本书是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向21世纪课程教材和“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。从教学顺序上看，本书是《新概念物理教程》中的第五卷，全套书各卷的编写和改革思路是一脉相承的，但根据内容的特点，本卷更加强调用普通物理课的风格讲述量子物理。本书取材覆盖了所有量子物理的各个重要方面和前沿课题，远超出传统普通物理教材中的“原子物理”部分；但本书也不是“量子力学”教材，因书中只介绍了量子力学的基本概念和理论框架，而不涉及量子力学中较深的数学和许多重要的计算方法。本书只要求读者学过普通物理的光学部分、微积分和线性代数。本书共分实验基础与基本原理，双态系统，从一维系统到凝聚态物理，原子到分子，原子核到粒子，量子力学的新进展六章和线性代数、高斯函数与高斯积分、物理常量 单位换算与数据三个附录。

本书可作为高等学校物理类专业、电子信息专业的教科书或参考书，特别适合物理学基础人才培养基地选用。对于其他理工科专业，本书也是教师备课时很好的参考书和优秀学生的辅助读物。

前辅文
第一章 实验基础与基本原理
  §1.热辐射与普朗克的量子假说
   1.1 一般特征与辐射场的定量描述
   1.2 基尔霍夫热辐射定律
   1.3 绝对黑体和黑体辐射
   1.4 斯特藩玻耳兹曼定律和维恩位移定律
   1.5 维恩公式和瑞利公式
   1.6 辐射场的态密度和能均分定理
   1.7 普朗克公式与能量子假说
  §2.光的粒子性和电子的波动性
   2.1 光电效应
   2.2 爱因斯坦的光子假说与光电效应的解释
   2.3 康普顿效应
   2.4 德布罗意波
  §3.电子干涉实验 概率幅及其叠加
   3.1 电子的双缝干涉实验
   3.2 追踪电子
   3.3 用概率幅来描述
  §4.海森伯不确定度关系 动力学变量算符
   4.1 海森伯不确定度关系
   4.2 动量的平均值与动量算符
   4.3 算符的本征值
   4.4 动量与位置算符的对易关系
  §5.轨道角动量
   5.1 轨道角动量算符
   5.2 轨道角动量的对易关系
   5.3 轨道角动量的本征值与本征态的简并度
  §6.空间操作算符薛定谔方程
   6.1 动量与空间平移算符
   6.2 角动量与空间转动算符
   6.3 薛定谔方程
   6.4 定态
  §7.态矢和态矢空间
   7.1 从光子线偏振态的分解说起
   7.2 圆偏振态的分解
   7.3 态矢和态矢空间
   7.4 基矢变换
   7.5 算符的本征矢和本征值
   7.6 动力学变量的测量与平均值
   7.7 守恒量
   7.8 对易算符的共同本征态与动力学变量完全集问题
  §8.电子的自旋
   8.1 角动量和磁矩的关系
   8.2 施特恩格拉赫实验
   8.3 原子的磁矩
   8.4 电子自旋 泡利矩阵
  §9.光子的角动量
   9.1 光子自旋角动量
   9.2 电偶极辐射和磁偶极辐射
   9.3 电偶极辐射光子的角动量矩阵
  §10.光子的发射与吸收
   10.1 爱因斯坦的受激辐射理论
   10.2 光子的产生算符和消灭算符
  §11.量子力学基本原理小结
   11.1 基本概念
   11.2 基本公设
  本章提要
  思考题
  习题
第二章 双态系统
  §1.等价双态系统
   1.1 能级离散系统中薛定谔方程的矩阵形式
   1.2 氨分子概率幅的振荡与能级的分裂
   1.3 苯分子的“共振能”
   1.4 染料分子的共轭双键
   1.5 氢分子离子
  §2.量子共振
   2.1 问题的提出
   2.2 拉比严格解
   2.3 共振与失谐
   2.4 弱场近似
   2.5 考虑有衰减时的情形
  §3.受激发射理论中的爱因斯坦A、B系数
   3.1 问题的提出
   3.2 外电场对原子系统的微扰
   3.3 爱因斯坦A、B系数
  §4.氨分子微波激射
   4.1 静电场中的氨分子
   4.2 微波场中的氨分子
   4.3 氨分子频标
  §5.拉莫尔进动与磁共振
   5.1 拉莫尔进动的经典模型
   5.2 布洛赫方程
   5.3 拉莫尔进动的量子描述
   5.4 核磁共振的量子描述
   5.5 核磁共振的应用
  本章提要
  思考题
  习题
第三章 从一维系统到凝聚态物质
  §1.散射态
   1.1 直角势垒和直角势阱的散射态
   1.2 量子隧穿效应的实例
