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物理学(下)
作者:
杨晓峰 许丽萍
定价:
36 元
页数:
317页
ISBN:
978-7-309-09411-4/O.506
字数:
356千字
开本:
16 开
装帧:
平装
出版日期:
2013年1月       
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内容提要


       本教材是以全日制普通高等院校大学物理课程的教学为目的而编写的.全书共21章,分上下两册,覆盖了普通物理学中的力学、热学、电磁学、光学和近代物理五大部分.上册主要内容为力学的物理基础、机械振动与机械波、气体分子运动理论、热力学、静电场和静电场中的导体与介质;下册主要内容为稳恒电流、稳恒磁场、电磁感应、磁介质、电磁波、光的干涉、光的衍射和光的偏振、狭义相对论、光的量子性和量子物理基础.
       本书可作为高等学校理工科非物理类专业的教材,也可用作函授院校、高等职业技术学院的教材或教学参考书.

作者简介


       杨晓峰,男,67年6月生,教授,博士,硕士生导师,中北大学物理系主任,山西物理学会理事。兰州大学物理系本科(1988),北京大学物理系硕士(理论物理学,1994),中科院山西煤炭化学研究所博士(物理化学,2009),2006年在美国Colorado State University高级访问学者。
       主持省自然基金两项,参研国家自然基金重点项目、国防973重大基础研究多项。获山西省教学成果一等奖和二等奖各一项。在J. Phys. Chem B, J. Appl. Phys., Appl. Phys. Lett., 《物理化学学报》、《半导体学报》等杂志上发表论文22篇。
       参编专著《催化反应动力学》化学工业出版社,北京,2007.1
      

