大学物理学（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

袁艳红 编

图书标签:

• 大学物理
• 物理学
• 高等教育
• 理工科
• 教材
• 大学教材
• 物理
• 力学
• 热学
• 振动与波

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302230083

版次：1

商品编码：10400464

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-08-01

用纸：胶版纸

页数：204

字数：320000

内容简介

《大学物理学（上册）》参照了教育部物理基础课程教学指导分委员会制订的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》，涵盖了基本要求中的核心内容。在内容选取上采用压缩经典，简化近代；削枝强干，突出重点；简约理论论证，适度增加应用等方法，以适应不同院校和专业对大学物理的要求。同时考虑到技术应用型院校的特点和实际情况，在保证必要的基本训练的基础上，适度降低了例题和习题的难度。
全书分上、下两册。上册内容包括力学、机械振动、机械波和热学。下册包括电磁学、光学、狭义相对论和量子物理。
《大学物理学（上册）》可作为技术应用型高等院校工科类各专业大学物理课程的教材，可作为非物理专业大学物理课程的教材或参考书，也可供文理科相关专业选用和社会读者阅读。

目录

第1章质点运动学
1.1 质点运动的描述
1.1.1 参考系质点
1.1.2 位置矢量运动方程位移和路程
1.1.3 速度
1.1.4 加速度
原理应用洲际导弹及其射程

1.2 圆周运动及其描述
1.2.1 匀速率圆周运动
1.2.2 变速圆周运动
1.2.3 圆周运动的角量描述
1.3 相对运动
原理应用全球定位系统和应用
内容提要
习题

第2章 牛顿运动定律
2.1 牛顿运动定律
2.1.1 牛顿第一定律
2.1.2 牛顿第二定律
2.1.3 牛顿第三定律

2.2 几种常见的力
2.2.1 万有引力重力
2.2.2 弹性力
2.2.3 摩擦力
2.3 牛顿运动定律的应用
原理应用同步卫星的发射
内容提要
习题

第3章 动量守恒定律和能量守恒定律
3.1 质点和质点系的动量定理
3.1.1 冲量质点的动量定理
3.1.2 质点系的动量定理
3.2 动量守恒定律

3.3 功动能定理
3.3.1 功
3.3.2 功率
3.3.3 质点的动能定理

3.4 保守力与非保守力势能
3.4.1 保守力做功
3.4.2 保守力和非保守力
3.4.3 势能

3.5 功能原理机械能守恒定律
3.5.1 质点系的动能定理
3.5.2 质点系的功能原理
3.5.3 机械能守恒定律
3.6 碰撞
原理应用应用力学模型和规律分析“哥伦比亚”号失事
的原因
内容提要
习题

第4章 刚体的定轴转动
4.1 刚体的运动
4.1.1 刚体
4.1.2 刚体的平动
4.1.3 刚体的定轴转动

4.2 力矩转动定律转动惯量
4.2.1 力矩
4.2.2 转动定律
4.2.3 转动惯量

4.3 角动量角动量守恒定律
4.3.1 质点的角动量和刚体的角动量
4.3.2 刚体绕定轴转动的角动量定理
4.3.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律

4.4 力矩做功刚体绕定轴转动的动能定理
4.4.1 力矩做功
4.4.2 转动动能
4.4.3 刚体绕定轴转动的动能定理
原理应用力学新进展——对称性的破缺
内容提要
习题

第5章 机械振动
5.1 简谐振动简谐振动的振幅、周期、频率和相位
5.1.1 简谐振动
5.1.2 振幅
5.1.3 周期频率
5.1.4 相位和初相位
5.1.5 振幅和初相的确定
5.2 简谐振动的旋转矢量表示法
5.3 简谐振动的能量
5.4 同方向同频率简谐振动的合成
原理应用混沌
内容提要
习题

第6章 机械波
6.1 机械波的产生和传播
6.1.1 机械波的形成
6.1.2 横波和纵波
6.1.3 波长周期和频率波速
6.1.4 波面波前波线

6.2 平面简谐波的波函数
6.2.1 平面简谐波的波函数
6.2.2 波函数的物理意义

6.3 波的能量波的能量密度
6.3.1 波的能量
6.3.2 波的能量密度
6.3.3 波的平均能流密度
原理应用孤子波

6.4 惠更斯原理
6.4.1 惠更斯原理
6.4.2 波的衍射

6.5 波的叠加原理波的干涉驻波
6.5.1 波的叠加原理
6.5.2 波的干涉
原理应用消声器及其控制噪声的原理
6.5.3 驻波
6.6 超声波简介
原理应用声悬浮技术及其应用
内容提要
习题

