适读人群：大学生、教师、相关研究人员
本书以物理学的基本概念、定律和方法为核心，在保证物理学知识体系完整的同时，重点突出以物理学的思想和方法来分析问题、解决问题的综合能力的培养和训练。结合地方普通高等院校的特点，增补了一些物理学在相关交叉学科的发展和应用实例，理论联系实践，既激发学习兴趣，又丰富知识面，不断提高读者的综合素质。

内容简介

全书共分16章，分别介绍了质点的运动与力、运动的守恒量与守恒定律、刚体的定轴转动、机械振动、机械波、热力学基础、气体动理论基础、真空中的静电场、静电场中的导体与电介质、恒定电流的磁场、磁场中的磁介质、电磁感应——电磁波、波动光学基础、狭义相对论基础、量子物理基础等内容。配有习题册，每章习题给出了部分参考答案。
本书为适应不同地区、不同专业的本科生及高职类学生大学物理课程教学和自学而编写的。可作为不同专业本科生、高职类学生、大专及成人教育的大学物理课程教学的教材和自学用书。

第三篇热学 11
第九章气体动理论 11
9.1 平衡态温度理想气体状态方程 12
9.1.1 平衡态温度 12
9.1.2 理想气体状态方程 13
9.2 分子热运动和统计规律 15
9.2.1 分子热运动的图像 15
9.2.2 分子热运动的基本特征 16
9.2.3 分布函数和平均值 17
9.3 气体动理论的压强公式 19
9.3.1 理想气体的微观模型 19
9.3.2 速率分布函数 20
9.3.3 压强公式的简单推导 21
*9.3.4 理想气体压强公式的推导 23
9.4 理想气体的温度公式 25
9.4.1 温度的本质和统计意义 25
9.4.2 气体分子的方均根速率 26
9.5 能量均分定理理想气体的内能 28
9.5.1 分子的自由度 28
9.5.2 能量均分定理 29
9.5.3 理想气体的内能 30
9.6 麦克斯韦速率分布律 31
9.6.1 分子速率的实验测定 31
9.6.2 麦克斯韦速率分布律 32
9.6.3 从速率分布函数推算分子速率的三个统计值 34
*9.7 玻尔兹曼分布律重力场中粒子按高度的分布 35
9.7.1 玻尔兹里分布律 36
9.7.2 重力场中粒子按高度的分布 37
9.8 分子的平均碰撞次数及平均自由程 38
9.8.1 分子的平均碰撞次数及平均自由程 38
阅读材料温度与热量 41
第十章热力学基础 43
10.1 热力学第一定律 43
10.1.1 热力学过程 43
10.1.2 功、热量、内能 44
10.1.3 热力学第一定律 47
10.2 热力学第一定律对于理想气体等值过程的应用 48
10.2.1等体过程气体的摩尔定体热容 48
10.2.2 等压过程气体的摩尔定压热容 50
10.2.3 等温过程 53
10.3 绝热过程 *多方过程 54
10.3.1 绝热过程 54
10.3.2 绝热过程方程的推导 56
10.3.3 *多方过程 59
10.4 循环过程卡诺循环 61
10.4.1 循环过程 61
10.4.2 卡诺循环 62
10.5 热力学第二定律 68
10.5.1 热力学第二定律 68
10.5.2 两种表述的等价性 69
10.6 可逆过程与不可逆过程卡诺定理 70
10.6.1 可逆过程与不可逆过程 70
10.6.2卡诺定理 72
*10.6.3 卡诺定理的证明 73
10.7 熵 74
10.7.1 熵的存在 74
10.7.2 自由膨胀的不可逆性 76
10.7.3 玻尔兹曼关系 78
10.8 熵增加原理热力学第二定律的统计意义 80
10.8.1 熵增加原理 80
10.8.2 热力学第二定律的统计意义 81
10.8.3 熵增与能量退化 83
10.8.4 熵增和热寂 83
阅读材料麦克斯韦妖 84
第四篇电场和磁场 85
第十一章真空中的静电场 86
11.1 电场电场强度 86
11.1.1 电荷 86
11.1.2 电荷守恒定律 87
11.1.3 电荷的量子化 87
11.1.4 库仑定律 88
11.1.5 电场强度 89
11.1.6 场强叠加原理 91
11.1.7 电场强度的计算 91
11.1.8 带电体在外电场中所受的作用 97
11.2 电通量高斯定理 98
11.2.1 电场的图示法电场线 98
11.2.2 电通量 99
11.2.3 高斯定理 100
11.2.4 高斯定理的应用 102
11.3 电场力的功电势 105
11.3.1 电场力的功 105
11.3.2 静电场的环流定理 106
11.3.3 电势能 106
11.3.4 电势电势差 107
11.3.5 电势的计算 108
11.4 电场强度与电势的关系 111
阅读材料压电体 112
第十二章导体和电介质的静电场 114
12.1 静电场中的导体 114
12.1.1导体的静电平衡 114
12.1.2 导体壳和静电屏蔽 117
12.1.3 有导体存在的静电场电场强度与电势的计算 118
*12.2 静电场中的电介质 121
*12.2.1电介质的极化 121
*12.2.2 极化强度和极化电荷 122
*12.2.3 电介质的极化规律 123
12.2.4 有电介质时的高斯定理 125
12.3 电容电容器 126
12.3.1 孤立导体的电容 126