  §2.束缚态
   2.1 束缚态能级的量子化
   2.2 直角势阱
   2.3 量子围栏——实现波函数的测量
   2.4 谐振子
  §3.一维晶格中的电子
   3.1 能带
   3.2 电子在有缺陷晶格上的散射
   3.3 电子被晶格的不完整性俘陷
  §4.半导体
   4.1 导体、绝缘体和半导体的区别
   4.2 内禀半导体中载流子的统计分布和浓度
   4.3 掺杂
   4.4 电子和空穴的有效质量
   4.5 非平衡载流子的扩散与复合
   4.6 pn结及其整流作用
   4.7 晶体管
  §5.声子
   5.1 一维晶格中纵波的简正表示
   5.2 格波的量子化
   5.3 晶格的热导
   5.4 金属的电导
   5.5 元激发的概念
  §6.超导电现象和唯象理论
   6.1 零电阻 临界温度
   6.2 临界电流密度和临界磁场
   6.3 迈斯纳效应与磁通量子化
   6.4 二流体模型
   6.5 伦敦方程
   6.6 唯象理论对超导现象的解释
   6.7 用磁矢势表示伦敦方程
  §7.超导微观理论
   7.1 同位素效应
   7.2 电声子相互作用
   7.3 库珀对
   7.4 BCS理论
  §8.磁场中的带电粒子
   8.1 磁场中的动量算符
   8.2 磁场中波函数的相因子
   8.3 AB效应
   8.4 对超导体磁性能的微观理论解释
   8.5 AB效应和磁通量子化的实验验证
  §9.超导隧穿与量子干涉现象
   9.1 约瑟夫森效应
   9.2 约瑟夫森结电路的力学类比
   9.3 超导量子干涉器件
   9.4 介观物理概念简介
  本章提要
  思考题
  习题
第四章 原子
  §1.前量子论时代的原子
   1.1 化学家的原子
   1.2 原子光谱及其规律
   1.3 电子的发现
   1.4 布丁模型和有核模型
   1.5 原子结构经典理论的困难
   1.6 玻尔理论
  §2.类氢离子
   2.1 能级与量子态
   2.2 隆格楞茨矢量与l简并性
   2.3 波函数
   2.4 波函数的实数表示
  §3.原子的壳层结构与周期表
   3.1 原子实的屏蔽作用与l简并的解除
   3.2 L壳层与M壳层的电子组态
   3.3 所有元素单电子态填充次序和电子组态
   3.4 自旋对单电子态填充的影响
   3.5 元素周期表
  §4.能级的精细结构
   4.1 自旋与相对论效应对原子能级的影响
   4.2 原子态符号
   4.3 氢原子能级的精细结构
   4.4 兰姆移位
   4.5 碱金属原子能级的精细结构
   4.6 多价原子能级的精细结构
   4.7 LS耦合制式
   4.8 泡利原理对同科电子组态的影响
   4.9 洪德定则
   4.10 jj耦合制式
  §5.原子光谱
   5.1 辐射跃迁的选择定则
   5.2 单电子光谱
   5.3 多电子光谱
   5.4 内层电子跃迁与X射线光谱
  §6.原子的磁矩与塞曼效应
   6.1 单电子的朗德g因子
   6.2 LS耦合制式的朗德g因子
   6.3 jj耦合制式的朗德g因子
   6.4 在磁场中原子能级的分裂
   6.5 正常塞曼效应
   6.6 反常塞曼效应
  §7.氢原子基态的超精细结构与量子频标
   7.1 超精细结构
   7.2 两个自旋1/2粒子态矢空间的直积
   7.3 总自旋角动量算符的本征态
   7.4 氢原子基态的超精细结构
   7.5 超精细塞曼分裂
   7.6 氢原子激射器
   7.7 量子频标综述
  本章提要
  思考题
  习题
第五章 分子
  §1.共价键（一）——分子轨函法
   1.1 H+2离子
   1.2 分子轨函
   1.3 分子轨函的形成
   1.4 分子轨函的分类
   1.5 分子轨函的能级顺序
  §2.共价键（二）——电子配对法
   2.1 H2分子
   2.2 电子配对法
   2.3 应用实例
   2.4 共价键结合能的数量级
   2.5 分子轨函法与电子配对法的比较
  §3.轨函杂化与分子的立体构型
   3.1 轨函杂化
   3.2 sp杂化
   3.3 sp2杂化
   3.4 sp3杂化
   3.5 不等性杂化
  §4.分子能级与分子光谱
   4.1 分子能级
   4.2 分子的振动能级
   4.3 分子的转动能级
   4.4 振动转动谱带
  本章提要
  思考题
  习题
第六章 原子核
  §1.原子核的组成和基本性质