第7章 气体动理论
7.1 平衡态理想气体物态方程
7.1.1 分子运动的基本观点
7.1.2 热力学平衡态气体的状态参量
7.1.3 理想气体的物态方程

7.2 理想气体的压强公式
7.2.1 理想气体的微观模型
7.2.2 气体动理论的统计性假设
7.2.3 理想气体的压强公式
7.3 理想气体的温度公式

7.4 能量均分定理理想气体的内能
7.4.1 自由度
7.4.2 能量均分定理
7.4.3 理想气体的内能

7.5 麦克斯韦速率分布定律
7.5.1 速率分布概念
7.5.2 麦克斯韦气体分子速率分布定律
7.5.3 温度对速率分布曲线的影响
7.5.4 分子运动的三种统计速率
7.6 气体分子平均碰撞次数和平均自由程原理应用真空的获得以及真空度的估算
内容提要
习题

第8章 热力学基础
8.1 准静态过程功热量
8.1.1 准静态过程
8.1.2 功
8.1.3 热量
8.1.4 摩尔热容热量的计算

8.2 内能热力学第一定律
8.2.1 内能
8.2.2 热力学第一定律

8.3 理想气体的等体过程和等压过程
8.3.1 理想气体的等体过程
8.3.2 理想气体的等压过程

8.4 理想气体的等温过程和绝热过程
8.4.1 理想气体的等温过程
8.4.2 理想气体的绝热过程原理应用喷气发动机的燃料及其选择

8.5 循环过程
8.5.1 热力学循环过程
8.5.2 热机循环循环效率
8.5.3 制冷机制冷系数
8.5.4 卡诺循环
8.5.5 卡诺定理

8.6 热力学第二定律
8.6.1 自然过程的方向性
8.6.2 热力学第二定律
8.6.3 热力学第二定律的微观含义原理应用提高热机效率的一种方法

8.7 熵
8.7.1 熵熵增加原理
8.7.2 熵增加原理与热力学第二定律
原理应用耗散结构
内容提要
习题

附录A矢量
A.1 标量和矢量
A.2 矢量合成的几何法
A.3 矢量合成的解析法
A.4 矢量的标积和矢积

附录B我国法定计量单位和国际单位制（SI）单位
B.1 国际单位制的基本单位
B.2 国际单位制的辅助单位
B.3 国际单位制中具有专门名称的导出单位
B.4 我国选定的非国际单位制单位
附录C空气、水、地球、太阳系的一些常用数据
附录D力学、机械振动、机械波和热学的量和单位
附录E一些基本物理常数

