本書是以教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會編制的《理工科類大學物理課程教學基本要求》(2010年版)為依據(jù),在作者多年教學實踐的基礎上,并結合專業(yè)人才培養(yǎng)的需要編寫而成的。本書涵蓋了《基本要求》中的核心內容,其結構清晰,表述精練,理論與實際結合緊密。
本書是為理工科非物理類專業(yè)的學生編寫的大學物理教材。書中內容是以《理工科類大學物理課程教學基本要求》(2010年版)中的核心內容為基本框架,同時根據(jù)非物理類專業(yè)的特點對《基本要求》中的A類和B類內容作了適當?shù)恼{整,并選取少量的拓展內容向學生介紹與物理相關的現(xiàn)代高新科技發(fā)展。本書的內容與100學時左右的課程相對應,而較少學時的大學物理課程的教學,則可根據(jù)各自學校的特點和專業(yè)的培養(yǎng)目標,挑選合適的內容進行講解,這并不影響課程的完整性。
在教材的編寫過程中,我們注意到大學物理是高等學校理工科非物理類專業(yè)的一門重要的通識性必修基礎課,該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分。本書在各章節(jié)相應的內容中增加了一些實例,做到理論與實際相結合,而且部分章節(jié)配有動畫和視頻資源,以激發(fā)學生學習的積極性和趣味性,便于學生學習,也為學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了強有力的保障。本書對物理學的基本概念與規(guī)律進行了重點明晰的闡述,從最基本的概念與規(guī)律出發(fā),推演出更進一步的概念與規(guī)律,使學生從整體上理解和掌握大學物理課程的內容,為今后的學習和工作打下良好的基礎。
大學物理中的許多概念和定律是學生已知的,所以避免與中學內容的重復也是十分重要的,對此我們注重高等數(shù)學思想的滲透與應用,利用微積分將中學物理中的特殊情況推廣為解決普遍問題的一般方法,引導學生由中學物理中獨立地談矢量的大小與方向,轉變?yōu)槭噶康母鞣N表達與運算,使學生學會將高等數(shù)學應用于實際當中。
本書由東北林業(yè)大學的老師編寫,編者大多數(shù)是具有10年以上教齡的物理教師,本書凝聚了他們多年的教學經(jīng)驗與心得,并參考了多本目前高校常用的大學物理教材和物理類專業(yè)的教材,這使本書在物理概念和定律的敘述上更加簡潔易懂,詳略得當,便于自學。書中加*號的內容可作為選學內容。
本書第1-3章(約10.0萬字)由戚大偉編寫;第4-6章(約9.5萬字)由劉芳編寫;第7-9章(約10.7萬字)由吳淑杰編寫;第10-12章(約19.6萬字)由牟洪波編寫;第13-15章(約10.1萬字)由魏崇編寫;第16-18章(約12.0萬字)由韓書霞編寫。本書上冊由戚大偉定稿,下冊由牟洪波定稿。北華大學張偉森教授、東北林業(yè)大學督導王淑嫦副教授仔細審閱了本書上冊,黑龍江八一農(nóng)墾大學王樂新教授和北華大學張志國教授仔細審閱了本書下冊;東北林業(yè)大學講授大學物理課程的其他老師也為本書的編寫提出了寶貴的意見,在此一并表示衷心的感謝。
第10章 靜電場
10.1 電荷庫侖定律
10.1.1 電荷
10.1.2 庫侖定律
10.1.3 電場力疊加原理
10.2 電場電場強度
10.2.1 電場
10.2.2 電場強度
10.2.3 點電荷電場強度
10.2.4 電場強度疊加原理
10.3 電場強度通量高斯定理
10.3.1 電場線
10.3.2 電場強度通量
10.3.3 高斯定理
10.3.4 高斯定理應用舉例
10.4 靜電場的環(huán)路定理電勢
10.4.1 靜電場力所做的功
10.4.2 靜電場的環(huán)路定理
10.4.3 電勢能
10.4.4 電勢
10.5 電場強度與電勢梯度
10.5.1 等勢面
10.5.2 電場強度與電勢梯度
10.6 靜電場中的電偶極子
10.7 靜電場中的導體
10.7.1 導體的靜電平衡
10.7.2 靜電平衡時導體上電荷的分布
10.7.3 導體表面的電場
10.7.4 靜電屏蔽
10.8 電容電容器
10.8.1 孤立導體的電容
10.8.2 電容器
10.8.3 電容器的并聯(lián)和串聯(lián)
10.9 靜電場中的電介質
10.9.1 電介質對電容和電場的影響
10.9.2 電介質的電結構
10.9. 3電介質的極化
10.9.4 電極化強度矢量
10.10 有電介質時的高斯定理
10.11 靜電場的能量能量密度
本章提要
習題
第11章 恒定磁場
11.1 電流
11.1.1 電流和電流密度
11.1.2 歐姆定律的微分形式
11.2 電源電動勢
11.2.1 電源
11.2.2 電動勢
11.3 磁場磁感應強度
11.3.1 基本磁現(xiàn)象
11.3.2 磁場磁感應強度
11.4 畢奧-薩伐爾定律
11.4.1 畢奧-薩伐爾定律
11.4.2 畢奧-薩伐爾定律應用舉例
11.5 運動電荷的磁場
11.6 磁場的高斯定理
11.6.1 磁感應線
11.6.2 磁通量
11.6.3 磁場的高斯定理
11.7 安培環(huán)路定理
11.7.1 安培環(huán)路定理
11.7.2 安培環(huán)路定理的應用舉例
11.8 帶電粒子在電場和磁場中的運動
11.8.1 運動電荷在磁場中所受的力
11.8.2 帶電粒子在均勻磁場中運動分析及應用舉例
11.8.3 運動電荷在電場和磁場中所受的力
……
第12章 電磁感應和電磁場
第13章 波動光學
第14章 光的吸收、色散和散射
第15章 光生物物理學基礎
第16章 相對論
第17章 量子物理基礎
第18章 現(xiàn)代物理技術
常用物理常量表
習題參考答案