   1.1 核素的电荷数和质量数
   1.2 质子和中子的发现
   1.3 原子核的组成
   1.4 原子核的形状和大小
   1.5 原子核的质量和结合能
   1.6 原子核的自旋、磁矩和原子能级的超精细分裂
  §2.天然核素的放射性衰变
   2.1 天然放射性的发现
   2.2 衰变定律 半衰期 平均寿命
   2.3 三种射线
   2.4 α衰变
   2.5 β衰变 中微子假说
   2.6 γ衰变 内转换 穆斯堡尔效应
   2.7 放射系
   2.8 核素分布图
   2.9 放射性的应用
  §3.核反应
   3.1 人工核反应与人工放射性
   3.2 反应能 阈能
   3.3 反应截面
   3.4 核反应机制
  §4.裂变
   4.1 核裂变反应的发现
   4.2 核裂变反应的特点
   4.3 链式裂变反应和反应堆
   4.4 原子弹
  §5.聚变
   5.1 核聚变反应
   5.2 太阳的能源
   5.3 氢弹
   5.4 受控热核聚变
  §6.核力
   6.1 核力的主要特征
   6.2 核力的介子交换理论
  §7.核结构模型
   7.1 液滴模型
   7.2 费米气体模型
   7.3 壳层模型
   7.4 集体模型
  本章提要
  思考题
  习题
第七章 粒子物理
  §1.粒子物理学的诞生
   1.1 早年观点
   1.2 狄拉克方程
   1.3 反粒子
   1.4 中微子
   1.5 μ子与π介子
   1.6 四种相互作用
   1.7 粒子的分类
   1.8 守恒量
  §2.轻子与弱相互作用
   2.1 三代轻子
   2.2 宇称不守恒
   2.3 CP守恒与CP破坏
   2.4 中间玻色子与弱电统一
  §3.强子与强相互作用
   3.1 奇异粒子和奇异数
   3.2 共振粒子
   3.3 强子结构的初探——八重态和十重态
   3.4 夸克模型
   3.5 粲夸克底夸克和顶夸克
   3.6 色相互作用的特征
   3.7 夸克层次的粒子分类和粒子物理的标准模型
  本章提要
  思考题
  习题
第八章 量子纠缠态
  §1.波粒二象性的本质
   1.1 量子态的直积与纠缠
   1.2 薛定谔猫态
   1.3 哪条路检测器tui相干作用原理
  §2.EPR佯谬和量子纠缠态的非定域性
   2.1 爱因斯坦与玻尔之争
   2.2 EPR佯谬
   2.3 局域隐变量和贝尔不等式
   2.4 贝尔不等式的实验检验
   2.5 没有不等式的贝尔定理——GHZ三粒子纠缠
  §3.量子超空间传态
   3.1 贝尔算符与贝尔态基
   3.2 光子贝尔态的实现
   3.3 光子贝尔态的测量
   3.4 量子超空间传态的原理与实现
   3.5 量子态不可克隆定理
  §4.量子计算
   4.1 量子计算与经典计算的不同
   4.2 Shor算法
附录A 线性代数
  §1.矢量空间
   1.1 n维矢量
   1.2 矢量的基本运算
   1.3 矢量的线性相关性
   1.4 n维矢量空间
   1.5 矢量空间的基
  §2.矩阵与线性变换
   2.1 矩阵及其运算法则
   2.2 方阵的运算
   2.3 线性变换及其矩阵表示
   2.4 幺正变换
  §3.本征值问题
   3.1 算符及其矩阵表示
   3.2 本征值与本征矢
   3.3 对易算符的共同本征矢
  §4.升降算符
   4.1 升降算符的基本性质
   4.2 产生算符和消灭算符
  §5.角动量算符
   5.1 对易关系
   5.2 角动量分量的本征值
   5.3 角动量平方的本征值
   5.4 角动量的合成
  习题
附录B 高斯函数与高斯积分
  1.高斯函数
  2.高斯积分
  3.傅里叶变换
附录C 物理常量单位换算与数据
  1.基本物理常量
  2.能量单位换算
  3.同位素数据选表
习题答案
索引

“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

《新概念物理教程》是教育部“面向21 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,是面向21世纪课程教材?作为《新概念物理教程》光学卷,与已出版的力学?热学?电磁学?量子物理各卷配套,组成一个完整的基础物理课程教材体系?本卷共分光和光的传播,几何光学成像,干涉,衍射,变换光学与全息照相,偏振,光与物质的相互作用?光的量子性七章和两个附录?

