復習時強化物理知識點和熟悉大學物理解題方法的參考書。

內頁插圖

目錄

第一講 電荷、庫侖定律及電場
第二講 電場綫、電通量與高斯定理
第三講 靜電場的安培環路定理與電勢
第四講 靜電場與導體的相互作用
第五講 電介質與外加靜電場的相互作用
第六講 電容器與靜電場能
第七講 電源、穩恒電流
第八講 磁感應強度與電流的磁效應
第九講 磁場的高斯定理和安培環路定理
第十講 磁場對載流導綫的作用
第十一講 霍爾效應
第十二講 磁介質及其與磁場的相互作用
第十三講 鐵磁質
第十四講 電磁感應現象及電磁感應定律
第十五講 自感、互感以及磁場的能量
第十六講 麥剋斯韋方程組及電磁波
第十七講 光的直綫傳播、光的反射及摺射
第十八講 光的偏振
第十九講 光的乾涉
第二十講 薄膜乾涉
第二十一講 光的衍射
第二十二講 光柵衍射
第二十三講 黑體輻射規律及普朗剋能量量子假說
第二十四講 光電效應
第二十五講 原子結構、氫原子光譜、玻爾理論
第二十六講 德布羅意波
第二十七講 不確定關係
第二十八講 波函數統計詮釋及態疊加原理
第二十九講 薛定諤方程及其應用
第三十講 一維散射問題
第三十一講 氫原子的量子理論
第三十二講 電子自鏇和泡利不相容原理
附錄 典型難題詳解

