本書根據(jù)教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會于2010年頒布的《理工科類大學物理課程教學基本要求》編寫而成，在吸收了國內(nèi)外同類教材優(yōu)點的基礎上，融入了作者多年教學所積累的寶貴經(jīng)驗，不僅注重知識點的深化，而且注重知識面的擴展。
本書分5個部分，分別是力學、熱學、電磁學、光學和天體物理與宇宙學簡介，共17章。
本書適用于普通高等學校非物理學專業(yè)的學生，也可供普通高等學校教師和相關人員參考。
前言
力學
第1章質點的運動2
1.1質點參考系坐標系2
1.1.1質點2
1.1.2參考系3
1.1.3坐標系4
1.2描述質點運動的物理量5
1.2.1時間與時刻5
1.2.2位置矢量5
1.2.3位移和路程6
1.2.4速度和速率7
1.2.5加速度8
1.3直線運動11
1.3.1勻速直線運動11
1.3.2勻變速直線運動11
1.4斜拋運動12
1.4.1運動的疊加性12
1.4.2斜拋運動的定義13
1.5圓周運動15
1.5.1圓周運動的角速度和角加速度15
1.5.2圓周運動的速度15
1.5.3勻速圓周運動15
1.5.4變速圓周運動16
本章小結17
習題18
習題參考答案21
第2章牛頓運動定律23
2.1牛頓三大運動定律24
2.1.1牛頓第一定律（慣性定律）24
2.1.2牛頓第二定律25
2.1.3牛頓第三定律26
2.2力學中常見的幾種力27
2.2.1萬有引力27
2.2.2彈力28
2.2.3摩擦力28
2.3牛頓定律的應用30
2.4*力學相對性原理非慣性系和
慣性力32
2.4.1慣性參考系32
2.4.2力學相對性原理32
2.4.3伽利略變換32
2.4.4非慣性系和慣性力33
本章小結35
習題36
習題參考答案39
第3章功和能41
3.1功和功率41
3.1.1功41
3.1.2功率42
3.2動能和動能定理44
3.2.1動能44
3.2.2動能定理44
3.3勢能46
3.3.1引力勢能46
3.3.2重力勢能47
3.3.3彈性勢能47
3.3.4保守力48
3.4機械能守恒定律能量守恒定律49
3.4.1質點系的功能原理49
3.4.2機械能守恒定律50
3.4.3能量守恒定律51
本章小結53
習題54
習題參考答案58
第4章動量動量定理60
4.1沖量動量和動量定理60
4.1.1沖量60
4.1.2動量和動量定理60
4.2質點系的動量定理和動量守恒定律63
4.2.1質點系的動量定理63
4.2.2動量守恒定律64
4.3碰撞66
4.3.1碰撞現(xiàn)象66
4.3.2對心碰撞67
4.3.3完全彈性碰撞67
4.3.4完全非彈性碰撞68
4.3.5非彈性碰撞68
本章小結70
習題71
習題參考答案74
第5章剛體的定軸轉動75
5.1剛體運動的描述75
5.1.1剛體的平動76
5.1.2剛體的定軸轉動及其特征量76
5.2力矩79
5.2.1力矩的概念79
5.2.2力矩做的功80
5.3剛體定軸轉動的動能、轉動慣量和
動能定理81
5.3.1剛體的轉動動能81
5.3.2剛體的轉動慣量81
5.3.3剛體轉動的動能定理84
5.3.4轉動定律85
5.4定軸轉動剛體的角動量守恒定律86
5.4.1角動量L86
5.4.2剛體對轉軸的角動量86
5.4.3剛體對轉軸的角動量定理87
5.4.4剛體對轉軸的角動量守恒定律87
本章小結89
習題90
習題參考答案92熱學
第6章熱學的幾個基本概念94
6.1宏觀描述方法與微觀描述方法94
6.1.1熱學的研究對象及其特點94
6.1.2宏觀描述方法與微觀描述方法的
概念94
6.2熱力學系統(tǒng)的平衡態(tài)95
6.2.1熱力學系統(tǒng)95
6.2.2熱力學平衡96
6.3狀態(tài)參量與物態(tài)方程96
6.3.1熱力學系統(tǒng)狀態(tài)參量96
6.3.2物態(tài)方程96
本章小結97
第7章氣體分子動理論98
