內容簡介
《大學物理學習題討論課指導(第2版 下)》為大學物理習題討論課教學用書,是根據教育部高等學校物理基礎課程教學指導委員會製訂的大學物理教學基本要求,集作者數十年大學物理習題討論課教學實踐經驗撰寫而成。內容分力學(含狹義相對論)、靜電學、穩恒電流磁場、熱學、振動與波、光學和量子物理共七章。
《大學物理學習題討論課指導(第2版 下)》共收入各種類型的題目600多道,題題有詳解。選題內容覆蓋全部大學物理理論課教學要點,具有代錶性。
《大學物理學習題討論課指導(第2版 下)》上冊各章節有簡煉的“內容提要”和明確的“教學要求”。選題類型有圍繞課程重點、難點、基本概念的課內討論題、計算題,還有供讀者復習選用的課後練習題。選題難易層次分明,能滿足不同程度的教學需要。書後對課後練習題做瞭解答,可供參考。
《大學物理學習題討論課指導(第2版 下)》下冊內容是對上冊的課內討論題、計算題所做的詳細解答。全書解題思路清晰、方法簡煉,力求啓發、引導、一題多解,並對學生多發性錯誤進行分析,注重培養邏輯思維及綜閤分析能力。
《大學物理學習題討論課指導(第2版 下)》可供各類高校物理課師生使用,還可作為大學非物理專業、電大及成人自學考試物理課的輔助教材。
內頁插圖
目錄
第1章 力學
1.1 運動學
1.2 牛頓定律
1.3 功、動能、動量、角動量定理16
1.4 動量守恒定律、角動量守恒定律、機械能守恒定律及其綜閤應用
1.5 剛體的定軸轉動
1.6 狹義相對論運動學
1.7 狹義相對論動力學
第2章 靜電學
2.1 電場強度
2.2 電勢
2.3 靜電場中的導體
2.4 靜電場中的電介質和電容
第3章 穩恒電流磁場
3.1 磁感應強度B(畢奧�踩�伐爾定律)
3.2 安培環路定理
3.3 磁力
3.4 電磁感應
3.5 磁介質、自感、互感
3.6 位移電流、麥剋斯韋方程組
*3.7 電磁場的相對性
第4章 熱學
4.1 氣體動理論
4.2 熱力學第一定律
4.3 熱力學第二定律
第5章 振動與波
5.1 簡諧振動及其閤成
5.2 機械波的産生與傳播
5.3 波的疊加與乾涉
第6章 光學
6.1 光的乾涉
6.2 光的衍射
6.3 光的偏振
第7章 量子物理
前言/序言
大學物理課程對培養有自主創新能力的科技人纔起著重要作用。自20世紀80年代中期以來,大學物理習題討論課日益受到師生們的關注,它已成為學習大學物理課程不可或缺的重要組成部分。在習題討論課中,學生通過獨立思考、討論和互相啓發,可加深對概念和原理的理解。
《大學物理學習題討論課指導》上、下冊(第1版)是1991年正式齣版的,十幾年來前後重印瞭近二十次,被很多院校采用作為物理課的輔助教材。第2版在保持原有體係和特點的基礎上,考慮到近年來物理課的發展,做瞭修改和補充。為瞭滿足不同讀者的要求,我們增補瞭多道新的題目,供大傢選用。
本書由瀋慧君統稿,在編寫過程中,許多教師給予瞭熱情幫助,陳惟蓉、吳念樂教授提供瞭他們開討論課使用的題目,林靜老師提供瞭部分新增題目並參加瞭編寫。在此錶示誠摯的感謝。
《經典力學導論:理論與應用》 內容提要: 本書旨在為物理學本科生和研究生提供一個全麵、深入的經典力學學習資源,側重於理論框架的建立、數學工具的應用以及在實際物理問題中的靈活運用。全書結構嚴謹,從牛頓力學的基本公設齣發,逐步過渡到更精妙的拉格朗日力學和哈密頓力學體係。我們力求在保持物理圖像清晰直觀的同時,強調數學形式的嚴密性,幫助讀者建立起堅實的理論基礎和解決復雜物理問題的能力。 第一部分:牛頓力學的深化與擴展 第一章:運動學迴顧與矢量分析的再強調 本章首先迴顧瞭三維空間中質點運動的基本描述,重點強化瞭對空間微分算子(梯度、散度、鏇度)在物理問題中的理解和計算技巧。我們詳細討論瞭麯綫坐標係(柱坐標係和球坐標係)下的速度和加速度的錶達,特彆關注瞭非慣性係中的虛擬力(如科裏奧利力和離心力)的引入及其對宏觀運動描述的修正。 第二章:剛體的定性與定量描述 剛體動力學是經典力學的重要組成部分。本章從剛體的平動和轉動分離入手,詳細闡述瞭轉動慣量張量的概念、主軸的確定以及歐拉角在描述剛體任意姿態變化中的應用。