《基礎(chǔ)物理》共24章，包括力學(xué)、相對(duì)論、振動(dòng)與波動(dòng)、流體、熱力學(xué)等內(nèi)容，其姊妹篇《基礎(chǔ)物理Ⅱ》（中譯本將于2018年出版）涉及電磁學(xué)、光學(xué)、量子力學(xué)等。在書(shū)中，R. Shankar，的物理學(xué)家和富于感染力的熱心教育家，簡(jiǎn)明扼要地講述了物理學(xué)的基本概念。這一工作為理工科專業(yè)的大學(xué)生，為積極學(xué)習(xí)物理先修課的高中生，為對(duì)科學(xué)進(jìn)展感興趣的讀者提供了理想的入門教材。本書(shū)可作為高等學(xué)校理工科專業(yè)學(xué)生的教材或參考書(shū)，也適用于的高中生及自學(xué)人員。
適讀人群：高校理工科專業(yè)師生高中生及物理教師
本書(shū)為“十三五”國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)——世界名校名家系列，是一部并不多見(jiàn)的在篇幅和體例上與國(guó)內(nèi)教材非常新近的世界知名教材！全書(shū)附網(wǎng)易公開(kāi)課全課程雙語(yǔ)字幕視頻，以及配套練習(xí)題、測(cè)試題和解答！
在我的職業(yè)生涯中，我發(fā)現(xiàn)教科書(shū)的篇幅幾乎已經(jīng)增大為原來(lái)的３倍，然而學(xué)生們的腦袋卻沒(méi)有按照這個(gè)比例增大。我和別處的同行們始終認(rèn)為必須要做一件事，這就是精選基礎(chǔ)內(nèi)容，形成從篇幅上來(lái)說(shuō)易讀的教材。我在耶魯大學(xué)講授“基礎(chǔ)物理”這門課程時(shí)，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)，本書(shū)具備這一特點(diǎn)。它包括牛頓力學(xué)、相對(duì)論、流體、波動(dòng)、振動(dòng)以及熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論，這些都是不能被刪減掉的。閱讀本書(shū)只需具備最基本的微分與積分概念，這些我還經(jīng)常會(huì)在講授中進(jìn)行復(fù)習(xí)。本書(shū)面向物理學(xué)、化學(xué)及工程專業(yè)的大學(xué)生，也適用于優(yōu)秀的高中生以及各行各業(yè)、各個(gè)年齡段的自學(xué)人員。
本書(shū)的章節(jié)或多或少地源于我的２４講課程，有些小的修改，不過(guò)延續(xù)著我的課堂風(fēng)格。我經(jīng)常會(huì)引入一些學(xué)生們問(wèn)過(guò)的問(wèn)題，或是給出學(xué)生們對(duì)一些問(wèn)題的答案，我相信這對(duì)讀者是有益的。書(shū)中采用了簡(jiǎn)單的插圖，用于表達(dá)要點(diǎn)，也不會(huì)增加書(shū)的價(jià)格。方程式均為精心編排，學(xué)起來(lái)比看視頻容易得多。配套的練習(xí)題和測(cè)試題，對(duì)于學(xué)習(xí)物理和確認(rèn)自己是否學(xué)好了物理是不可或缺的，連同其解答可以在耶魯大學(xué)網(wǎng)站（ｈｔｔｐ：／／ｏｙｃ．ｙａｌｅ．ｅｄｕ／ｐｈｙｓｉｃｓ）上找到，向所有人免費(fèi)開(kāi)放。也可以在線觀看我的講課，比如ＹｏｕＴｕｂｅ，ｉＴｕｎｅｓ（ｈｔｔｐｓ：／／ｉｔｕｎｅｓ．ａｐｐｌｅ．ｃｏｍ／ｕｓ／ｉｔｕｎｅｓｕ／ｐｈｙｓｉｃｓ－ｖｉｄｅｏ／ｉｄ３４１６５１８４８？ｍｔ＝１０），以及ＡｃａｄｅｍｉｃＥａｒｔｈ等。一本書(shū)連同耶魯網(wǎng)站上配備的相應(yīng)資料，可獨(dú)立地作為一門課程的或者是自學(xué)者的資源，當(dāng)然有些教師也將之作為授課的補(bǔ)充，以提供更多的習(xí)題和解題案例。