7.1概率論基礎98
7.1.1概率的表達式98
7.1.2等概率性99
7.1.3概率事件的運算法則99
7.1.4平均值及其運算法則99
7.1.5均方偏差100
7.2速度空間和麥克斯韋速度分布100
7.2.1速度空間100
7.2.2麥克斯韋速度分布101
7.3麥克斯韋速率分布101
7.3.1從麥克斯韋速度分布導出速率
分布101
7.3.2理想氣體分子的平均速率
方均根速率最概然速率102
7.4自由度能量均分定理103
7.4.1自由度與自由度數(shù)103
7.4.2能量均分定理104
7.5氣體分子的平均碰撞頻率和平均
自由程104
7.5.1氣體分子間的平均碰撞頻率104
7.5.2氣體分子的平均自由程105
7.6氣體的輸運現(xiàn)象106
7.6.1黏性現(xiàn)象的基本規(guī)律106
7.6.2擴散現(xiàn)象的基本規(guī)律107
7.6.3熱傳導現(xiàn)象的基本規(guī)律108
本章小結109
習題109
習題參考答案111
第8章熱力學基本定律與熵113
8.1熱力學第一定律113
8.1.1準靜態(tài)過程113
8.1.2功熱量內(nèi)能114
8.1.3熱力學第一定律的內(nèi)涵115
8.2熱力學第一定律的應用117
8.2.1熱容與焓117
8.2.2熱力學第一定律的具體應用118
8.3卡諾循環(huán)121
8.3.1可逆與不可逆過程121
8.3.2熱機和制冷機122
8.3.3卡諾循環(huán)123
8.4熱力學第二定律123
8.4.1熱力學第二定律的兩種表述123
8.4.2兩種表述的等效性124
8.5卡諾定理125
8.6熵與熵增加原理125
8.6.1克勞修斯等式125
8.6.2熵和熵的計算126
8.6.3熵增加原理128
本章小結128
習題129
習題參考答案132電磁學
第9章靜電場136
9.1庫侖定律136
9.1.1電荷136
9.1.2電荷的量子性137
9.1.3電荷守恒定律137
9.1.4庫侖定律的內(nèi)涵137
9.2電場電場強度139
9.2.1電場強度139
9.2.2電場強度的計算139
9.2.3電場線141
9.3電勢142
9.3.1電場力做功142
9.3.2靜電場的環(huán)路定理143
9.3.3電勢能電勢和電勢差143
9.3.4電勢的計算144
9.3.5等勢面146
9.4高斯定理147
9.4.1電場強度通量147
9.4.2高斯定理的內(nèi)容148
9.4.3高斯定理的應用149
9.5靜電場中的金屬導體150
9.5.1金屬導體的靜電平衡150
9.5.2導體殼和靜電屏蔽151
9.6靜電場中的電介質151
9.6.1電介質對電場的影響151
9.6.2電介質的極化152
9.6.3極化強度矢量153
9.6.4電位移矢量有電介質時的高斯
定理153
9.7電容器154
9.7.1電容器電容的計算155
9.7.2電容器的串聯(lián)和并聯(lián)156
9.7.3電容器的儲能156
本章小結157
習題158
習題參考答案162
第10章恒定電路164
10.1電流電流密度164
10.1.1電流164
10.1.2電流密度165
10.1.3電流的連續(xù)性方程165
10.2電源電動勢166
10.2.1電源166
10.2.2電動勢166
10.3恒定電路的計算167
10.3.1電阻的串聯(lián)和并聯(lián)167
10.3.2閉合電路的歐姆定律167
10.3.3一段含源電路的歐姆定律168
10.3.4平衡電橋169
10.4基爾霍夫定律169
10.4.1基爾霍夫第一定律170
10.4.2基爾霍夫第二定律170
本章小結171
習題172
習題參考答案174
第11章穩(wěn)恒磁場175
11.1磁場175
11.1.1磁場的概念175
11.1.2磁感應強度176
11.1.3畢奧薩伐爾定律176
11.2磁場對載流導線的作用178
11.2.1安培定律178