本书可作为高等学校物理类专业的教材或参考书,特别适合物理学基础人才培养基地选用?对于其他理工科专业,本书也是教师备课时很好的参考书和优秀学生的辅助读物?

前辅文
第一章 光和光的传播
  §1. 光和光学
   1.1 光的本性
   1.2 光源与光谱
   1.3 光学的研究对象?分支与应用
  §2. 光的几何光学传播规律
   2.1 几何光学三定律
   2.2 全反射
   2.3 棱镜与色散
   2.4 光路的可逆性原理
  §3. 惠更斯原理
   3.1 波的几何描述
   3.2 惠更斯原理的表述
   3.3 对反射定律和折射定律的解释
   3.4 直线传播问题
  §4. 费马原理
   4.1 光程
   4.2 费马原理的表述
   4.3 由费马原理推导几何光学三定律
  §5. 光度学基本概念
   5.1 辐射能通量和光通量
   5.2 发光强度和亮度
   5.3 余弦发光体和定向发光体
   5.4 照度
   5.5 光度学单位的定义
  本章提要
  思考题
  习题
第二章 几何光学成像
  §1. 成 像
   1.1 实像与虚像 实物与虚物
   1.2 物方和像方 物与像的共轭性
   1.3 物像之间的等光程性
   1.4 等光程面
  §2. 共轴球面组傍轴成像
   2.1 光在单个球面上的折射
   2.2 轴上物点成像焦距?物像距公式
   2.3 傍轴物点成像与横向放大率
   2.4 逐次成像
   2.5 拉格朗日-亥姆霍兹定理
  §3. 薄透镜
   3.1 焦距公式
   3.2 成像公式
   3.3 密接透镜组
   3.4 焦 面
   3.5 作图法
   3.6 透镜组成像
  §4. 理想光具组理论
   4.1 理想成像与共线变换
   4.2 共轴理想光具组的基点和基面
   4.3 物像关系
   4.4 理想光具组的联合
  §5. 光学仪器
   5.1 投影仪器
   5.2 照相机
   5.3 眼睛
   5.4 放大镜和目镜
   5.5 显微镜
   5.6 望远镜
   5.7 棱镜光谱仪
  §6. 光 阑
   6.1 孔径光阑 入射光瞳和出射光瞳
   6.2 视场光阑 入射窗和出射窗
  §7. 像 差
   7.1 像差概述
   7.2 球面像差
   7.3 彗形像差
   7.4 正弦条件和齐明点
   7.5 像散和像场弯曲
   7.6 畸变
   7.7 色像差
   7.8 小结
  §8. 像的亮度?照度和主观亮度
   8.1 像的亮度
   8.2 像的照度
   8.3 主观亮度
  本章提要
  思考题
  习题
第三章 干 涉
  §1. 波的叠加与干涉
   1.1 波的描述
   1.2 波的叠加原理
   1.3 两个点波源的干涉
  §2. 杨氏实验 光场的空间相干性
   2.1 杨氏双缝干涉实验
   2.2 一些其它干涉装置
   2.3 干涉条纹的移动
   2.4 普通光源发光微观机制的特点
   2.5 光源宽度对干涉条纹衬比度的影响
   2.6 光场的空间相干性
  §3. 薄膜干涉(一)——等厚条纹
   3.1 薄膜干涉概述
   3.2 薄膜表面的等厚条纹
   3.3 劈形薄膜的等厚条纹
   3.4 牛顿环
   3.5 等厚干涉条纹的观测方法及倾角的影响
   3.6 薄膜的颜色 增透膜和高反射膜
  §4. 薄膜干涉(二)——等倾条纹
   4.1 无穷远的等倾条纹
   4.2 观察等倾条纹时扩展光源的作用
   4.3 薄膜干涉的定域问题
  §5. 迈克耳孙干涉仪 光场的时间相干性
   5.1 迈克耳孙干涉仪的结构
   5.2 干涉条纹
   5.3 光源的非单色性对干涉条纹的影响
   5.4 傅里叶变换光谱仪
   5.5 精密测长与长度的自然基准
   5.6 光场的时间相干性
   5.7 光场的相干性小结
  §6. 多光束干涉 法布里珀罗干涉仪
   6.1 多光束干涉的强度分布公式
   6.2 法布里珀罗干涉仪的装置和条纹的半峰宽度
   6.3 法布里珀罗干涉仪在光谱学中的应用
  本章提要
  思考题
  习题
第四章 衍射
  §1. 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理
