大学物理学简程（下） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张三慧 著

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• 大学物理学
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• 力学
• 电磁学
• 光学
• 量子力学
• 大学物理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302211624

版次：1

商品编码：10438983

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-01-01

用纸：胶版纸

页数：255

字数：400000

内容简介

《大学物理学简程》内容共分5篇。力学篇讲述经典的质点力学、理想流体的运动、刚体的转动和狭义相对论基础知识。电磁学篇按传统体系讲述了电场、磁场、电磁感应和电磁波的基本概念和规律。热学篇讲述气体动理论和热力学定理，用统计概念说明温度、气体的压强以及麦克斯韦分布率。波动与光学篇介绍了振动与波的基本特征和光的干涉、衍射、偏振和几何光学的基本规律。量子物理基础篇介绍了波粒二象性、概率波、不确定关系和能量量子化等基本概念以及原子和固体中电子的状态和分布的规律，其后介绍核物理的基本知识。最后浅显地介绍了基本粒子和宇宙爆炸的基本知识。
《大学物理学简程（下）》内容涵盖了大学非物理专业物理学教学的基本要求，可作为高等院校物理课程的教材，也可作为中学物理教师或其他读者的自学参考书。

目录

第3篇 热 学
第14章 温度和气体动理论
14.1 平衡态
14.2 温度的概念
14.3 理想气体温标
14.4 理想气体状态方程
14.5 气体分子的无规则运动
14.6 理想气体的压强
14.7 温度的微观意义
14.8 能量均分定理
14.9 麦克斯韦速率分布律
提要
自测简题
思考题
习题
第15章 热力学第一定律
15.1 功 热量 热力学第一定律
15.2 准静态过程
15.3 热容
15.4 绝热过程
15.5 循环过程
15.6 卡诺循环
15.7 致冷循环
提要
自测简题
思考题
习题
科学家简介 焦耳
第16章 热力学第二定律
16.1 自然过程的方向
16.2 热力学第二定律及其微观意义
16.3 热力学概率与自然过程的方向
16.4 玻耳兹曼熵公式与熵增加原理
16.5 克劳修斯熵公式
提要
自测简题
思考题
习题
科学家简介 玻耳兹曼

第4篇 波动与光学
第17章 振动
17.1 简谐运动的描述
17.2 简谐运动的动力学
17.3 简谐运动的能量
17.4 阻尼振动
17.5 受迫振动 共振
17.6 一维同频率的简谐运动的合成
17.7 一维不同频率的简谐运动的合成
提要
自测简题
思考题
习题
第18章 波动
18.1 物体的弹性形变
18.2 简谐波的形成过程
18.3 简谐波的波函数 波长
18.4 弹性介质中的波速
18.5 波的能量
18.6 惠更斯原理
18.7 波的叠加 驻波
18.8 声波
18.9 多普勒效应
提要
自测简题
思考题
习题
第19章 光的干涉
第20章 光的衍射
第21章 光的偏振
第22章 几何光学

第5篇 量子物理基础
第23章 量子物理的基本概念
第24章 原子中的电子
第25章 固体中的电子
第26章 核物理
第27章 基本粒子
第28章 大爆炸和宇宙膨胀
索引