我想對(duì)在線觀看我課程的人說(shuō)：“你們已經(jīng)觀看了視頻，現(xiàn)在來(lái)讀一讀這本書(shū)吧！”擁有紙質(zhì)教材的好處是，即使在飛機(jī)起飛和降落時(shí)，你依然能夠閱讀。
我在講課時(shí)常提及我所著的《基礎(chǔ)數(shù)學(xué)訓(xùn)練》這本書(shū)，該書(shū)由斯普林格（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ）出版，受眾是那些希望掌握物理學(xué)中所必需的大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的人。
本書(shū)的問(wèn)世要感謝很多人。最開(kāi)始時(shí)，時(shí)任耶魯學(xué)院院長(zhǎng)、現(xiàn)任耶魯大學(xué)校長(zhǎng)的彼得·沙洛維（ＰｅｔｅｒＳａｌｏｖｅｙ）問(wèn)我是否介意在我物理２００二課程的教室內(nèi)放置攝像機(jī)，使這門課程成為第一批由惠留特基金會(huì)（ＨｅｗｌｅｔｔＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ）資助的耶魯公Ⅶ開(kāi)課。我的回答是：我還尚未遇到過(guò)不喜歡的攝像機(jī)。于是錄制開(kāi)始進(jìn)行了。這之后的關(guān)鍵人物是ＤｉａｎａＥ..Ｅ..Ｋｌｅｉｎｅｒ，Ｄｕｎｈａｍ教授，主講藝術(shù)與經(jīng)典史。她在許多方面鼓勵(lì)并指導(dǎo)我，而且力促我編寫(xiě)這本書(shū)。盡管最初并不情愿，但我很快就發(fā)現(xiàn)，在以這種新形式傳授我所最愛(ài)的學(xué)科時(shí)，自己充滿了享受。在耶魯大學(xué)出版社，ＪｏｅＣａｌａｍｉａ是我的朋友、智者以及向?qū)�，ＬｉｚＣａｓｅｙ進(jìn)行了專業(yè)的編輯，他不僅僅糾正了我文中的文法錯(cuò)誤（例如在一段很長(zhǎng)的句子中，以第一人稱過(guò)去時(shí)開(kāi)始卻以第三人稱將來(lái)時(shí)結(jié)束）、語(yǔ)法和標(biāo)點(diǎn)錯(cuò)誤（我隨意地加了不少標(biāo)點(diǎn)符號(hào)），還確保每個(gè)句子的含義都是清晰的。
還有兩位研究生ＢａｒｒｙＢｒａｄｌｙｎ和ＡｌｅｘｅｙＳｈｋａｒｉｎ以及兩位本科生ＱｉｗｅｉＣｌａｉｒｅＸｕｅ和ＤｅｎｎｉｓＭｏｕ對(duì)書(shū)稿進(jìn)行了校對(duì)。
我的家人，從我的妻子Ｕｍａ，到我孫輩的�。樱簦澹欤欤�，都一直以各種方式鼓勵(lì)著我。
值此本書(shū)付梓之際，謹(jǐn)向耶魯大學(xué)的同學(xué)們聊表謝忱。近４０年來(lái)，我每個(gè)星期都有那么兩三天就是為他們而從床上爬起來(lái)的。我感謝他們的友誼以及好奇心。
近年來(lái)的學(xué)生，經(jīng)常是非物理專業(yè)的，但是他們樂(lè)于接受我的觀點(diǎn)，即物理學(xué)是充滿魅力的學(xué)科。為了這個(gè)學(xué)科和我的學(xué)生，我這樣做著，從未感到疲倦。
�。�.Ｓｈａｎｋａｒ
R.Shankar，耶魯大學(xué)約翰·倫道夫·霍夫曼物理學(xué)教授，美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士，2009年美國(guó)物理學(xué)會(huì)利林菲爾德獎(jiǎng)得主，除本書(shū)外另著有《Principles of Quantum Mechanics》及《Basic Training in Mathematics》。Shankar教授主講的《基礎(chǔ)物理》因其幽默、詼諧的授課風(fēng)格和清晰并富有邏輯的講解受到全世界數(shù)百萬(wàn)師生的好評(píng)。
中文版序
譯者的話
前 言
第１ 章 力學(xué)的體系 １
�。�. １ 緒論以及有益的建議 １
�。�. ２ 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué) ２