11.2.2磁場對平面載流線圈的作用178
11.3磁場對運動電荷的作用179
11.3.1洛倫茲力179
11.3.2帶電粒子在勻強磁場中的
運動180
11.3.3霍爾效應181
11.4磁場的高斯定理安培環(huán)路定理181
11.4.1磁場的高斯定理181
11.4.2安培環(huán)路定理182
11.5磁介質184
11.5.1磁介質的磁化184
11.5.2磁化強度185
11.5.3有磁介質時的安培環(huán)路定理186
本章小結187
習題188
習題參考答案190光學
第12章幾何光學和光學儀器194
12.1幾何光學的基本定律費馬原理194
12.1.1幾何光學的基本定律194
12.1.2費馬原理195
12.2光在平面上的反射和折射196
12.2.1單心光束實像和虛像196
12.2.2光在平面上的反射和折射197
12.3光在球面上的反射和折射200
12.3.1光在球面上的反射200
12.3.2光在球面上的折射202
12.4透鏡205
12.4.1光在連續(xù)幾個球面上的折射205
12.4.2透鏡的原理205
12.5顯微鏡望遠鏡208
12.5.1光學儀器的放大本領208
12.5.2顯微鏡的放大本領208
12.5.3望遠鏡的放大本領209
本章小結210
習題211
習題參考答案214
第13章光的干涉和衍射217
13.1光源光的相干性217
13.1.1光的電磁理論217
13.1.2光的獨立性疊加性和
相干性218
13.2光程光程差220
13.3分波面干涉221
13.3.1楊氏雙縫實驗221
13.3.2菲涅耳雙面鏡實驗222
13.3.3勞埃德鏡實驗和半波損失223
13.4光的衍射現(xiàn)象惠更斯菲涅耳
原理223
13.4.1光的衍射223
13.4.2惠更斯菲涅耳原理224
13.5夫瑯禾費單縫和圓孔衍射224
13.5.1夫瑯禾費單縫衍射224
13.5.2夫瑯禾費圓孔衍射226
13.6平面衍射光柵227
13.7光學儀器的分辨本領229
本章小結230
習題231
習題參考答案234天體物理與宇宙學簡介
第14章天體的層次和天文觀測
工具238
14.1宇宙中天體的層次239
14.1.1天體和天體的層次239
14.1.2太陽和太陽系239
14.1.3恒星世界240
14.1.4銀河系240
14.1.5河外星系241
14.1.6星系群星系團超星系團241
14.2天文觀測工具242
14.2.1人類獲得天體信息的主要
渠道242
14.2.2天文望遠鏡243
本章小結248
習題248
習題參考答案249
第15章太陽與太陽系251
15.1太陽251
15.1.1太陽的基本特征251
15.1.2太陽的結構252
15.2太陽系254
15.2.1水星254
15.2.2金星254
15.2.3地球255
15.2.4火星257
15.2.5木星258
15.2.6土星259
15.2.7天王星259
15.2.8海王星259
本章小結260
習題261
習題參考答案262
第16章恒星及其演化263
16.1恒星基本物理量的測量263
16.1.1恒星的距離263
16.1.2恒星的光度和星等264
16.1.3恒星的光譜266
16.1.4恒星的大小267
16.1.5恒星的質量267
16.2恒星的形成和演化268
16.2.1恒星的形成269
16.2.2恒星主序后的演化270
16.3致密天體271
16.3.1白矮星272
16.3.2中子星273
16.3.3黑洞274
本章小結276
習題276
習題參考答案278
第17章宇宙學簡介279
17.1人類對宇宙的探索歷程279
17.2現(xiàn)代標準大爆炸宇宙學280
17.3大爆炸宇宙學的觀測證據(jù)282
17.4暗物質和暗能量283
本章小結285
習題285
習題參考答案286
參考文獻287
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