附录F部分常用数学公式
F.1 级数公式
F.2 三角函数公式
F.3 导数公式
F.4 积分公式
习题参考答案
参考文献

前言/序言

现代材料科学基础 本书聚焦于材料的微观结构、宏观性能、制备工艺以及它们在现代工程领域中的应用，旨在为读者提供一个全面且深入的材料科学认知框架。 --- 第一部分：材料的微观结构与基本性质 第一章 材料的原子结构与晶体学基础 本章深入探讨物质构成的基本单元——原子。我们将详细介绍原子核、电子的排布规律，特别是原子轨道理论在理解化学键形成中的作用。重点讲解离子键、共价键、金属键以及范德华力这四种基本相互作用力如何决定材料的内聚能和基本物理属性。 随后，章节进入晶体结构的核心。二维晶格到三维晶格的构建过程将被清晰阐述，包括布拉维点阵、晶胞的概念，以及七大晶系和十四种布拉维点阵的具体描述。对于金属材料至关重要的面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP）结构的几何学参数（如原子堆积密度、配位数）将进行精确的数学推导和几何分析。 缺陷理论是理解材料性能的关键。本章将分类介绍点缺陷（空位、间隙原子、取代原子、自填原子）、线缺陷（位错的类型：刃型、螺型及其混合型）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制和对材料塑性的影响。位错的运动学，包括滑移和攀移，是理解金属塑性形变和加工硬化的理论基础。 第二章 物质的热力学与动力学原理 本章将材料科学的热力学基础置于核心地位。热力学定律（特别是第一和第二定律）如何应用于相变过程？我们将通过吉布斯自由能（$G$）最小化原理来分析相图的构建，包括单组元体系的克劳珀龙方程和吉布斯相律的应用。重点解析固-液、固-固相变（如再结晶、奥氏体-铁素体转变）的驱动力和速率。 相图的解读是材料工程的基石。本书将详细剖析二元合金体系的相图，特别是铁-碳合金（钢和铸铁）的冷却曲线、平衡析出相和非平衡转变（如贝茵氏体和马氏体转变）。扩散现象作为材料性能演化的时间维度，也将得到深入探讨。通过菲克第一和第二定律，分析浓度梯度驱动下的原子迁移，以及温度和晶体缺陷对扩散系数的影响。 第三章 机械性能的本构关系 本章专注于材料在受力作用下的响应。线性弹性阶段的应力-应变关系将通过胡克定律和杨氏模量、剪切模量、泊松比等弹性常数进行描述。材料的屈服、加工硬化和断裂行为是宏观性能的关键。 我们将系统介绍拉伸试验、压缩试验、弯曲试验和扭转试验的标准流程和数据解读。重点解析材料的强度、韧性（用韧性断口分析表征）和硬度（维氏、洛氏、布氏硬度计的原理与互换性）。疲劳和蠕变是服务于高温或周期载荷结构件必须掌握的内容。疲劳寿命的S-N曲线分析、疲劳裂纹的萌生与扩展机制，以及蠕变过程中的稳态和加速阶段的本构关系（如Norton定律）将作为核心内容。 第二部分：材料的分类、制备与性能调控 第四章 金属材料及其合金化 金属材料因其优异的导电性、导热性和延展性而占据重要地位。本章对常见金属（Fe, Al, Ti, Ni, Cu）进行系统分类和性能综述。 钢铁材料： 碳钢、低合金钢、高合金钢（不锈钢的奥氏体、铁素体、马氏体、双相不锈钢）的微观结构-性能对应关系是本章的重点。热处理（退火、正火、淬火、回火）对碳钢组织和机械性能的调控机制将通过时间-温度-转变（TTT）图和冷却转变（CCT）图进行精确说明。 轻质与结构合金： 铝合金（2xxx、6xxx、7xxx系）的时效强化机制（析出相的形核与长大）和钛合金（α相、β相、α+β相）的独特优势和局限性将被深入剖析。 第五章 陶瓷材料的结构与断裂行为 陶瓷材料以其高硬度、耐高温和耐腐蚀性著称。本章区分传统陶瓷（氧化物、碳化物、氮化物）与先进结构陶瓷（如SiC, ZrO2）。 陶瓷的离子/共价键特性决定了其本征的脆性。本章将详细探讨陶瓷的断裂机制——即脆性断裂在微观上如何表现为裂纹的快速扩展。由于热力学上的不可逆性，陶瓷的烧结过程是其制备的核心。我们将分析固态烧结、液相烧结的驱动力，以及气孔率对最终性能的决定性影响。同时，陶瓷的电学、光学性能（介电常数、压电效应）也将被引入。 