�。�. ３ 平均量與瞬時(shí)量 ３
�。�. ４ 勻加速運(yùn)動(dòng) ５
�。�. ５ 例題 ７
�。�. ６ 運(yùn)用微積分推導(dǎo)ｖ２ ＝ｖ２０
＋２ａ（ｘ－ｘ０） ９
第２ 章 高維空間中的運(yùn)動(dòng) １１
２. １ 回顧 １１
２. ２ 二維空間中的矢量 １１
�。�. ３ 單位矢量 １４
�。�. ４ 坐標(biāo)軸的選擇與基矢 １５
２. ５ 位置矢量ｒ 的導(dǎo)數(shù) １８
�。�. ６ 在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用 ２０
２. ７ 拋體運(yùn)動(dòng) ２２
第３ 章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律Ⅰ ２６
�。�. １ 牛頓運(yùn)動(dòng)定律概述 ２６
３. ２ 牛頓第二定律 ２７
�。�. ３ 第二定律的兩個(gè)部分 ３０
３. ４ 牛頓第三定律 ３３
�。�. ５ 重量與失重 ３５
第４ 章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律Ⅱ ３８
４. １ 一道解過(guò)的例題 ３８
�。�. ２ 故事絕未就此結(jié)束 ４０
４. ３ 二維空間（ｄ ＝２） 中的運(yùn)動(dòng) ４０
�。�. ４ 靜摩擦力與動(dòng)摩擦力 ４１
�。�. ５ 斜面 ４２
�。�. ６ 連接體 ４５
４. ７ 圓周運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)圈 ４７
第５ 章 能量守恒定律 ５１
�。�. １ 能量概論 ５１
�。�. ２ 動(dòng)能定理與功率 ５２
�。�. ３ 能量守恒定律： Ｋ２＋Ｕ２ ＝Ｋ１＋Ｕ１ ５４
５. ４ 摩擦與動(dòng)能定理 ５７
第６ 章 二維空間（ｄ＝２） 的能量守恒 ５９
�。�. １ 微積分復(fù)習(xí) ５９
�。�. ２ 二維空間（ｄ ＝２） 的功 ６０
�。�. ３ 二維空間（ｄ ＝２） 的功與點(diǎn)積 ６２
６. ４ 保守力與非保守力 ６５
�。�. ５ 保守力 ６７
�。�. ６ 引力勢(shì)能的應(yīng)用 ６９
第７ 章 開(kāi)普勒問(wèn)題 ７２
７. １ 開(kāi)普勒定律 ７２
�。�. ２ 萬(wàn)有引力定律 ７４
�。�. ３ 軌道 ７７
�。�. ４ 遠(yuǎn)離地球條件下能量守恒定律的應(yīng)用 ８０
�。�. ５�。� 中的常數(shù) ８２
第８ 章 多粒子體系動(dòng)力學(xué) ８５
�。�. １ 兩體問(wèn)題 ８５
８. ２ 質(zhì)心 ８６
�。�. ３ 動(dòng)量守恒定律 ９２
８. ４ 火箭學(xué) ９６
�。�. ５ 彈性碰撞和非彈性碰撞 ９７
８. ６ 更高維度的散射 １００
第９ 章 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)Ⅰ １０３
�。�. １ 剛體簡(jiǎn)介 １０３
�。�. ２ 轉(zhuǎn)角 弧度 １０４
�。�. ３ 勻角加速轉(zhuǎn)動(dòng) １０５
�。�. ４ 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、動(dòng)量和能量 １０６
�。�. ５ 力矩與動(dòng)能定理 １１０
９. ６ 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 １１１
第１０ 章 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)Ⅱ １１４
Ⅹ
�。保�. １ 平行軸定理 １１４
１０. ２ 由Ｎ 個(gè)物體組成的一般系統(tǒng)的動(dòng)能 １１７
