本书从科学性、专业性和实用性出发，较系统地介绍大学物理的基本理论及其与不同领域工程技术之间的联系。全书共16章，主要内容包括：质点运动学、牛顿运动定律、功与能、动量、刚体的转动、机械振动、机械波、气体动理论、热力学基础、真空中的静电场、静电场中的导体和电介质、恒定磁场、电磁感应和电磁波、光学、狭义相对论、量子物理基础等。本书提供配套电子课件PPT、习题参考答案等。

陈伟，中山大学理学博士，暨南大学副教授、硕士生导师，主要从事核多体理论、核天体物理的研究与人才培养，长期从事大学物理等基础课程的教学工作，对这些课程在学生的创新能力的培养中的地位和角色有独到的理解。主讲过大学物理、医用物理学、概率论与数理统计和数学物理方法等课程。已发表学术论文40余篇，教学论文10余篇，培养硕士研究生10余名。

目 录

第1章 质点运动学1
1.1 质点、参考系、坐标系1
1.1.1 质点1
1.1.2 参考系和坐标系1
1.2 质点运动的描述2
1.2.1 位置矢量2
1.2.2 运动方程2
1.2.3 位移和路程3
1.2.4 速度3
1.2.5 加速度4
1.2.6 质点运动学的两类问题6
1.2.7 自然坐标系中的速度和加速度7
1.3 圆周运动8
1.3.1 圆周运动的角量描述8
1.3.2 线量和角量之间的关系9
1.4 相对运动10
1.5 总结11
思考题12
课程论文13
习题13
第2章 牛顿运动定律14
2.1 牛顿运动定律14
2.1.1 牛顿第一定律14
2.1.2 牛顿第二定律14
2.1.3 牛顿第三定律15
2.2 力学中几种常见的力15
2.2.1 万有引力15
2.2.2 弹力16
2.2.3 摩擦力16
2.3 惯性系、力学相对性原理17
2.3.1 惯性系和非惯性系17
2.3.2 力学相对性原理17
2.4 牛顿运动定律的应用18
2.4.1 确定研究对象，隔离物体，画出受力图18
2.4.2 选取坐标系，由牛顿运动定律列方程19
2.5 总结20
思考题20
课程论文21
习题21
第3章 功与能23
3.1 功、功率23
3.1.1 功23
3.1.2 功率24
3.2 动能、动能定理25
3.2.1 动能25
3.2.2 动能定理25
3.2.3 质点系的动能定理26
3.3 保守力、势能27
3.3.1 保守力与非保守力27
3.3.2 势能29
3.4 功能原理、机械能守恒定律30
3.4.1 功能原理30
3.4.2 机械能守恒定律31
3.5 能量转换与守恒定律32
3.6 总结33
思考题33
课程论文34
习题34
第4章 动量36
4.1 动量、冲量、动量定理36
4.1.1 动量36
4.1.2 冲量36
4.1.3 质点的动量定理37
4.2 质点系的动量定理、动量守恒定律38
4.2.1 质点系的动量定理38
4.2.2 动量守恒定律39
4.3 质心运动定理39
4.3.1 质心的概念39
4.3.2 质心运动定理的内容41
4.4 总结41
思考题42
课程论文42
习题42
第5章 刚体的转动44
5.1 刚体的定轴转动44
5.1.1 平动和转动44
5.1.2 刚体定轴转动的描述45
5.2 刚体定轴转动的动力学基本方程47
5.2.1 力矩47
5.2.2 转动定律48
5.2.3 转动惯量49
5.2.4 转动定律的应用51
5.3 力矩的功、转动的动能定理52
5.3.1 力矩的功52
5.3.2 刚体定轴转动的动能定理53
5.4 角动量、角动量守恒定律53
5.4.1 角动量53
5.4.2 角动量定理54
5.4.3 角动量守恒定律55
5.5 总结55
思考题56
课程论文57
习题57
第6章 机械振动59
6.1 简谐振动59
6.1.1 简谐振动的动力学方程和运动学方程59
6.1.2 描述简谐振动的三个物理量――周期、振幅、初相62
6.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法63
6.1.4 简谐振动的能量65
6.2 简谐振动的合成65
6.2.1 同方向同频率的简谐振动的合成66
6.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成67
6.2.3 振动方向相互垂直的简谐振动的合成68
6.3 阻尼振动、受迫振动、共振70
6.3.1 阻尼振动70
6.3.2 受迫振动71
6.3.3 共振71
6.4 总结72
思考题72
课程论文72
习题73
第7章 机械波74
7.1 波的基本概念74
7.1.1 机械波的产生74
7.1.2 波的特征量76
7.2 平面简谐波的波动方程77
7.2.1 平面简谐波的波动方程的推导77
7.2.2 波动方程的物理意义78
7.2.3 相位差与波程差的关系79
7.3 波的传播是能量的传播80
7.3.1 波的能量80
7.3.2 能流和能流密度81
7.4 惠更斯原理、波的衍射82
7.4.1 惠更斯原理82
7.4.2 波的衍射82
7.5 波的叠加原理、波的干涉83
7.5.1 波的叠加原理83
7.5.2 波的干涉83
7.6 驻波85
7.6.1 驻波的形成与特点85
7.6.2 驻波方程86
7.6.3 半波损失87
7.7 多普勒效应88
7.7.1 声源相对介质静止，
观察者相对介质运动88
7.7.2 观察者相对介质静止，声源相对介质运动89
7.7.3 声源与观察者相对于介质都运动89
7.8 总结89
思考题90
课程论文90
习题90
第8章 气体动理论92
8.1 分子运动的基本概念92
8.1.1 宏观物体由大量不连续的微观粒子（分子或原子）组成92