书摘


       物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用和转化规律的学科,是其他自然科学和工程技术的基础。以物理学为主要内容的大学物理课程是高等学校理、工、农、医等专业学生的一门重要基础课,它所阐述的物理学基本概念、基本规律和研究的基本方法不仅是学生学习后续专业课程的基础,而且也是培养和提高学生综合素质和科技创新能力的重要内容.
       物理学的研究范畴几乎无所不包.从空间尺度上看,远到宇宙深处,近在咫尺之间,大到广袤苍穹,小到分子原子;从时间上看,长的可溯源整个宇宙的历史,短的只有10-24秒左右(不稳定粒子的寿命).
       物理学最初是从对力学运动规律的研究中发展起来的.17世纪,开普勒、伽利略和牛顿通过自然中上下相关的许多单个过程,对其进行实验的定量研究,从而建立了自然科学的研究方法,这种方法最终使得他们能用数学术语来系统地阐述物理学的基本规律,并能理解诸如自由落体、行星运动和钟摆摆动等运动过程.沿着这种思维范式,从18世纪到19世纪后半叶,库伦、伏特、安培、法拉第、麦克斯韦对电磁现象进行不懈的研究,成功揭示电、磁现象的本质和电与磁的联系,形成了电磁学.在对热现象本质的探索和提升热机效率的努力中,焦耳、卡诺、克劳修斯、波尔兹曼等人发展形成了热学的两条核心定律和分子运动的微观解释.到19世纪末,物理学成为一个完整的体系,称为经典物理学(ClassicalPhysics).20世纪初的30年里,物理学经历了伟大的革命,相对论和量子力学诞生,从此产生了近代物理学(ModernPhysics).
       物理学不但是研究其他自然学科必不可少的基础,而且和现代人类生活紧密联系.没有哪一门学科像物理学这样极大地推动着人类文明的进步.手机、电视的使用要归功于1888年赫兹的电磁波产生和接收实验;计算机最基本的逻辑单元可追溯到1947年物理学家巴丁等人发明的半导体三极管.空调和冰箱则是热学研究最直接的产品.医疗诊断技术,从传统的X射线成像到B超、核磁、CT,无不是从物理实验室走出来的技术.激光和光纤的应用更是构筑人类高度依赖的数字化生活和英特网时代的基石.这种例子我们可以一直列举下去,很难想象,我们身边的哪一件物品和物理学的发展无关.
       物理学也是最能反映人类杰出智慧的领域,没有哪一个学科像物理学那样人才辈出.伽利略、牛顿、麦克斯韦、波尔兹曼、爱因斯坦、居里夫人等是我们从小学就顶礼膜拜的偶像.他们那闪耀着智慧光芒的理论与发现,以及极具人格魅力的轶闻趣事,我们打小就耳熟能详.在人类历史文明的星空中,最具独特耀眼光芒的当数这些物理学家.
       当前在市场经济大潮冲击下,物理学学科和物理教育面临新的挑战.本书编者有强烈的愿望,希望物理教育回归它的本来面目,并展示它应有的价值,体现物理学“好学,有趣,有用”.本书编者都是20年以上教龄的高校物理教师,他们长期教学形成的讲义各有特点,希望本书的编写能把它们整合起来.同时,考虑科研对物理基础知识的要求,本书吸纳了国外优秀物理学教材和现今国内教材好的讲法.
       本教材编写的特点以及致力于解决的问题如下.
       1. 加大对日常生活中物理现象的讨论,力求减少虚构的理想问题.传统的物理例题和习题有太多理想化和虚构出来的问题,由于和实际严重脱离,使本来生动活泼的物理学变成枯燥的数学技巧的演算.实际上,无论是经典的力学还是最新的物理前沿,都和我们的生活及身边现象紧密相联.通过本教材的学习,让学生切实体验到用物理学知识解决实际问题的成就感.
       2. 物理理论繁复的数学推导应该让位于定性的演绎.过去我们把物理理论推导的严谨性放在首位,这对工科学生是没有好处的,会吓跑他们对物理的兴趣.国际上一些物理学大家的讲授风格是物理学教学的最佳榜样,他们总是非常注重用浅显易懂的类比和形象化的语言来代替复杂的推导.
       3. 半定量化永远是物理学家最本质的能力.我们惊叹物理学家们的智慧,一方面在于他们创立了那么多简单而精确的理论公式.然而,物理学知识的精华在于用最基本的原则,半定量化地估计一个因素对物理结果造成的影响.理论公式对同一个现象的描述可以有好多种形式,但重要的是它们必须同时指向结果相近的量值.另一方面在于他们对物理量有很强的半定量化的能力.物理知识最终是要解决实际问题的,而定性半定量物理的能力要远高过精确记住所有理论公式的能力.想一想,氢原子基态能级E0=-me4/8ε20h2=-13.6eV,对学生来讲,是记住难记的表达式有意义,还是只记得-13.6eV,甚至更粗略一些的量值-10eV有意义呢?很明显,由氢原子基态能量-13.6eV可以很容易估算出氢原子各谱线的排布和波长区域,而且也知道原子电子能量在10eV量级,并容易就此推算普通化学反应能的大小.反之,从表达式什么信息也得不到.著名物理学家费米就是定性半定量估算的高手.第一颗原子弹爆炸了后,在远处的费米轻轻释放攥在手中的纸屑,通过观测纸屑漂移的距离,准确地估计出核弹的爆炸当量.这一故事被传为美谈.
       4. 立足传统基本的知识点,不奢望囊括太多的物理前沿内容.物理学覆盖力、热、光、电、近代等五大部分,是个恢宏的体系,任何试图全面系统地介绍都会表现得力不从心,近年一些教材为了让学生了解更多的近代物理前沿知识,加入了许多现代高新技术的内容,无疑更加重了教学难度.然而,经过多年的教学发现,一些内容不具有贯通性.
       实现上述目标是个长期而艰难的任务,我们将致力于斯,一些变革在本教材中有所体现,考虑教材使用的连续性,更多保留了传统教材中讲授的特征.另外,本教材对重要的物理学家的学术成就和生活轶事作了较详细的介绍,使学生们在仰慕他们具有超凡智慧的同时,也能领略和玩味他们迥异的个性和色彩斑斓的人生.
       本书在编写过程中得到了复旦大学出版社的大力支持.全书分上下两册,共21章.参加编写的有杨常青(第1至第4章),田瑞生(第5,第6章),王志斌(第7,第8章),闫仕农(第9,第10章),魏天杰(第11,第12章),许丽萍(第13至第15章),李亦军(第16至第18章),杨晓峰(第19,第20章)和温廷敦(第21章).全书由杨晓峰教授和许丽萍教授担任主编.
       由于编者水平有限,有些内容尚处于探索阶段,错误之处在所难免,恳请广大教师和读者不吝批评指正.

书评       

   

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