   1.1 光的衍射现象
   1.2 惠更斯-菲涅耳原理
   1.3 巴比涅原理
   1.4 衍射的分类
  §2. 菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射
   2.1 实验现象
   2.2 半波带法
   2.3 矢量图解法
   2.4 菲涅耳波带片
  §3. 夫琅禾费单缝衍射和矩孔衍射
   3.1 实验装置和实验现象
   3.2 单缝衍射的强度公式
   3.3 矩孔衍射的强度公式
   3.4 单缝衍射因子的特点
   3.5 几何光学的限度
  §4. 光学仪器的像分辨本领
   4.1 夫琅禾费圆孔衍射
   4.2 望远镜的分辨本领
   4.3 球面波照明条件下像面接收的夫琅禾费衍射
   4.4 显微镜的分辨本领
  §5. 多缝夫琅禾费衍射和光栅
   5.1 实验装置和衍射图样
   5.2 N缝衍射的振幅分布和强度分布
   5.3 缝间干涉因子的特点
   5.4 单缝衍射因子的作用
   5.5 黑白光栅和正弦光栅
  §6. 光栅光谱仪
   6.1 光栅的分光原理
   6.2 光栅的色散本领和色分辨本领
   6.3 量程和自由光谱范围
   6.4 闪耀光栅
   6.5 棱镜光谱仪的色散本领和色分辨本领
  §7. 三维光栅——X射线在晶体上的衍射
   7.1 晶体点阵 X射线
   7.2 X射线在晶体上的衍射——布拉格条件
   7.3 劳厄相和德拜相
  本章提要
  思考题
  习题
第五章 变换光学与全息照相
  §1. 衍射系统产生的波前变换
   1.1 从惠更斯-菲涅耳原理看衍射现象
   1.2 衍射系统的屏函数 振幅变换函数与相位变换函数
   1.3 平面波与球面波的波前函数
   1.4 傍轴条件和远场条件
   1.5 透镜的相位变换函数
   1.6 棱镜的相位变换函数
  §2. 阿贝成像原理与相衬显微镜
   2.1 阿贝成像原理
   2.2 空间频谱
   2.3 空间滤波与阿贝-波特实验
   2.4 相衬显微镜
  §3. 傅里叶变换光学与光信息处理
   3.1 夫琅禾费衍射装置和衍射积分的标准形式
   3.2 傅里叶变换及其逆变换
   3.3 夫琅禾费衍射与傅里叶变换的关系
   3.4 相干光图像处理的4F系统
   3.5 空间滤波实验举例
  §4. 全息照相
   4.1 全息照相步骤
   4.2 全息照相的特点
   4.3 全息照相的基本原理——无源空间边值定解
   4.4 波前的全息记录
   4.5 物光波前的重建
   4.6 体全息
   4.7 全息术的应用
  本章提要
  思考题
  习题
第六章 偏 振
  §1. 光的横波性与五种偏振态
   1.1 偏振现象与光的横波性
   1.2 偏振片
   1.3 自然光
   1.4 线偏振光
   1.5 部分偏振光
   1.6 圆偏振光
   1.7 椭圆偏振光
  §2. 光在电介质表面的反射和折射 菲涅耳公式
   2.1 菲涅耳反射折射公式
   2.2 反射率和透射率
   2.3 斯托克斯的倒逆关系
   2.4 相位关系与半波损失问题
   2.5 反射?折射时的偏振现象
   2.6 从电磁理论推导光的反射?折射定律和菲涅耳公式
   2.7 全反射与隐失波
  §3. 双折射
   3.1 双折射现象和基本规律
   3.2 单轴晶体中的波面
   3.3 晶体的惠更斯作图法
   3.4 法向速度与射线速度 法向面与射线面
   3.5 折射率椭球
   3.6 双轴晶体
  §4. 晶体光学器件 圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验
   4.1 晶体偏振器
   4.2 波晶片——相位延迟片
   4.3 垂直振动的合成
   4.4 圆偏振光和椭圆偏振光的获得
   4.5 圆偏振光和椭圆偏振光通过检偏器后强度的变化
   4.6 通过波晶片后光束偏振状态的变化
   4.7 圆偏振光和椭圆偏振光的检验
  §5. 偏振光的干涉及其应用
   5.1 偏振器间的波晶片
   5.2 色偏振
   5.3 偏振光的干涉条纹