前言/序言

　　目前中國國內使用的大學物理教材版本眾多：有上海交通大學基礎物理教研室編的《大學物理教程》、清華大學齣版社齣版的《大學物理》（硃峰主編）、北京大學齣版社齣版的《簡明大學物理》等。關於大學物理的習題集就更多瞭，這裏不一一舉例。這些教材為物理理論在工科學生中的普及和推廣起到瞭重要的作用。然而，由於這些教材大都在“取其精華、去其糟粕，中學為體、洋為中用”的指導原則下完成，顯示齣物理學精乾的一麵，強調物理公式的應用，物理學的“血肉”卻被削弱瞭。這直接導緻大多數同學尤其是女同學覺得物理難學，也漸漸對物理失去瞭興趣。如我的學生段嘉同學在她的讀書報告中寫道：“一直以來，我的物理學習都不是我的優勢，因此有時會越學越沒有耐心。經過這次讀書報告，我有機會能夠以深入瞭解為目的去研讀課本以及論文資料，使我對麥剋斯韋速度分布律有瞭更加深入詳細的瞭解，而不是僅限於做題，它使我有機會感知每一個公式的詳細來源和公式背後的努力與故事。”當然也有一些同學物理學得不錯，那也是就考分而言的，欣賞物理的能力、用物理科學方法思考問題的能力還十分欠缺。如我的學生王裕傑同學在完成瞭仔細研讀“多普勒效應”後寫道：“第一次接觸到這個知識是在高中的物理課本上，當時老師僅僅是一筆帶過瞭，自己也沒有多大的印象，覺得隻需要記住一個公式就行瞭。然而在我為寫這篇讀書報告查找瞭許多資料之後，纔發現多普勒效應的應用竟然如此廣泛，作用如此之大，它在我們的生活中幾乎無處不在。我深深感受到瞭多普勒效應的魅力所在，同時也認識到沒有哪個物理知識是沒有用的，一個物理知識的實現與應用隻是時間問題。”所以，我寫這本教材的第一個目的就是解開物理學神秘的麵紗，讓學習者明白物理是有故事的，是有趣的，是可以在等車、排隊的間隙閱讀的。
　　物理學不僅僅是“學霸”們的“遊戲”，它更是關於自然運動的法則。學習它就像學習交通規則一樣，隻要是一個具有正常思維邏輯的人都可以去理解它，並且自覺遵守這些自然法則。反之，違反自然法則雖不像違反交通法則一樣立即受到懲罰，但這種懲罰隻可能遲到而不會缺席，而且其懲罰的程度遠遠大於違反交通法則。例如，明顯違反自然法則的畝産“萬斤”論造成的懲罰性後果讓經曆過這場災難的中國人至今還銘心刻骨地痛。所以，編寫一本理工科甚至文科學生都能讀懂的且有興趣讀下去的物理學教材是物理教育工作者的責任。另外，本書對每一個知識點的相關方程都進行瞭較為詳盡的數學推理，並且列舉瞭一些該知識點在工業、醫學中的應用例子，所以本書完全可以滿足理工科學生學習的需要。
　　由於當代學生生活在知識爆炸、信息暢通的時代，純粹的知識灌輸遠遠不能滿足學生的需要，培養學生的學習能力、創新能力比任何時代都更加迫切。正如愛因斯坦指齣的“發展獨立思考和獨立創新的一般能力，應當始終放在首位，而不應當把知識學習放在首位”。這是我寫這本教材的第二個目的。
　　那麼怎樣纔能提高學生的欣賞能力、學習能力和創新能力呢？我們知道愛因斯坦在他26歲時就完成論文《論動體的電動力學》，獨立而完整地提齣狹義相對論，開創瞭物理學的新紀元，他的創新能力是毋庸置疑的。那麼，他的創新能力從哪裏來呢？讀過愛因斯坦傳記的讀者都知道，早在中學時代，他就從伯恩斯坦所著的多捲本《自然科學通俗讀本》中瞭解瞭整個自然科學領域裏主要的成果和方法。這套書第一捲的開始部分就論述瞭有關光速以及光和距離的內容，以至於當時16歲的愛因斯坦在無意中想到瞭一個奇特的“追光悖論”。從此，他開始瞭長達10年之久的關於光速相對性以及關於光的傳播介質“以太”存在問題的探索。這樣，在他26歲那年發錶瞭《論動體的電動力學》，成功地解釋瞭他的“追光悖論”，創立狹義相對論也就是水到渠成的事瞭。從這個事例中，我們明白瞭創新是需要源頭、需要傳承、需要視野的。再舉一個例子：兩隻狼來到草原，其中一隻狼很失落，因為它看不見肉，這是視力；另一隻狼很興奮，因為它知道有草就有羊，這是視野。在不創新就要落後的現代社會，物理學教學的目的不僅要培養學生的“視力”——觀察、分析能力，更要培養學生的“視野”——推理、預測能力。筆者基於多年教學中遇到的這種睏惑以及大量閱讀國外教材的一些感悟，為瞭提高學生科學欣賞能力、科學思維和創新能力，在最近五年教學過程中逐漸引導學生在閱讀物理教材和課外學術資料時重點關注物理學知識點的來源、現在發展到什麼程度以及今後可能往哪裏去等問題，追蹤以前的物理學傢遇到問題時思考解決問題的方法與解決問題的過程，讓學生從六個方麵去學習物理的每一個知識點，這六個方麵分彆為：①當時遇到瞭怎樣的難題需要建立該新知識點？②建立該知識點過程中經曆瞭哪些睏難、歧途？最後怎樣統一到目前這個認識的？③目前物理界對該知識點的解析有哪些？④該知識點有沒有相似的其他描述？如果有，各有什麼優缺點？⑤該知識點美在哪裏？對自然科學的發展起瞭怎樣的作用？對人類生活有哪些影響？舉一例說明之。⑥該知識點建立後有怎樣的發展？你對該知識點的發展有什麼看法、建議？此外，要求每一個同學提交一份關於某個知識點的閱讀報告。通過5年的實踐，學生們收獲很大。如楊若虛同學在他的讀書報告裏的個人感悟中寫道：“最開始的時候對於熱力學第二定律真的是一無所知，不過查瞭一下就被嚇倒瞭，因為它引齣瞭一個超級‘牛’的概念：熵。雖然我也不知道熵到底有多牛，不過但凡看過《生活大爆炸》的人或多或少都有點概念吧。不過從最開始來講，熱力學第二定律單單是指熱量從高溫物體嚮低溫物體傳導，到後來開始討論宇宙的無序與黑洞，讓我不得不佩服物理學傢的巨大‘腦洞’（此處為褒義）。
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