第六章 高分子材料的结构与粘弹性 高分子材料（聚合物）的性能与其分子链的长度、拓扑结构和链间相互作用密切相关。本章从聚合物的合成（加聚、缩聚）入手，分析其分子量分布（数均、重均）对性能的影响。 高分子材料的形态结构包括结晶态、非晶态和高分子链的缠结。我们将用玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）来表征聚合物的热行为，并解释粘弹性理论——它如何描述高分子材料在时间依赖性下的应力松弛和蠕变现象。重点分析热塑性塑料与热固性塑料的结构差异及其在加工和应用中的区别。 第七章 复合材料的力学性能设计 复合材料通过结合不同材料的优点来超越单一材料的性能限制。本章聚焦于纤维增强复合材料（FRP）和颗粒增强复合材料。 界面科学： 界面是决定复合材料性能的关键区域。本章将深入讨论纤维与基体之间的粘结强度、界面传递载荷的效率。 性能预测模型： 针对各向异性材料的力学分析，我们将引入“混合律”（Rule of Mixtures）来预测沿纤维方向和垂直于纤维方向的拉伸模量。对于层合板结构，还将涉及经典的层合板理论（Classical Lamination Theory, CLT）来分析多层结构在不同载荷下的应力分布。 第三部分：材料的电学、磁学与功能性 第八章 材料的电学特性 本章将材料的电学性能与其电子结构紧密联系起来。基于能带理论，我们将区分导体（金属）、半导体和绝缘体。能带结构中的价带、导带和禁带宽度（$E_g$）是理解电学行为的基础。 半导体物理： 深入探讨本征半导体与掺杂（N型与P型）的机制。费米能级的位置、载流子迁移率、以及PN结的形成和二极管的工作原理将作为核心内容。对于新兴的氧化物半导体，其界面效应也将有所介绍。 第九章 磁性材料的起源与应用 磁性材料的特性来源于电子的轨道运动和自旋磁矩。本章分类介绍抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性材料。 铁磁体的畴结构： 详细阐述磁畴、磁畴壁的概念，以及磁化曲线的滞后现象（剩磁和矫顽力）。软磁材料（低矫顽力，用于变压器）和硬磁材料（高矫顽力，用于永磁体）的微观结构设计原则将被对比分析。磁记录和磁存储技术的基础原理也将被提及。 第十章 光学材料与器件 光学材料涉及光与物质的相互作用，包括吸收、透射、反射和折射。本章将介绍晶体的双折射现象和光在介质中的传播规律。 功能性光学应用： 激光材料（如掺杂石榴石晶体）的增益机制；光纤通信中使用的低损耗玻璃材料的制备要求；以及光电效应在太阳能电池和光电探测器中的应用原理。 --- 本书特点： 跨学科整合： 紧密结合量子力学、统计热力学和固体物理的概念，构建一个统一的材料科学知识体系。 模型与实践并重： 理论推导详尽，同时辅以大量的工程实例和典型材料的性能数据表格，便于读者理解材料的实际行为。 面向前沿： 涵盖了先进功能材料和纳米结构材料的初步介绍，为进一步专业学习打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《大学物理学（上册）》给我最大的感受就是它的“接地气”。我一直以为大学物理会是高高在上的理论，但这本书给我的感觉，更像是带着我走进实验室，亲手去触摸、去感受物理现象。比如讲到运动学的时候，书中不仅列出了公式，还配有一些动图或者场景模拟，让我能更好地理解加速度、速度这些概念的实际意义。我试着去想象书中的那些实验，比如滑块在斜面上的运动，或者小球的抛射轨迹，仿佛就能亲眼看到物理定律是如何运作的。而且，这本书在讲解理论的时候，总会时不时地联系生活中的实际应用，比如为什么物体会受到重力，为什么我们感觉不到地球在高速旋转，这些问题都会在书中得到解释。这让我觉得学物理不再是死记硬背，而是理解我们身边这个世界的运行方式。我觉得作者在编排内容上花了很多心思，每一个知识点都安排得很巧妙，环环相扣，就像在搭建一座宏伟的物理知识大厦。我尤其喜欢那些“思考题”，它们不像课后习题那样只考公式，而是鼓励你去运用所学的知识去分析问题、解决问题，这对我来说是很有挑战性的，也很有成就感。