   5.4 光测弹性术
   5.5 克尔效应与泡克耳斯效应
   5.6 会聚偏振光的干涉
  §6. 旋 光
   6.1 石英的旋光现象
   6.2 菲涅耳对旋光性的解释
   6.3 旋光晶体内的波面
   6.4 量糖术
   6.5 磁致旋光——法拉第旋转
  本章提要
  思考题
  习题
第七章 光与物质的相互作用 光的量子性
  §1. 光的吸收
   1.1 光的线性吸收规律
   1.2 复数折射率的意义
   1.3 光的吸收与波长的关系
   1.4 吸收光谱
  §2. 光的色散
   2.1 正常色散
   2.2 反常色散
   2.3 一种物质的全部色散曲线
   2.4 相速与群速
  §3. 光辐射的理论
   3.1 光的发射?吸收与色散的经典理论
   3.2 辐射阻尼
   3.3 辐射的量子图像
   3.4 谱线的自然宽度及谱线增宽
  §4. 光的散射
   4.1 散射与介质不均匀尺度的关系
   4.2 瑞利散射和米氏散射
   4.3 散射光强的角分布与偏振状态
   4.4 拉曼散射和布里渊散射
  §5. 激 光
   5.1 激光概述
   5.2 粒子数布居反转与光放大
   5.3 激活介质中布居反转的实现
   5.4 增益系数
   5.5 激光器中共振腔的作用
   5.6 增益的阈值条件
   5.7 激光器对频率的选择
   5.8 激光光束的特性
  §6. 光的波粒二象性
   6.1 单光子实验
   6.2 探测光子时概率波的坍缩
  本章提要
  思考题
  习题
附录A 傅里叶变换 波包的速度
  1. 周期函数的傅里叶级数展开
  2. 傅里叶积分变换
  3. 空间频谱
  4. 波包的群速
  5. 波包的能量速度
附录B 物理常量
习题答案
索引

面向21世纪课程教材

本书是教育部“面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果。以本书第一版为基础的教学改革项目“新概念力学”于1997年获国家级教学成果奖一等奖，1998年获国家教育委员会科学技术进步奖一等奖。相对于传统教材，本书在结构上有较大的变化，在内容上也有较大的更新。本书在用现代观点审视教学内容、向当代前沿开设窗口和接口、培养物理直觉能力等方面作了一些改革。本书共分质点运动学，动量守恒、质点动力学，机械能守恒，角动量守恒、刚体力学，连续体力学，振动和波，万有引力，相对论八章和三个数学附录。

本书可作为高等学校物理类专业的教材或参考书，特别适合物理学基础人才培养基地选用。对于其他理工科专业，本书也是教师备课时很好的参考书和优秀学生的辅助读物。

前辅文
绪论
  1. 什么是物理学？
  2. 物理学与技术
  3. 物理学的方法和科学态度
  4. 怎样学习物理学？
第一章 质点运动学
  §1. 引言
   1.1 力学的研究对象
   1.2 质点
   1.3 参考系和坐标系
  §2. 时间和空间的计量
   2.1 时间的计量
   2.2 长度的计量
  §3. 物质世界的层次和数量级
   3.1 数量级的概念
   3.2 空间尺度
   3.3 时标
  §4.直线运动
   4.1 亚里士多德和伽利略的运动观
   4.2 平均速度和瞬时速度
   4.3 平均加速度和瞬时加速度
  §5.曲线运动
   5.1 位移、速度和加速度的矢量表示
   5.2 抛体运动
   5.3 匀速圆周运动
   5.4 在给定轨道上的运动
  §6. 相对运动
  本章提要
  思考题
  习题
第二章 动量守恒质点动力学
  §1. 惯性
   1.1 惯性定律
   1.2 惯性系
  §2. 质量动量力冲量
   2.1 历史性的评述
   2.2 空间对称性
   2.3 质量
   2.4 动量动量守恒定律
   2.5 力和力的叠加原理质点组动量守恒的条件
   2.6 牛顿定律冲量动量定理
  §3. 牛顿三定律及其应用
   3.1 牛顿三定律的表述
   3.2 自然界中常见的力
   3.3 应用举例
  §4. 伽利略相对性原理和非惯性系
   4.1 伽利略相对性原理
   4.2 伽利略坐标变换
   4.3 惯性力
   4.4 科里奥利力
   4.5 牛顿绝对时空观的困难和惯性的起源
