Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Serway, Raymond A./ Jewett, John W.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:1518.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780495112440

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 科学
• 工程
• 大学教材
• 现代物理
• 力学
• 电磁学
• 热力学
• 光学
• 量子力学

好的，这是一份关于一本名为《大学物理学导论：经典与现代》的教科书的详细简介，该书旨在为理工科学生提供坚实的物理学基础，同时融入当代物理学的前沿概念。 --- 《大学物理学导论：经典与现代》内容导览 面向对象： 物理学、工程学、化学、生命科学及相关理工科专业本科一年级及二年级学生。 核心理念： 本书致力于构建一个严谨且直观的物理学知识框架，强调从宏观经典现象到微观量子世界的连续性与内在联系。我们深信，真正的物理学理解源于对基本原理的深刻洞察，而非单纯的公式记忆。因此，本书在结构上遵循逻辑递进的原则，确保读者在掌握经典物理学四大支柱（力学、热学、电磁学和光学）的同时，能够自然过渡到相对论和量子力学的基础概念。 --- 第一部分：经典力学——运动的规律与守恒定律（约占全书35%） 本部分是构建所有物理学大厦的基石，力求在介绍基本概念时，即植入问题解决的思维模式。 第一章：基础与运动学 本章着重于建立测量和向量分析的数学工具。通过对一维、二维及三维运动的描述，引入瞬时速度、加速度的精确定义。我们特别强调了运动的相对性，并使用大量的实例（如抛体运动、匀速圆周运动）来巩固这些基础概念。 第二章：牛顿运动定律 牛顿定律被视为描述宏观世界相互作用的基石。我们深入探讨了惯性参考系、力的概念（重力、弹力、摩擦力）及其矢量性质。对第二定律的系统应用是本章的重点，特别是对复杂系统（如连接体、斜面上的物体）的受力分析。第三定律的探讨，则引导学生理解力的平衡与相互作用的本质。 第三章：功、能与能量守恒 能量作为物理世界中最普适的量之一，在本章得到详尽的阐述。我们从恒力做功开始，推广到变力做功（包括弹簧力），引入动能定理。势能的概念，特别是保守力场的势能，是理解能量守恒的关键。在本章的最后，我们将讨论机械能守恒定律在简化复杂问题求解中的强大威力，并通过非保守力（如阻力）的存在性，来完善对能量转化的理解。 第四章：动量与角动量 本章着重于描述系统在时间演化中的变化。动量定理被用于分析瞬时大力的影响，而动量守恒定律则成为处理碰撞问题的核心工具。碰撞被细分为弹性碰撞与非弹性碰撞，并辅以大量二维碰撞的案例。角动量的定义及其守恒定律，则为后续的刚体转动和天体运动打下基础，特别关注了轴的选取对角动量计算的影响。 第五章：刚体转动与振动 刚体运动被分解为质心平动和绕质心转动。转动惯量的计算，特别是平行轴定理和垂直轴定理的应用，是本章的难点和重点。我们随后讨论了转动动力学方程（$ au = Ialpha$）以及角动量守恒在陀螺仪等现象中的体现。最后，本章以简谐振动的详细分析收尾，深入研究了回复力和能量在振动过程中的周期性转换。 --- 第二部分：热学与流体——统计描述与宏观现象（约占全书20%） 本部分将视野从离散的质点运动扩展到大量的粒子集合，引入概率和统计的视角。 第六章：热力学初步与气体定律 本章从宏观现象入手，定义温度、热量和内能。对理想气体的描述从经验定律（波义耳定律、查理定律）出发，最终导向理想气体状态方程。