简明大学物理

前言

第1篇 力学

第1章 质点运动学

1.1 质点运动的描述

1.1.1 参考系、坐标系

1.1.2 质点、质点系

1.1.3 质点运动的矢量描述

1.2 常用坐标系的选用

1.2.1 直角坐标系、抛体运动

1.2.2 自然坐标系、切向加速度和法向加速度

1.3 相对运动

本章提要

思考题1

习题1

第2章 经典力学的守恒定律

2.1 牛顿运动定律和惯性系

2.1.1 牛顿运动定律的表述及其应用

2.1.2 惯性系与非惯性系

2.1.3 平动加速参考系中的惯性力

2.1.4 匀速转动参考系中的惯性离心力

2.2 动量定理和动量守恒定律

2.2.1 冲量和质点的动量定理

2.2.2 质点系动量定理

2.2.3 动量守恒定律

2.2.4 火箭飞行

2.2.5 质心及质心运动定理

2.3 动能定理和机械能守恒定律

2.3.1 功和质点的动能定理

2.3.2 保守力、非保守力和势能

2.3.3 势能曲线及应用

2.3.4 质点系的动能定理和功能原理

2.3.5 机械能守恒定律与能量守恒定律

2.3.6 两体碰撞

2.4 角动量和角动量守恒定律

2.4.1 质点的角动量

2.4.2 力矩和质点的角动量定理

2.4.3 质点角动量守恒定律

2.4.4 质点系的角动量定理

2.4.5 质心系的角动量定理

2.5 对称性和守恒定律

2.5.1 什么是对称性？

2.5.2 物理定律的对称性

2.5.3 时空对称性和动量、角动量和能量守恒定律

本章提要

思考题2

习题2

第3章 刚体力学

3.1 刚体运动学

3.1.1 刚体及研究方法

3.1.2 刚体的平动和定轴转动

3.1.3 描述刚体转动的物理量

3.1.4 匀变速转动公式

3.1.5 角量和线量的关系

3.2 刚体动力学

3.2.1 刚体绕定轴转动时对转轴的角动量

3.2.2 转动惯量

3.2.3 刚体定轴转动的转动定理

3.2.4 刚体定轴转动的角动量定理

3.2.5 刚体定轴转动的动能定理

3.2.6 刚体的进动和回转效应

本章提要

思考题3

习题3

第4章 狭义相对论

4.1 狭义相对论产生的背景

4.1.1 力学的相对性原理

4.1.2 伽利略变换

4.1.3 经典力学的绝对时空观

4.1.4 经典力学的局限性

4.2 狭义相对论的基本原理与洛伦兹变换式

4.2.1 狭义相对论的基本假设

4.2.2 洛伦兹变换

4.2.3 相对论速度变换式

4.3 狭义相对论的时空观

4.3.1 同时性的相对性

4.3.2 时间间隔的相对性

4.3.3 长度的相对性

4.4 狭义相对论动力学基础

4.4.1 质量和动量

4.4.2 力和速率

4.4.3 功和动能

4.4.4 静能、总能和质能关系

4.4.5 能量和动量

本章提要

思考题4

习题4

第2篇 热学基础

第5章 热学的预备知识

5.1 热力学系统的状态和过程

5.1.1 热力学系统

5.1.2 热力学状态

5.1.3 热力学过程

5.2 温度

5.2.1 热力学第零定律

5.2.2 温度计和温标

5.3 分子热运动与分子力

5.3.1 通常的物质是由大量分子（或原子）组成的

5.3.2 分子热运动

5.3.3 分子力

5.4 状态参量和物态方程

5.4.1 状态参量，物态方程

5.4.2 气体的实验定律，理想气体

5.4.3 理想气体状态方程

5.4.4 范德瓦尔斯方程

5.5 统计规律的基本概念

5.5.1 事件

5.5.2 概率

5.5.3 统计平均和统计规律

第6章 平衡态的统计规律

6.1 理想气体的压强和温度

6.1.1 理想气体的微观模型和统计假设

6.1.2 理想气体的压强公式

6.1.3 理想气体的温度公式

6.2 麦克斯韦速率分布律

6.2.1 速率分布律

6.2.2 速率分布函数

6.2.3 麦克斯韦速率分布律

6.2.4 三种速率

6.3 玻尔兹曼分布律

6.3.1 玻尔兹曼分布律

6.3.2 重力场中粒子按高度的分布

6.4 能量均分定理

6.4.1 自由度

