本书是在新工科建设背景下,依据教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2023年版),结合普通高等学校工科类专业大学物理课程教学实际情况编写而成的。
全书分上、下册,上册包括力学篇(牛顿力学和相对论基础)和电磁学篇,下册包括振动和波动篇(振动与波动和波动光学)、热学篇和量子物理基础篇。针对工科学生在物理模型的建立和数学计算在物理学中应用的难点问题,本书按照利用物理原理分析和解决工程实际问题的基本思路进行编写。每篇有引论,通过主题存在的现象和应用举例,引入主题,突出主题的普遍性、工科的基础性,强调对主题特性的认识。章节内容的基本思路为“提炼研究对象—建立物理模型—引入物理概念—阐述物理原理—数学描述及应用”,在每一章的最后都引入一个工程应用案例。每章开篇都引入思考题,帮助学生在自主学习过程中把握知识脉络和主要内容;在章节中的关键点,引入讨论题,促进学生对重点难点的关注和理解;课后习题分为对基本概念和物理原理理解的简答题、物理模型的计算题、工程实际应用背景问题的综合计算分析题。此外,每篇都附有与现代科技和工程实际应用相关的阅读材料供学生选读,这有利于开阔学生的视野,激发学生学习的积极性,提高学生的科学素质,并培养其创新精神。
本书可作为普通高等学校工科类专业大学物理课程的教材,也可作为其他高等学校教师教学或学生自学的参考书。
- 第三篇 振动和波动篇
- 第十章 简谐振动
- 思考题
- 第一节 简谐振动的理想模型
- 第二节 简谐振动的描述
- 第三节 简谐振动的合成及应用
- 第四节 工程案例:舰船的振动与航行安全
- 习题
- 第十一章 波动
- 思考题
- 第一节 机械波的基本认识
- 第二节 平面简谐波和波的能量
- 第三节 波的基本特性及其应用
- 第四节 工程案例:干涉消声技术的应用
- 习题
- 第十二章 波动光学
- 思考题
- 第一节 光的电磁波本质 波动光学研究对象
- 第二节 光的相干性
- 第三节 光程 光程差
- 第四节 用分波面法获取相干光
- 第五节 用分振幅法获取相干光(薄膜干涉)
- 第六节 光的衍射
- 第七节 光栅衍射
- 第八节 光的偏振
- 习题
- 第四篇 热学篇
- 第十三章 气体动理论
- 思考题
- 第一节 气体动理论研究对象
- 第二节 几个常见宏观热学物理量的微观解释
- 第三节 麦克斯韦速率分布
- 第四节 玻耳兹曼分布律
- 第五节 分子的平均碰撞频率及自由程
- 习题
- 第十四章 热力学基础
- 思考题
- 第一节 热力学研究对象
- 第二节 热力学第一定律
- 第三节 热力学第一定律的应用
- 第四节 热力学第二定律 卡诺定理
- 第五节 工程案例:喷气发动机燃料的选择和奥托循环
- 习题
- 第五篇 量子物理基础篇
- 第十五章 量子思想启蒙
- 思考题
- 第一节 黑体辐射
- 第二节 光电效应和光的量子性
- 第三节 康普顿散射
- 第四节 玻尔氢原子理论
- 习题
- 第十六章 量子力学基础
- 思考题
- 第一节 微观粒子的波粒二象性
- 第二节 不确定关系
- 第三节 波函数及其统计解释
- 第四节 薛定谔方程
- 第五节 一维定态问题
- 第六节 氢原子和多电子原子问题
- 第七节 工程案例:隧道效应的应用
- 习题
- 参考文献