8.1.2 分子在永不停息地做无规则的运动（热运动）92
8.1.3 分子间存在相互作用力92
8.2 平衡态、理想气体的状态方程93
8.2.1 平衡态93
8.2.2 状态参量93
8.2.3 理想气体的状态方程94
8.3 理想气体的压强和温度的统计意义94
8.3.1 理想气体的微观模型94
8.3.2 理想气体的压强公式94
8.3.3 理想气体的温度96
8.3.4 理想气体分子的方均根速率96
8.4 能量按自由度均分定理、理想气体的内能97
8.4.1 自由度97
8.4.2 能量按自由度均分定理97
8.4.3 理想气体的内能98
8.5 麦克斯韦速率分布律及其应用99
8.5.1 麦克斯韦速率分布律99
8.5.2 三种统计速率100
8.6 气体分子的碰撞频率及平均自由程102
8.6.1 气体分子的碰撞频率102
8.6.2 气体分子的平均自由程102
*8.7 气体内的迁移现象103
8.7.1 黏滞现象103
8.7.2 热传导现象104
8.7.3 扩散现象105
8.8 总结106
思考题106
课程论文107
习题107
第9章 热力学基础108
9.1 热力学第一定律108
9.1.1 准静态过程108
9.1.2 热量108
9.1.3 功109
9.1.4 内能109
9.1.5 功与热的等效性109
9.1.6 热力学第一定律110
9.2 两种摩尔热容111
9.2.1 气体的定体摩尔热容111
9.2.2 气体的定压摩尔热容111
9.3 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用112
9.3.1 定体过程112
9.3.2 定压过程112
9.3.3 等温过程113
9.4 理想气体的绝热过程113
9.5 循环、卡诺循环116
9.5.1 循环116
9.5.2 热机效率与制冷系数116
9.5.3 卡诺循环和效率117
9.6 热力学第二定律120
9.7 可逆过程与不可逆过程120
9.7.1 可逆过程与不可逆过程的定义120
9.7.2 不可逆过程的相互关联性120
9.8 卡诺定理121
9.9 熵和熵增加原理121
9.9.1 熵121
9.9.2 熵增加原理123
9.10 热力学第二定律的统计
意义125
9.11 总结126
思考题127
课程论文127
习题127
第10章 真空中的静电场129
10.1 库仑定律129
10.1.1 电荷及其基本属性129
10.1.2 库仑定律130
10.2 电场、电场强度130
10.2.1 电场130
10.2.2 电场强度131
10.2.3 电场强度的计算132
10.3 静电场的高斯定理135
10.3.1 电场线135
10.3.2 电通量136
10.3.3 高斯定理137
10.3.4 高斯定理的应用139
10.4 静电场的环路定理140
10.4.1 电场力做功的特征141
10.4.2 静电场的环路定理141
10.5 电势142
10.5.1 电势、电势差142
10.5.2 电势的计算143
10.6 电场强度与电势的微分关系146
10.6.1 等势面146
10.6.2 电场强度与电势的微分关系的推导146
10.7 总结149
思考题149
课程论文149
习题150
第11章 静电场中的导体和电介质151
11.1 静电场中的导体151
11.1.1 导体的静电平衡条件151
11.1.2 静电平衡时导体上电荷的分布152
11.1.3 空腔导体与静电屏蔽153
11.1.4 有导体存在时电场的分析与计算154
11.2 静电场中的电介质155
11.2.1 电介质的极化156
11.2.2 电位移矢量、有电介质时的高斯定理157
11.3 电容、电容器159
11.3.1 孤立导体的电容159
11.3.2 电容器及其电容160
11.3.3 充满电介质的电容器161
11.4 电场的能量162
11.4.1 电容器的能量162
11.4.2 电场的能量密度163
11.5 总结164
思考题164
课程论文164
习题165
第12章 恒定磁场166
12.1 恒定电流的基本概念166
12.1.1 电流和电流密度166
*12.1.2 欧姆定律的微分形式167
12.2 磁场、磁感应强度168
12.2.1 基本磁现象168
12.2.2 磁感应强度168
12.3 毕奥?萨伐尔定律及其应用169
12.3.1 毕奥?萨伐尔定律170
12.3.2 毕奥?萨伐尔定律应用举例170
12.3.3 运动电荷的磁场172
12.4 磁场的高斯定理173
12.4.1 磁通量173
12.4.2 磁场高斯定理的内容174
12.5 磁场的安培环路定理175
12.5.1 安培环路定理175
12.5.2 安培环路定理的应用176
12.6 磁场对运动电荷的作用178
12.6.1 洛伦兹力178
12.6.2 带电粒子在均匀磁场中的运动179
12.6.3 霍尔效应180
12.7 磁场对载流导线的作用181
12.7.1 安培力181
12.7.2 磁场对平面载流线圈的作用184
12.8 物质的磁性186
12.8.1 磁介质及其磁化机制186
12.8.2 磁化强度与磁化电流187
12.8.3 有磁介质时的安培环路定理188
12.9 铁磁质190
12.9.1 磁畴190
12.9.2 铁磁质的磁化规律191
12.9.3 铁磁质的分类192
12.10 总结192
思考题193
课程论文193
习题193
第13章 电磁感应和电磁波195
13.1 电源