我們通過處理經典的“圓盤滾動”和“陀螺進動”問題,展示瞭如何利用角動量守恒定律解決復雜的動力學問題。對剛體繞定點轉動問題,采用解析方法進行瞭深入的探討。 第三章:振動與波動現象 本章專注於一維和多維係統的綫性振動問題。從簡諧振子齣發,引入瞭阻尼振動和受迫振動,詳細分析瞭共振現象的物理本質和工程意義。隨後,我們將討論耦閤振子的模式分析,利用矩陣對角化方法求解特徵頻率。波動部分涵蓋瞭弦、杆和膜的微小振動,為傅裏葉分析在物理中的應用奠定瞭基礎。 第二部分:分析力學的核心——拉格朗日體係 第四章:變分原理與最小作用量 分析力學的核心在於變分原理。本章首先介紹瞭泛函的概念以及歐拉-拉格朗日方程的推導。我們重點闡述瞭達朗貝爾原理(虛功原理)在保守係統和非保守係統中的普適性,並將其推廣到約束係統。通過鞍點問題和橡皮筋模型,直觀地理解作用量最小化的物理意義。 第五章:拉格朗日方程的應用 本章緻力於將拉格朗日力學應用於求解復雜的約束係統。我們詳細分析瞭單擺、雙擺(作為混沌係統的入門案例)、圓錐擺以及在電磁場中運動的帶電粒子(拉格朗日量包含電磁勢)。重點講解瞭如何處理和消去各種幾何約束力,以及如何利用拉格朗日方程的簡潔性,清晰地揭示係統的自由度和守恒量。 第六章:守恒定律與諾特定理 拉格朗日力學最偉大的成就之一是諾特定理的清晰錶述。本章係統地闡述瞭連續對稱性與守恒量之間的深刻聯係。我們通過具體實例,如平移對稱性對應動量守恒、時間平移對稱性對應能量守恒、空間鏇轉對稱性對應角動量守恒,展示瞭理論的統一性和美感。此外,還討論瞭循環坐標的概念及其在簡化求解過程中的作用。 第三部分:哈密頓力學與相空間結構 第七章:勒讓德變換與哈密頓量 本章引入勒讓德變換,實現從描述速度的拉格朗日量到描述相空間變量(坐標和動量)的哈密頓量的轉換。詳細推導瞭正則方程(哈密頓方程),並分析瞭相空間的幾何意義——軌跡的演化和流場。對單自由度係統,我們繪製瞭相圖,並初步探討瞭保守係統相軌跡的拓撲性質。 第八章:正則變換與泊鬆括號 正則變換是哈密頓力學中進行坐標變換的強大工具。本章講解瞭生成函數的概念及其四種形式,並深入探討瞭正則方程在任意正則變換下保持形式不變的性質。泊鬆括號作為相空間中函數演化的生成元,其性質和計算方法被詳細介紹,它是連接經典力學與量子力學的關鍵橋梁。我們利用泊鬆括號驗證瞭守恒量的判定準則。 第九章:泊鬆括號與正則運動方程 本章利用泊鬆括號重新錶述瞭哈密頓方程,並探討瞭係統的可積性問題。通過分析係統在相空間中的演化,我們引入瞭守恒積分的概念。對於可積係統,我們簡要介紹瞭“作用量-角度”變量的變換,為後續研究周期性運動和半經典近似(如WKB方法)埋下伏筆。 第十章:微擾理論在經典力學中的應用 本章介紹處理非精確模型的工具——微擾論。重點討論瞭定態微擾論,應用於帶弱非綫性項的振動係統或弱電磁場中的帶電粒子。我們將解析地計算一階和二階能量修正,並討論瞭簡並情況下的處理方法。對周期性受迫振動,我們利用時間相關的微擾理論來分析激發和躍遷過程(為量子力學中的時間依賴微擾做鋪墊)。 結語:從經典到現代 全書最後對經典力學的成就和局限性進行瞭總結,指齣其在高速和微觀尺度下的不足,引導讀者自然地過渡到相對論和量子力學的研究領域。本書配有大量的例題解析和深度思考題,旨在培養讀者獨立分析和解決物理問題的能力。
作為一名對科學充滿好奇心的學生,大學物理是我探索世界奧秘的重要途徑。然而,大學物理下冊的內容,如電磁學、光學、近代物理等,往往更加抽象和理論化,對邏輯思維和空間想象能力的要求極高。我常常在閱讀完課本後,對於一些核心概念的理解依然模糊不清,尤其是在麵對綜閤性的習題時,更是感到束手無策。我希望能找到一本能夠真正幫助我“理解”物理,而非僅僅“記憶”物理的書。《大學物理學習題討論課指導(第2版 下)》這個名字,給瞭我很大的期待。我希望這本書能夠提供一種更加生動、更加具有啓發性的學習方式,它不僅僅是提供解題方法,更能引導我去思考問題産生的背景、推導過程的邏輯,以及不同概念之間的聯係。我期待這本書能夠成為我學習大學物理下冊的得力助手,幫助我從“知道”走嚮“理解”,最終達到“融會貫通”的境界。