物理学概论

概述篇

第0章概述物理学

0.1物理学和物质世界

0.1.1物质世界

0.1.2关于两个前沿的基本理论

0.1.3物理学使人们深刻认识物质世界

0.2物理学与科学思维

0.2.1物理学的研究方法

0.2.2物理学家的科学态度

0.3物理学与其他的学科发展

0.3.1物理学为其他学科创立原理和技术

0.3.2物理学为一切学科提供了基本的实验手段和基本研究方法

0.3.3物理知识是促进各学科发展的重要基础知识

0.4物理学中的基本研究思路

0.4.1物理学的分支

0.4.2物理学研究问题的共同思路

力学篇

第1章牛顿运动定律

1.1理想模型自由度

1.1.1质点刚体

1.1.2机械运动的基本形式自由度

1.2质点运动的描述

1.2.1描述质点运动的物理量

1.2.2运动的坐标表述

1.3质点运动学问题举例

1.3.1直线运动

1.3.2抛体运动

1.3.3圆周运动

1.4牛顿运动定律

1.4.1牛顿运动定律

1.4.2牛顿运动定律与惯性参考系

1.5牛顿运动定律的应用举例

1.6非惯性系中的惯性力

1.6.1加速平动参考系中的惯性力

1.6.2均匀转动参考系中的惯性力——惯性离心力、科里奥利力

1.6.3地球因公转、自转引起的力学现象

习题

教学参考1-1矢量的基本运算和单位矢量的变化率

教学参考1-2常见力

教学参考1-3科里奥利力

第2章运动与时空

2.1相对性原理和变换

2.1.1力学相对性原理和伽利略变换

2.1.2狭义相对论的基本原理

2.1.3爱因斯坦一洛伦兹变换

2.2狭义相对论的运动学效应

2.2.1时间膨胀（运动时钟变慢）

2.2.2长度缩短（运动尺度收缩）

2.2.3时空不变量

2.3相对论速度变换

2.4狭义相对论质量和动量

2.4.1相对论性质量和动量

2.4.2狭义相对论运动方程

2.4.3相对论性动能和能量

2.4.4相对论动量能量关系

2.5广义相对论简介

2.5.1等效原理

2.5.2广义相对性原理

2.5.3史瓦西场中固有时与真实距离

2.5.4史瓦西半径和黑洞

2.5.5广义相对论的可观测效应

习题

教学参考2-1洛伦兹变换的导出

第3章对称性与守恒定律

3.1动量定理和动量守恒定律

3.1.1质点的动量定理

3.1.2质点系的动量定理

3.1.3动量守恒定律

3.2角动量定理和角动量守恒定律

3.2.1质点对定点的角动量

3.2.2质点的角动量定理和质点的角动量守恒

3.2.3质点系的角动量定理和角动量守恒定律

3.3动能定理和机械能守恒定律

3.3.1功和功率

3.3.2质点的动能定理

3.3.3质点系的动能定理

3.3.4一对内力的功

3.3.5保守力

3.3.6势能

3.3.7机械能守恒定律

3.4对称性与守恒定律

3.4.1对称性和对称操作（变换）

3.4.2对称性和因果律——对称性原理

3.4.3对称性与守恒定律

3.5质心和质心运动定理

3.5.1质心

3.5.2质心的速度

3.5.3质心运动定理

3.6质心参考系

3.6.1质心参考系

3.6.2质心系中的动力学规律

3.7刚体的定轴转动

3.7.1刚体的定轴转动

3.7.2定轴转动的基本方程

3.7.3转动惯量及其计算

3.7.4转动动能和力矩的功

3.7.5刚体定轴转动的角动量守恒

3.8牛顿力学的内在随机性

习题

教学参考3-1定轴转动定律和力矩的功

教学参考3-2旋进

波动篇

第4章振动

第5章波动

电磁篇

第6章恒定电厂和恒定磁场

第7章电磁场的统一性和相对性

统计量子篇

第8章热学基础概念

第9章量子物理基础

第10章耗散结构和社会科学

附录

作者在多年的教学试点和文科类教学的实践基础上编写了本教材。作者认为，不论授课对象是何专业的学生，教材都必须展示物理学的体系和内容，即物理学揭示的物质世界的基本规律、分析问题的基本思路、解决问题的基本方法，必须使学生体会物理学的全貌和体系。物理课必须诠释物理，只不过授课对象不同，教学要求不同而已。本书按运动形式分类安排内容，包括概述篇、力学篇、波动篇、电磁篇和统计量子篇5篇共10章。 由于本教材包括了大学物理中的基本内容，故也可作为非物理类的其他学科的物理教材或参考书，也可供教师参考。

本教材具有以下特点：第一，结构紧凑，用较少的篇幅展示了物理学的核心内容。第二．针对文科类学生的基础和专业需要，在习题的选取上以基本概念题目为主，辅以少许灵活应用的题目；并推荐一些课外读物，以扩大学生的视野，同时也可检验文科学生阅读科技书籍的能力。第三，本教材在耗散结构的基础上，提出若以耗散结构为基本物理模型，可以将西方文明和东方文化结合起来．这可能是实现自然科学和人文科学的统一的极好途径。这一章是郭继华教授近10年的研究结果，首次引入物理教材，以期逐渐发展和完善。