  本章提要
  思考题
  习题
第三章 机械能守恒
  §1. 功和能
   1.1 历史性的评述
   1.2 重力势能
   1.3 弹性势能
   1.4 动能
   1.5 功和功率
  §2. 机械能守恒定律
   2.1 保守力和非保守力
   2.2 能量的各种形式
   2.3 机械能守恒定律
   2.4 保守系与时间反演不变性
  §3. 一维势能曲线的运用
   3.1 一维势能曲线告诉我们什么？
   3.2 应用举例
   3.3 离心势能
   3.4 相图
  §4. 质心系与两体碰撞
   4.1 动量中心系和质心
   4.2 质心运动定理
   4.3 克尼希定理资用能
   4.4 两体碰撞
   4.5 瞄准距离与散射截面
  §5. 单位制和量纲
   5.1 单位制基本单位和导出单位
   5.2 量纲
   5.3 量纲分析
   5.4 几何相似性与标度律
  本章提要
  思考题
  习题
第四章 角动量守恒刚体力学
  §1. 角动量守恒
   1.1 角动量
   1.2 力矩质点组的角动量定理和角动量守恒定律
   1.3 质心系的角动量定理
  §2. 对称性因果关系守恒律
   2.1 什么是对称性？
   2.2 因果关系和对称性原理
   2.3 守恒律与对称性
  §3. 刚体运动学
   3.1 什么是刚体？
   3.2 平动和转动
   3.3 角速度
  §4. 刚体定轴转动
   4.1 角动量与角速度的关系
   4.2 转动惯量
   4.3 转动惯量的平行轴定理和正交轴定理
   4.4 绕定轴转动的动力学
   4.5 冲量矩
   4.6 刚体的功和能
   4.7 复摆
  §5.刚体的平面平行运动
   5.1 刚体一般运动的动力学
   5.2 平面平行运动
   5.3 瞬时转动中心
   5.4 平面平行运动的动能
  §6. 刚体的平衡
   6.1 刚体的平衡方程
   6.2 天平的灵敏度
  §7. 回转运动
   7.1 不受外力矩的回转运动
   7.2 回转效应
   7.3 岁差
   7.4 章动
  本章提要
  思考题
  习题
第五章 连续体力学
  §1. 固体的弹性
   1.1 应力和应变
   1.2 直杆的拉伸或压缩
   1.3 梁的弯曲
   1.4 柱的扭转
   1.5 相似性原理
  §2. 流体静力学
   2.1 静止流体内部的应力
   2.2 静止流体中压强的分布
   2.3 帕斯卡原理
   2.4 阿基米德原理
   2.5 表面张力
   2.6 毛细现象
  §3. 流体的流动
   3.1 理想流体的概念
   3.2 流线和流管
   3.3 定常流动和不定常流动
   3.4 流量
   3.5 连续性原理
   3.6 流体的反作用
   3.7 理想流体环量守恒定律
  §4. 伯努利方程及其应用
   4.1 方程的推导
   4.2 方程的应用
   4.3 马格纳斯效应和机翼受到的升力
  §5. 黏滞流体的流动
   5.1 流体的黏滞性
   5.2 泊肃叶公式
   5.3 斯托克斯公式
   5.4 流体的相似性原理
   5.5 层流与湍流
  本章提要
  思考题
  习题
第六章 振动和波
  §1. 线性振动
   1.1 简谐振动的描述
   1.2 简正模
   1.3 阻尼振动
   1.4 受迫振动
   1.5 共振
  §2. 振动的合成与分解
   2.1 一维同频振动的合成
   2.2 二维同频振动的合成
   2.3 不同频振动的合成和同步锁模
   2.4 傅里叶分解和次谐频
  §3. 非线性振动
   3.1 自激振动
   3.2 软激励和硬激励自振稳定的和不稳定的极限环
   3.3 什么是“混沌”？
  §4. 简谐波
   4.1 波动的基本概念
   4.2 一维简谐波的描述
   4.3 一维弹性波
   4.4 波的能量和能流
   4.5 波的群速
   4.6 驻波
   4.7 阻抗及其匹配
   4.8 连续介质的波动方程
  §5. 连续介质中的波
   5.1 声波和声速
   5.2 声压和声阻抗
   5.3 声强
   5.4 浅水波
   5.5 深水波
