具体描述
《普通高等教育十一五国家级规划教材•大学物理学(下)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。教材以近期制定的《理工科非物理类大学物理课程教学基本要求》为依据，在教材结构和编写内容上做了较大改革，形成了一个新的课程体系。在内容上充分体现近代科学技术的发展，一方面适度扩大近代物理的内容，并将现代科学与高新技术的物理基础内容引入到教材中；另一方面在经典物理内容中插入现代学科内容和引用现代科学技术的例子。设置前沿进展和科技博览等栏目，在内容正常论述处，适时的、有机的插入与该论述部分相关的物理前沿知识和应用技术。
在教材编写中，知识点按照模块化的方式进行编辑，不同学科专业的物理课程在保证A类基本知识点的前提下，选择适合的B类知识点和现代科学与高新技术的物理基础专题（用“※”标记），纳入教学知识体系。同时也为不同学时的大学物理课程提供选择的余地，确保其满足理工科本科生基本物理素质的培养。
浩瀚星辰与微观粒子：一部探索宇宙奥秘的物理学巨著 书名： 理论力学精要与电磁场理论前沿 简介： 本书是一部面向高等院校物理学、应用物理学及相关理工科专业学生和研究人员的深度理论教材。它系统、严谨地构建了经典物理学的两大核心支柱——理论力学与电磁场与电磁波的完整理论框架，并在此基础上，深入探讨了这些理论在现代科学研究中的前沿应用与深刻内涵。本书摒弃了对基础概念的过多重复介绍，而是聚焦于构建一个高度抽象化、数学化且富有洞察力的物理图像，旨在培养读者运用高级数学工具解决复杂物理问题的能力。 第一部分：理论力学精要——从牛顿的惯性到拉格朗日、哈密顿的优雅 理论力学是物理学的基石，它将牛顿力学的经验描述提升到了一个全新的、更具普适性的分析高度。本书在理论力学的阐述上，力求精炼与深刻并重。 一、 经典力学的升华与约束系统的分析： 我们从牛顿定律的局限性出发，迅速过渡到更强大的描述工具。第一章重点解析了广义坐标系的引入及其对问题的简化作用。随后，对约束系统的动力学进行了深入剖析，特别是如何处理完整约束和非完整约束。书中详细阐述了达朗贝尔原理及其在求解复杂多体系统中的高效性，为后续的分析力学奠定坚实的数学基础。读者将学习如何将看似复杂的几何限制转化为代数方程，从而有效地降低系统的自由度。 二、 变分原理的魅力：拉格朗日力学的核心框架： 本书用大量篇幅阐释了最小作用量原理（哈密顿原理），这是连接几何光学与经典力学的桥梁。我们详细推导了拉格朗日方程，并展示了它如何将微分方程的求解转化为对能量泛函的极值搜索，体现了物理规律的内在简洁性。书中涵盖了对保守系统和非保守系统的拉格朗日量构建，以及如何处理耗散力。为了深化理解，我们引入了循环坐标和守恒量的概念，揭示了物理对称性与守恒定律之间的深刻联系（诺特定理的初步应用）。 三、 高级分析力学：哈密顿力学的几何视角： 理论力学的巅峰在于哈密顿力学。本书将勒让德变换作为核心工具，从拉格朗日量导出了哈密顿量，并详细分析了哈密顿方程的结构。这一部分是本书的重点和难点，它将力学问题转化为相空间中的运动轨迹问题。我们深入探讨了泊松括号的代数结构，展示了它如何在微观层面上描述物理量随时间的变化率，以及它与量子力学中对易子关系的直接对应。对于涉及保守力场的系统，我们将探讨正则变换，理解不同坐标系下哈密顿量的等价性，并介绍求解哈密顿-雅可比方程的技巧。 四、 刚体动力学与微扰理论的基础： 理论力学必须能够处理宏观世界中的复杂形体。本书对刚体运动的描述是高度系统化的，详细区分了欧拉角、转动惯量张量和刚体运动方程（欧拉方程）。我们着重于分析在外力矩作用下的刚体进动、章动问题。此外，为了应对现实中精确解析解难以求得的系统，本书引入了微扰理论的基础，包括定态微扰和含时微扰的初步概念，为后续学习量子力学和高级电磁学打下基础。 --- 第二部分：电磁场与电磁波前沿——从麦克斯韦方程到场论的统一 电磁学是连接宏观电磁现象与微观基本粒子相互作用的桥梁。本书的电磁学部分，旨在超越单纯的求解静电场、稳恒磁场问题，直奔麦克斯韦方程组的内在逻辑与电磁波的波动特性。 一、 静电场与静磁场的数学物理基础： 本部分建立在矢量分析的坚实基础上。我们从库仑定律和毕奥-萨伐尔定律出发，迅速转向电势和磁矢势的描述。重点放在泊松方程和拉普拉斯方程的求解上。书中详细讨论了分离变量法在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系中的应用，特别是球谐函数在处理具有球对称边界条件问题时的关键作用。边界值问题的讨论，包括导体、介质分界面处的电场和磁场分布，将严格运用像法和格林函数方法。 二、 介质中的电磁场与能量动量： 介质的引入使得电磁场分析复杂化。我们系统地引入电位移矢量 $mathbf{D}$ 和磁场强度 $mathbf{H}$，并详细分析了电极化强度 $mathbf{P}$ 和磁化强度 $mathbf{M}$ 在不同介质（线性、各向同性、均匀）中的本构关系。在磁场部分，对磁化体内部的磁场进行了精细剖析。 电磁场的能量与动量是理解其物理性质的关键。本书详尽推导了坡印廷廷（Poynting）矢量 $mathbf{S}$，并从麦克斯韦方程组推导出坡印廷廷定理，清晰地展示了能量如何在电磁场中流动与守恒。同时，我们探讨了电磁场对电荷和电流所施加的动量，为后续的相对论性分析做铺垫。 三、 时变电磁场与麦克斯韦方程组的统一性： 本书的核心在于对麦克斯韦方程组的全面掌握。我们着重分析了法拉第电磁感应定律中引入的涡旋电场，以及安培-麦克斯韦定律中位移电流的引入，正是后者赋予了电磁场波动性。 四、 电磁波的传播与辐射： 在无源、无耗散的均匀介质中，麦克斯韦方程组退化为齐次波动方程。本书深入研究了平面电磁波在真空、电介质和理想导体表面的反射与折射现象，严格应用菲涅耳公式，并分析了斯托克斯参量在描述偏振态中的应用。对于导电介质，我们引入了复传播常数，讨论了集肤深度和衰减常数的概念。 最后，本书将目光投向电磁辐射。我们从推迟势（Retarded Potentials）出发，系统推导了线性振子（如偶极子天线）的远场辐射特性，包括辐射功率和方向图的计算。这部分内容展示了时变场如何产生向外传播的能量，是将理论力学和电磁场结合起来理解波动现象的典范。 总结： 本书旨在提供一个高度结构化、数学严密的物理知识体系。它要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础，并准备好迎接更高阶物理思想的挑战。阅读本书，你将不仅学会“如何计算”，更会理解“为何如此”。
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