12.3.2 电容器及其电容 127
*12.3.3 电容器的联接 128
*12.3.4 范德格拉夫起电机 129
12.4 电场的能量 132
12.4.1 带电系统的能量 132
12.4.2 电场能量 132
阅读材料磁单极 134
第十三章恒定电流的磁场 136
13.1 恒定电流 136
13.1.1 电流电流密度 136
13.1.2 电源的电动势 137
13.2 磁场磁感应强度 139
13.2.1 基本磁现象 139
13.2.2 磁感应强度 140
13.2.3 磁通量 142
13.2.4 磁场中的高斯定理 143
13.2.5 毕奥-萨伐尔定律 143
13.2.6 毕奥—萨伐尔定律的运用 146
13.3 安培环路定理 150
13.3.1 安培环路定理 151
13.3.2 安培环路定理的应用 152
13.4 磁场对运动电荷的作用 156
13.4.1 洛伦兹力 156
13.4.2 带电粒子在匀强磁场中的运动 157
13.4.3 霍尔效应 160
*13.4.4 磁流体发电 163
13.5 磁场对载流导线的作用 164
13.5.1 安培定律 164
13.5.2 无限长两平行载流直导线间的相互作用力 165
13.5.3 磁场对载流线圈的作用 167
13.5.4 磁力的功 169
13.6 磁介质 172
13.6.1 磁介质的分类 172
*13.6.2 抗磁质与顺磁质的磁化 173
*13.6.3 磁化强度 174
13.6.4 磁介质中的安培环路定理 175
13.6.5 铁磁质 180
阅读材料 184
第十四章电磁感应 185
14.1 电磁感应定律 185
14.1.1 电磁感应现象 185
14.1.2 楞次定律 186
14.1.3 法拉第电磁感应定律 186
14.2动生电动势与感生电动势 188
14.2.1动生电动势 189
14.2.2动生电动势的计算 190
14.2.3感生电动势 192
14.2.4 电子感应加速器 195
*14.2.5 涡电流 196
14.3 自感应和互感应 197
14.3.1 自感应 197
14.3.2 互感应 199
14.4 磁场能量 201
14.4.1 自感磁能 201
14.4.2 磁场能量 202
14.5位移电流电磁场理论 203
14.5.1位移电流 204
14.1.2 全电流定律 208
14.1.3 麦克斯韦方程组 208
阅读材料等离子体及其磁约束 210
第五篇近代物理 213
*第十五章相对论基础 213
15.1 伽利略相对性原理经典力学的时空观 213
15.1.1 伽利略相对性原理 213
15.1.2 经典力学的时空观 215
15.2 狭义相对论基本原理洛伦兹坐标变换式 216
15.2.1 狭义相对论基本原理 216
15.2.2洛伦兹坐标变换式的推导 219
15.3 相对论速度变换公式 222
15.4 狭义相对论时空观 225
15.4.1 “同时”的相对性 225
15.4.2 时间膨胀 227
15.4.3 长度收缩 228
15.4.4 相对性与绝对性 230
15.5 狭义相对论动力学基础 231
15.5.1 相对论力学的基本方程 231
15.5.2 质量和能量的关系 233
15.5.3 动量和能量的关系 234
15.5.6广义相对论简介 238
阅读材料宋超新星爆发和光速不变性 240
*第十六章量子物理基础 242
16.1 热辐射普朗克的量子假设 242
16.1.1 热辐射现象 242
16.1.2基尔霍夫辐射定律 243
16.1.3 黑体辐射实验定律 244
16.1.4 普朗克量子假设 248
16.2 光电效应爱因斯坦的光子理论 252
16.2.1 光电效应的实验规律 252
16.2.2 光的波动说的缺陷 255
16.2.3 爱因斯坦的光子理论 256
16.2.4 光的波一粒二象性 257
16.3 康普顿效应 259
16.3.1 康普顿效应 259
16.3.2 光子理论的解释 260
16.4 氢原子光谱玻尔的氢原子理论 263
16.4.1 氢原子光谱的规律性 263
16.4.2 玻尔的氢原子理论 265
16.4.3 氢原子轨道半径和能量的计算 266
16.4.4 玻尔理论的缺陷 268
16.5 德布罗意波波—粒二象性 270
16.5.1德布罗意波 270
16.5.2 戴维孙—革末实验 272
16.5.3 电子显微镜 275
16.6 不确定度关系 277
16.7 波函数薛定谔方程 281
16.7.1 波函数及其统计解释 281
16.7.2 薛定谔方程 283
16.8 薛定谔方程在一维问题中的应用 285
16.8.1一维无限深势阱 285
16.8.2 扫描隧道显微镜 293
16.8.3 谐振子 294
16.9量子力学中的氢原子问题 295
16.9.1氢原子的薛定谔方程 295
16.9.2量子化条件和量子数 297
16.9.3 氢原子中电子的概率分布 298
16.10 电子的自旋原子的电子壳层结构 299
16.10.1 施特恩—格拉赫实验 299
16.10.2 电子的自旋 300
16.10.3 原子的电子壳层结构 301
阅读材料红外技术 303