分子动理论被引入，用微观粒子的随机运动来解释宏观的热力学性质，如压强和温度的统计意义。 第七章：热力学定律 热力学第一定律被视为能量守恒在热系统中的体现，详细分析了各种热过程（等温、绝热、等容、等压）。第二定律的引入，通过卡诺循环和热机效率，揭示了热力学过程的方向性。熵的概念，作为系统混乱度的量度，被引入，并探讨了其在不可逆过程中的变化趋势。 第八章：流体运动 本章侧重于流体的静态与动态特性。静力学部分侧重于帕斯卡原理和阿基米德定律。流体力学部分则引出了连续性方程和伯努利方程，用以描述理想流体的运动，并通过实际应用（如机翼升力）来展示这些方程的物理洞察力。 --- 第三部分：电磁学——场、波与统一（约占全书30%） 电磁学部分是物理学从机械论向场论转变的关键。本部分强调电场、磁场和电磁波作为统一实体的概念。 第九章：静电学 从库仑定律出发，系统地介绍电荷、电场强度。电场的概念通过电场线形象化。高斯定律作为电场分析的强大工具被详细介绍，特别是在高对称性情况下的应用。电势和电势能的引入，将场的问题转化为标量问题，使能量分析更为便捷。 第十章：电容、电流与直流电路 本章侧重于电荷的宏观输运。电容器的结构、电容的计算以及平行板电容器中的电介质效应被深入讨论。随后，引入电流、电阻和欧姆定律，并利用基尔霍夫定律对复杂的直流电路进行分析和求解。 第十一章：磁场与安培定律 磁场的起源——电流——被引入。洛伦兹力定律描述了电荷在磁场中的受力情况。毕奥-萨伐尔定律和安培定律用于计算各种电流分布产生的磁场。磁矩和磁性材料的性质也被初步探讨。 第十二章：电磁感应与法拉第定律 法拉第电磁感应定律揭示了变化的磁场如何产生电场，这是电磁学从静态走向动态的关键一步。感应电动势、涡流以及电感器的特性被系统分析。最后，通过麦克斯韦修正的安培定律，将电磁场的描述统一为一个完整的、自洽的方程组。 第十三章：交流电路与电磁波 本章探讨了RLC串联电路在交流电驱动下的响应，重点分析了谐振现象和相位关系。随后，麦克斯韦方程组的完备性导出电磁波的存在性，讨论了电磁波的传播速度、能量密度以及能流（坡印廷矢量），并将电磁波谱进行了概览。 --- 第四部分：现代物理导论（约占全书15%） 本部分是对二十世纪物理学革命的精炼介绍，旨在为学生开启通往更深层次物理世界的大门。 第十四章：狭义相对论 从对光速不变性的假设出发，本章推导出洛伦兹变换，挑战了伽利略时空观。时间膨胀、长度收缩是相对论效应的直观体现。动量和能量的相对论性定义，特别是质能等价关系 ($E=mc^2$)，被详尽推导和应用。 第十五章：量子物理导论 本章从黑体辐射和光电效应的经典理论失败开始，引出普朗克常数和光子的概念，确立了光的粒子性。随后讨论了德布罗意波和波粒二象性，对电子衍射等实验现象给出微观解释。最后，简要介绍了薛定谔方程的提出背景及其在简谐振子和势阱中的初步应用，为后续的量子力学课程做铺垫。 --- 教材特色： 1. 概念驱动的求解策略： 每章均设有“问题求解指南”，指导学生识别物理情境、选择正确的守恒定律或基本方程，并系统地进行代数或矢量处理。 2. 丰富多样的例题与习题： 书中包含数百道精心设计的例题，覆盖了基础计算、概念辨析和复杂应用三大层次。习题部分严格区分了“巩固练习”、“应用拓展”和“概念挑战”，以适应不同学习进度的学生。 3. 历史背景与前沿联系： 在关键概念的引入处，穿插了相关的历史发展和科学发现的叙述，帮助学生理解物理知识是如何一步步建立起来的，并简要连接到当前的研究热点。 4. 现代物理的无缝衔接： 经典物理的结尾并非中断，而是通过对电磁波的深入分析和狭义相对论的引入，平滑地过渡到量子与相对论领域，展现物理学知识的统一性。

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