�。保�. ３ 同時(shí)做平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) １１８
�。保�. ４ 能量守恒 １１９
１０. ５ τ＝ｄＬ
ｄｔ 的動(dòng)力學(xué)應(yīng)用 １２０
�。保�. ６ 復(fù)雜轉(zhuǎn)動(dòng) １２１
�。保�. ７ 角動(dòng)量守恒 １２２
�。保�. ８ 花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的角動(dòng)量 １２３
第１１ 章 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)Ⅲ １２５
�。保�. １ 靜平衡 １２５
１１. ２ 蹺蹺板 １２５
�。保�. ３ 懸掛指示牌 １２７
１１. ４ 靠墻的梯子 １２８
�。保�. ５ 三維剛體動(dòng)力學(xué) １２９
�。保�. ６ 回轉(zhuǎn)儀 １３５
第１２ 章 狹義相對(duì)論Ⅰ： 洛倫茲變換 １３８
�。保�. １ 伽利略和牛頓的相對(duì)性 １３８
１２. ２ 伽利略相對(duì)性原理的證明 １４０
�。保�. ３ 愛(ài)因斯坦登場(chǎng) １４３
�。保�. ４ 假設(shè) １４４
�。保�. ５ 洛倫茲變換 １４５
第１３ 章 狹義相對(duì)論Ⅱ： 一些推論 １４９
１３. １ 洛倫茲變換總結(jié) １４９
�。保�. ２ 速度變換定律 １５１
１３. ３ 同時(shí)的相對(duì)性 １５３
�。保�. ４ 時(shí)間膨脹 １５４
１３. ４. １ 雙生子佯謬 １５７
�。保�. ４. ２ 長(zhǎng)度收縮 １５７
�。保�. ５ 更多佯謬 １５９
１３. ５. １ 太長(zhǎng)了無(wú)法下落 １５９
�。保�. ５. ２ 飛行的μ 介子 １６２
第１４ 章 狹義相對(duì)論Ⅲ： 過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái) １６３
�。保�. １ 相對(duì)論中的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái) １６３
�。保�. ２ 時(shí)空幾何 １６６
１４. ３ 迅度 １６８
Ⅺ
�。保�. ４ 四維矢量 １７１
１４. ５ 原時(shí) １７１
第１５ 章 四維動(dòng)量 １７３
�。保�. １ 相對(duì)論散射 １７８
�。保�. １. １ 康普頓效應(yīng) １７９
１５. １. ２ 對(duì)生 １８０
�。保�. １. ３ 光子吸收 １８１
第１６ 章 數(shù)學(xué)方法 １８４
�。保�. １ 函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù) １８４
�。保�. ２ 關(guān)于泰勒級(jí)數(shù)的舉例說(shuō)明 １８８
�。保�. ３ 一些常用函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù) １８９
�。保�. ４ 三角函數(shù)和指數(shù)函數(shù) １９１
�。保�. ５ 復(fù)數(shù)的性質(zhì) １９２
１６. ６ 復(fù)數(shù)的極坐標(biāo)表示 １９５
第１７ 章 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) １９７
�。保�. １ 更多振動(dòng)的例子 ２００
１７. ２ 解的疊加 ２０２
�。保�. ３ 簡(jiǎn)諧振子解的條件 ２０５
１７. ４ 用指數(shù)函數(shù)作為通解 ２０６
�。保�. ５ 阻尼振動(dòng)： 分類 ２０７
�。保�. ５. １ 過(guò)阻尼振動(dòng) ２０７
�。保�. ５. ２ 欠阻尼振動(dòng) ２０
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