前言/序言

前言

进入21世纪，我国的高等教育已从“精英教育”逐步走向大众教育，为适应新形势下科学技术的发展对人才培养的新要求，高等教育越来越强化基础教育课程，注重学生综合素质的培养。另外，随着科学技术的发展，学科之间的交叉与结合尤为突出，物理学正进一步向电子、机械、土木、生物、化学、材料科学、医学等学科领域渗透与发展。因此良好的物理基础是学好其他自然科学与工程技术科学的基本保障。物理学所阐述的基本原理和基本知识、基本思想、基本规律和基本方法，不仅是学生学习后续专业课的基础，也是全面提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要内容。大学物理课程是理工类各专业的必修公共基础课，在培养学生辩证唯物主义世界观，科学的时空观等方面起着重要的作用。
本书在保持大学物理课程体系的完整性、科学性、系统性和逻辑性等特点的前提下，适当调整了部分内容的顺序和结构，对内容难度大的部分进行删改，在注重陈述物理学的基本知识、概念、规律的同时，适当减少综合性、运算繁复的例题，选用一些切合实际的应用题，增加了一些物理学的交叉发展和应用实例。
全书包括《大学物理简明教程》和《大学物理简明教程习题册》，均分为上、下册两册。上册包括力学、振动与波和波动光学；下册包括热学、电磁学、相对论和量子物理学。本书力学、振动与波由贺叶露老师编写，波动光学由何成林老师编写，热学由邹星老师编写，电磁学由刘定兴老师编写，相对论和量子物理学由王安蓉老师编写，习题由孙跃、刘利利、魏勇编写，zui后由王安蓉老师负责全书的修改和定稿工作。参加讨论和编写的还有许刚、舒纯军老师。陈立万、聂祥飞和赖于树教授仔细审查了此书，华中科技大学出版社有关工作人员在本书的编辑出版过程中付出了大量的辛勤劳动，在此一并表示感谢。
不同院校不同专业的物理教学计划学时数可能存在差异，在使用本教材时可根据其具体情况对内容进行重组或取舍，书中带“*”号部分内容可根据实际教学课时量处理，可选择讲授或让学生自己阅读。
由于编者学识和教学经验有限，书中难免存在不当和疏漏之处，恳请各位读者批评指正。

编者
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