前言/序言

现代电磁场理论与应用基础 （本书旨在为学习者提供现代电磁场理论的全面、深入而又清晰的阐述，重点关注理论基础的严谨性、概念的清晰性以及与现代工程技术应用的紧密结合。） --- 第一部分：麦克斯韦方程组的深化与电磁场分析基础 第一章：回顾与拓展：静电场与静磁场的理论基础 本章首先对经典的库仑定律、高斯定律、安培定律和毕奥-萨伐尔定律进行系统性的回顾，强调其在特定条件下的适用性与局限性。在此基础上，引入矢量分析的必备工具，包括散度、旋度、梯度以及格林定理、斯托克斯定理，为后续复杂场量的分析奠定数学基础。 详细探讨了电势与磁势的概念，特别关注标量和矢量磁位的引入，并讨论了在特定边界条件下（如无源区域）求解拉普拉斯方程和泊松方程的解析方法，包括分离变量法和傅里叶级数展开在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的应用。引入电磁场的边值问题概念，为理解波导和腔体结构提供初始视角。 第二章：时变电磁场与麦克斯韦方程组的建立 本章是全书的核心起点之一。从法拉第电磁感应定律的微分形式引入位移电流的概念，这是连接静电学与静磁学的关键桥梁。详细推导并完整阐述麦克斯韦方程组的四个基本方程（在理想介质和导电介质中的形式）。 深入剖析了麦克斯韦方程组的物理意义，特别是位移电流对安培环路定律的修正，以及旋度方程在时变场中的含义。引入场源方程与辅助方程的关系，讨论了电磁场在不同介质界面上的边界条件（包括理想导体、完美电介质和有限电导率介质），强调法向和切向分量的连续性或突变性。 第三章：无源区域的电磁波传播 本章聚焦于没有自由电荷和电流（$ ho=0, mathbf{J}=0$）的均匀、各向同性介质中的电磁场行为。通过对麦克斯韦方程组的组合，推导出齐次波动方程（Vector Wave Equation），并分析其解的形式。 详细讨论了平面电磁波的传播特性：包括均匀平面波的产生条件、相速、群速、波长和波数的定义。深入分析了波的极化：线极化、圆极化（左旋与右旋）和椭圆极化的数学描述及其物理意义。重点分析了波的特性阻抗 ($eta$) 的计算，并探讨了在不同介质（如真空、电介质、良导体）中传播时，波的衰减和相移现象。 第二部分：电磁波的反射、折射与导引 第四章：平面电磁波在简单介质界面上的行为 本章是电磁场应用中最直观的部分。系统地分析平面波垂直入射到两种不同介质界面（电介质-电介质、电介质-导体）时的反射和透射现象。引入反射系数 ($Gamma$) 和透射系数 ($ au$) 的概念，并推导出它们与界面阻抗和入射角的关系。 重点讨论菲涅耳公式 (Fresnel’s Equations)，这是分析任意角度入射的基础。详细推导出斯托克斯（TM）波和等效（TE）波在界面上的反射和透射系数随入射角的变化规律。特别关注布儒斯特角（全透射条件）和临界角（全内反射条件）的物理意义及工程应用。 第五章：导波结构导论：传输线与波导 本章将理论与实际的电磁能量传输联系起来。首先，回顾集总元件传输线理论，详细分析传输线上的电压和电流的分布，引入史密斯圆图（Smith Chart）作为阻抗匹配的强大工具，用于无损和有损传输线上的匹配和驻波比（VSWR）的计算。 随后，过渡到分布参数系统——理想波导。详细分析矩形波导中的电磁场分布，推导横电波（TE）和横磁波（TM）模式的截止波长、色散关系和场分量。重点解释模式的截止现象，以及高阶模式的产生和模式选择性（单模工作）在微波工程中的重要性。讨论了波导中的功率传输和损耗。 第六章：导波结构进阶：谐振腔与辐射基础 本章探讨能量被限制在特定空间内的结构——谐振腔。分析矩形金属腔体的本征模（Eigenmodes），推导腔体的品质因数（Q值）及其对能量存储和损耗的意义。 引入电磁场辐射的基本概念。从推导坡印廷矢量 ($mathbf{S}$) 开始，分析能量流动的方向和密度。初步探讨赫兹偶极子（短天线）的远场辐射特性，包括辐射方向图、总辐射功率和天线的有效面积。为后续高级天线理论打下基础。 第三部分：电磁场分析的高级工具与应用 第七章：势场的微分方程求解与边界值问题 本章专注于求解拉普拉斯和泊松方程的进阶技术，这些技术是解决静电和静磁场边界值问题的标准方法。 详细介绍分离变量法在不同坐标系下的具体操作步骤，并重点讨论傅里叶级数和傅里叶积分在无穷大或半无限大区域问题中的应用。引入格林函数法在电磁场问题中的应用，作为一种通用的、结构化的求解手段，特别是对于非均匀介质或复杂源分布的系统。 第八章：导体与介质界面的电磁场分析 本章回归到复杂的界面问题，运用麦克斯韦方程组的边界条件进行精细分析。 深入研究导体表面电流和磁荷的分布，以及它们与外部场的相互作用。详细分析在有限电导率介质（如盐水、损耗性地介质）中的电磁波传播特性，特别是集肤深度 (Skin Depth) 的概念及其对高频信号传输的影响。讨论了电磁屏蔽的原理，从反射和吸收两个角度分析金属屏蔽层的有效性。 第九章：非均匀介质与时变系统的复杂场 本章探讨场行为的非理想情况。分析各向异性介质（如晶体）中的电磁特性，重点介绍电位移矢量和电场强度之间的张量关系。 讨论了非线性介质中的场行为的初步概念，为涉及高功率或特殊材料的研究做铺垫。最后，对时变系统的瞬态响应进行概述，强调在傅里叶变换域（频域）中分析瞬态响应的优势，以及从频域解反演到时域解的基本思路。 --- 本书特点： 理论体系完整： 覆盖从麦克斯韦方程组的推导、平面波传播到导波和辐射的完整脉络。 数学工具明确： 在应用理论的同时，系统回顾了必要的矢量分析和偏微分方程求解工具。 工程视角： 紧密结合传输线、波导和史密斯圆图等微波工程中的核心概念。 深入浅出： 尽管内容严谨，但通过清晰的图示和例题引导，帮助读者建立清晰的物理图像。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 我一直认为，一本好的物理教材，除了理论的严谨性，更重要的是它能否激发读者的思考。这本书在这方面做得相当出色。我注意到，在一些关键概念的讲解之后，它往往会提出一些引人深思的问题，或者给出一些需要读者自行推导的拓展练习。这不仅仅是简单的知识点巩固，更是对思维方式的训练。例如，在讲到热力学第二定律的时候，书中并没有止步于熵增的概念，而是引导读者思考“生命是否违背了热力学第二定律”这类哲学层面的问题。这种将科学与哲学相结合的视角，让我对物理学的理解上升到了一个新的高度。它让我意识到，物理学不仅仅是关于公式和定律，更是关于理解宇宙运行的根本规律，以及人类在其中扮演的角色。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 这本书给我最深刻的印象是它在案例分析上的独到之处。我随手翻到的几个章节，都用到了大量的现实生活中的例子来解释物理原理，这对于我这种理论基础相对薄弱的学习者来说，简直是福音。比如，书中讲解电磁波的传播时，并没有枯燥地罗列公式，而是结合了手机通信、无线电广播等我们日常接触到的场景，一下子就把抽象的概念具象化了。这种“润物细无声”的教学方式，让我觉得学习物理不再是一件枯燥乏味的事情，而是充满了探索的乐趣。而且，它在公式推导上也处理得恰到好处，既保留了推导过程的严谨性，又不会让初学者感到 overwhelming。我相信，对于那些希望将物理知识应用于工程实践或者对科学研究有浓厚兴趣的读者来说，这本书的实践导向性一定会让他们受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书的封面设计实在是很吸引人，那种深邃的蓝色背景，搭配上简洁却富有力量感的书名字体，一眼就给人一种严谨、专业的感觉。我拿到的时候，就忍不住翻了几页，印刷质量非常不错，纸张的质感也很舒服，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。内容方面，虽然我还没来得及深入研读，但从目录来看，它涵盖了大学物理的几个核心领域，光是看到那些熟悉的章节标题，比如“电磁感应”、“交流电”、“物理光学”等等，就勾起了我大学时的美好回忆。我印象中，当时学物理的时候，总是需要一本能够清晰梳理概念、深入浅出地解释原理的书，这本书似乎就是我当时一直在寻找的那种。它的编排逻辑应该也是经过深思熟虑的，力求让读者循序渐进地掌握知识。我特别期待其中关于相对论和量子力学的部分，这两个领域总是充满了奇妙与挑战，希望能在这本书里找到更透彻的理解。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 我特别喜欢这本书在习题设计上的用心。不同于一些习题集里只有孤立的计算题，这本书的习题设置得非常多样化，从基础概念的理解，到复杂问题的分析，再到一些需要综合运用多个知识点才能解决的应用题，应有尽有。我尤其欣赏的是，书中很多习题都不仅仅是考察一个公式的记忆，而是更侧重于考察学生对物理原理的理解和应用能力。例如，有一些题目会设置一个稍微复杂一点的物理情境，要求读者自己分析其中的物理过程，然后列出相应的方程进行求解。这种题目能够有效地锻炼读者的物理建模能力和解决实际问题的能力，这对于我未来的学习和工作都将大有裨益。而且，书中还提供了一些难度较高的挑战性题目，这对于希望进一步深入研究物理学的读者来说，无疑是一个很好的提升机会。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 这本书的语言风格真是出人意料地亲切和生动。我本以为大学物理教材都应该是板着面孔，用一大堆晦涩的术语来“劝退”读者，但这本书完全颠覆了我的认知。它在讲解一些复杂概念的时候，会使用一些非常形象的比喻，甚至有些地方还有一点小幽默。我记得在讲到惯性的时候，作者用了一个“你想不想让你的猫突然停下来”的例子，瞬间就把我逗笑了，也让我对惯性有了更直观的理解。而且，它的排版也很现代化，图文并茂，各种示意图都画得很清晰，不像我以前看过的书，图和文字经常是分开的，需要费很大力气去对照。这种轻松愉快的阅读体验，极大地降低了学习门槛，让我觉得物理学也可以是“有趣”的。

评分☆☆☆☆☆

27.5 色230

评分☆☆☆☆☆

自测简题18

评分☆☆☆☆☆

20.4 光栅衍射108

评分☆☆☆☆☆

本书内容涵盖了大学非物理专业物理学教学的基本要求，可作为高等院校物理课程的教材，也可作为中学物理教师或其他读者的自学参考书。

评分☆☆☆☆☆

17.2 简谐运动的动力学58

评分☆☆☆☆☆

第21章 光的偏振115

评分☆☆☆☆☆

17.6 一维同频率的简谐运动的合成62

评分☆☆☆☆☆

19.1 杨氏双缝干涉91

评分☆☆☆☆☆

思考题18