评分☆☆☆☆☆

老实说，拿到《大学物理学（上册）》之前，我对大学物理是有点畏惧的。总觉得那些公式和推导会让人头疼。但是，这本书真的刷新了我的认知。它在引入新概念的时候，会先从一个大家都能理解的物理现象入手，然后再慢慢地引出背后的原理和公式。这种方式，让我觉得学习过程不是那么枯燥，反而充满了探索的乐趣。我尤其喜欢书中的一些插画，它们用非常形象的方式展现了物理概念，比如力的分解、或者能量的转化，这些图画让我瞬间就明白了那些抽象的文字描述。而且，我注意到书中有很多“拓展阅读”或者“历史回溯”的部分，这些内容不光增长了我的知识面，还让我对物理学的发展历程有了更深的了解，知道这些伟大的发现是如何一步一步诞生的。这种人文关怀和科学精神的结合，我觉得非常难得。我感觉这本书不仅仅是在教我知识，更是在培养我的科学素养和独立思考的能力。虽然我还没完全读完，但已经能预见到，它将是我大学生涯中一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到这本《大学物理学（上册）》，简直就好像打开了一个全新的世界！我一直觉得物理是那种既神秘又迷人的学科，而这本书，真的让我感受到了它的魅力。刚翻开的时候，就被它严谨的排版和清晰的思路吸引住了。序言部分就点明了物理学的核心精神，那种探索未知、理解宇宙运行规律的热情，瞬间就点燃了我。虽然我还没完全深入到每一个公式和推导，但光是目录的设置，就让人感觉内容非常丰富，从经典力学到热学，每一个章节都像是为我量身定做的一样。我特别期待能够跟着这本书，一步一步地去理解那些看似抽象的概念，比如牛顿的三大定律，在我看来，它们不仅仅是冰冷的公式，更是揭示了物质世界运动的基本法则。这本书的语言风格，我觉得很有温度，不像有些教科书那么枯燥乏味，它在讲解概念的时候，总是能穿插一些生动有趣的例子，让我一下子就觉得物理离我们并不遥远。我感觉这本书非常注重基础，每一个概念的引入都循序渐进，不会让人觉得突兀。而且，我注意到书中有很多图示，这些图示不仅仅是辅助理解，更像是物理世界的缩影，帮助我建立起直观的认识。我真的迫不及待地想去攻克它了！

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《大学物理学（上册）》，我首先被它装帧设计所吸引，简洁大方，很有学术气息。翻开书页，首先感受到的是一种严谨而又不失人文关怀的学术风格。作者在开篇就阐述了物理学在现代社会中的重要地位，以及它如何塑造了我们的世界观。我一直觉得物理学是理解宇宙的基础，而这本书，就像是一把钥匙，为我打开了这扇通往物质世界深层奥秘的大门。我尤其欣赏它在讲解概念时的深度和广度，不仅仅停留在表面的定义，而是深入到背后的逻辑和联系。比如在介绍惯性定律的时候，作者不仅仅是给出公式，还会从哲学层面去探讨“力”与“运动”的关系，这让我对物理学的理解上升到了一个新的高度。我注意到书中引用了大量历史上的经典实验和伟大的物理学家，这让我感受到物理学是一门充满智慧和传承的学科。它不仅仅是科学知识的堆砌，更是人类智慧的结晶。我感觉这本书不仅仅是大学的教材，更是一部关于探索和发现的史诗，充满了启迪和力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书《大学物理学（上册）》，给我一种“循序渐进，豁然开朗”的感觉。我在读的时候，特别注意到作者在讲解每一个知识点之前，都会先设定一个清晰的学习目标，然后再逐步展开。这种逻辑性非常强，让人不会感到迷茫。我之前学物理的时候，常常会遇到一些难以理解的概念，但在这本书里，作者总是能找到非常恰当的比喻或者类比，将复杂的原理解释得通俗易懂。比如讲到功和能的时候，书中通过对各种运动场景的分析，让我深刻理解了能量守恒的含义，感觉像是打开了一个新的维度。我特别喜欢书中对于实验的描述，那些严谨的步骤和结果分析，让我对科学研究的方法有了更直观的认识。而且，我注意到这本书在公式推导的后面，都会给出一些经典的例题，并且详细地讲解了解题思路，这对我这种需要大量练习才能掌握知识的学生来说，简直是太有帮助了。我感觉这本书就像一位经验丰富的老师，耐心地引导我一步一步地走向对物理世界的理解。

评分☆☆☆☆☆

积分公式

评分☆☆☆☆☆

波的叠加原理波的干涉驻波

评分☆☆☆☆☆

1.2.1

评分☆☆☆☆☆

惠更H斯原理

评分☆☆☆☆☆

简谐振动

评分☆☆☆☆☆

标量和矢量

评分☆☆☆☆☆

《大学物理学（上册）》可作为技术应用型高等院校工科类各专业大学物理课程的教材，可作为非物理专业大学物理课G程的教材或参考书，也可供文HH理科相关专业选用和社会读H者阅读。

评分☆☆☆☆☆

自由度

评分☆☆☆☆☆

3y.3.3