6.4.2 能量均分定理

6.4.3 理想气体的内能

6.5 分子碰撞频率的统计规律

6.5.1 平均碰撞频率

6.5.2 平均自由程

本章提要

思考题6

习题6

第7章 热力学第一定律

7.1 热力学第一定律

7.1.1 内能、功和热量

7.1.2 热力学第一定律

7.2 理想气体的等值过程

7.2.1 等容过程

7.2.2 等压过程

7.2.3 等温过程

7.3 理想气体的绝热过程和多方过程

7.3.1 绝热过程

7.3.2 多方过程

7.4 循环过程和卡诺循环

7.4.1 循环过程

7.4.2 热机和效率

7.4.3 制冷机及制冷系数

7.4.4 卡诺循环

本章提要

思考题7

习题7

第8章 热力学第二定律

8.1 热力学第二定律的表述

8.1.1 可逆过程与不可逆过程

8.1.2 热力学第二定律的表述

8.2 卡诺定理

8.2.1 卡诺定理的内容

8.2.2 卡诺定理的证明

8.2.3 热力学温标

8.3 熵和熵增加原理

8.3.1 克劳修斯等式

8.3.2 熵

8.3.3 熵增加原理

8.3.4 温熵图

8.4 热力学第二定律的统计意义

8.4.1 理想气体自由膨胀不可逆性的统计意义

8.4.2 热力学概率和玻尔兹曼熵公式

8.4.3 热力学第二定律的适用范围

本章提要

思考题8

第3篇 电磁学

第9章 真空中的静电场

9.1 静电的基本现象

9.1.1 电荷和电荷守恒定律

9.1.2 库仑定律

9.2 静电场的描述

9.2.1 电场和电场强度

9.2.2 场强叠加原理

9.3 真空中静电场的高斯定理

9.3.1 电场线与电通量

9.3.2 静电场的高斯定理及应用

9.4 静电场环路定理和电势

9.4.1 静电场的环路定理

9.4.2 电势差和电势

9.4.3 电势叠加原理

9.4.4 电场强度与电势梯度的关系

本章提要

思考题9

习题9

第10章 有导体和电介质时的静电场

10.1 有导体存在时的静电场

10.1.1 导体的静电平衡

10.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布

10.1.3 静电现象的应用

10.2 电容和电容器

10.2.1 孤立导体的电容

10.2.2 电容器及其电容

10.2.3 电容器的串并联

10.3 有电介质时的静电场

10.3.1 电介质及其极化机制

10.3.2 电介质的极化规律

10.3.3 有介质时的高斯定理电位移

10.3.4 电介质在电容器中的作用

10.4 静电场的能量

10.4.1 带电体系的静电能

10.4.2 电场的能量和能量密度

本章提要

思考题10

习题10

附录 课程内容的学时分配建议

按照一般工科本科院校学生的实际情况，在改革旧的工科大学物理教材的体系和内容方面进行了大胆的探索。《简明大学物理（上册）》仍基本保持传统模式，适当更新了教学体系和内容，深度和广度较适当，同时吸取了近年来国内出版的面向21世纪课程教材的一些先进的思想和出色的方法，力求做到“经典物理现代化，物理前沿普物化”，特别便于一般工科本科院校的学生自学和教学，具有可教性和可学性的双重特色。
　　全书分上、下两册，共4篇内容。第1篇力学；第2篇热学基础；第3篇电磁学；第4篇波动光学、近代物理。全书教学参考学时数为120学时左右，适用于一般工科本科院校。
　　《简明大学物理（上册）》可作为高等工科院校各专业和理科非物理学专业的大学物理课程的教科书，也可供其他专业选用和大学物理教师教学参考。

21世纪大学物理教材一方面要在新内容、高起点、技术应用等方面有较大突破；另一方面也应具有易教易学的特点。一般工科本科院校的大学物理教学如何面向21世纪，教材又如何适应新世纪教学改革的需要？这些问题一直是我们教学研究和探讨的主题。《简明大学物理（上册）》仍基本保持传统模式，适当更新了教学体系，内容简单明了，深度和广度较适当，同时吸取了近年来国内出版的面向21世纪课程教材的一些先进的思想和出色的方法，力求做到“经典物理现代化，物理前沿普物化，”便于学生自学和教师教学。