   5.6 表面张力波
   5.7 弹性波
  §6. 多普勒效应与超波速运动
   6.1 多普勒效应
   6.2 艏波和马赫锥
  本章提要
  思考题
  习题
第七章 万有引力
  §1. 开普勒定律
   1.1 历史性的回顾
   1.2 开普勒从本轮走向椭圆
   1.3 开普勒行星运动三定律
  §2. 万有引力定律
   2.1 定律的建立
   2.2 定律的表述
   2.3 引力常量G的测定
   2.4 引力理论的成就与意义
   2.5 太阳系里有没有混沌运动？
  §3. 开普勒运动
   3.1 质点的引力势
   3.2 开普勒运动的守恒量
   3.3 有效势能曲线的利用
   3.4 位力定理和负热容
  §4. 球体的引力场与若干天文问题
   4.1 球体的引力场
   4.2 引力有多大？
   4.3 星系的旋转曲线与暗物质假说
   4.4 球体的引力势
   4.5 逃逸速度
   4.6 宇宙膨胀动力学
  §5. 潮汐
   5.1 引潮力
   5.2 潮汐在天文上的作用
  本章提要
  思考题
  习题
第八章 相对论
  §1. 时空的相对性
   1.1 伽利略相对性原理和牛顿力学的困难
   1.2 爱因斯坦的假设
   1.3 同时性的相对性
   1.4 长度的相对性
   1.5 时间的膨胀
   1.6 孪生子效应
   1.7 洛伦兹收缩
  §2. 洛伦兹变换与速度的合成
   2.1 洛伦兹变换公式
   2.2 关于钟慢尺缩效应的进一步讨论
   2.3 速度的合成
   2.4 高速运动物体的视觉形象
  §3. 狭义相对论的动力学
   3.1 动量、质量与速度的关系
   3.2 力、功和动能
   3.3 质能关系
   3.4 能量和动量的关系
  §4. 闵可夫斯基空间四维矢量与不变量
   4.1 时空间隔的不变性
   4.2 闵可夫斯基空间四维矢量
   4.3 四维速度
   4.4 四维动量
   4.5 不变量的应用
   4.6 角分布的变换
  §5. 广义相对论简介
   5.1 广义相对性原理与时空弯曲
   5.2 等效原理和广义相对论的可观测效应
   5.3 黑洞
   5.4 引力波
  本章提要
  思考题
  习题
附录A 微积分初步
  §1. 函数及其图形
   1.1 函数自变量和因变量绝对常量和任意常量
   1.2 函数的图形
   1.3 物理学中函数的实例
  §2. 导数
   2.1 极限
   2.2 几个物理学中的实例
   2.3 函数的变化率——导数
   2.4 导数的几何意义
  §3. 导数的运算
   3.1 基本函数的导数公式
   3.2 有关导数运算的几个定理
  §4. 微分和函数的幂级数展开
   4.1 微分
   4.2 幂函数的展开
   4.3 泰勒展开
  §5. 积分
   5.1 几个物理中的实例
   5.2 定积分
   5.3 不定积分及其运算
   5.4 通过不定积分计算定积分
  习题
附录B 矢量
  1.矢量及其解析表示
  2.矢量的加减法
  3.矢量的标积
  4.矢量的矢积
  5.矢量的三重积
  6.极矢量和轴矢量
  习题
附录C 复数的运算
  1.复数的表示法
  2.复数的四则运算
  3.欧拉公式
  4.简谐振动的复数表示
  习题
习题答案
思考题选答
索引

面向21世纪课程教材

本书是“面向21世纪课程教材”，是在第二殷的基础上修订而成的，此次修订，保持了原书在用现代的观点审视.选择和组织传统的教学内客v适当的为物理学前沿打开窗口和安装接口，通过知识的传授提高科学素质和能力等方面的改革特色，更新了部分内容。全书包括静电场，恒定电流场，恒磁场，电磁感应，电磁场的相对论变接，电磁介质，电路，麦克斯韦电徭理论.电德渡.电磁单位制6章和5个数学附录。

本书可作为高等学校物理学类专业的教材或参考书，特别适合物理学基础学科拔尖人才培养选用。对于其他理工科专业，本书也是教师备谋时很好的参考书和学生的输助读物。

前辅文
第一章 静电场 恒定电流场
  §1.静电的基本现象和基本规律
   1.1两种电荷
   1.2静电感应 电荷守恒定律
   1.3导体?绝缘体和半导体
   1.4物质的电结构
   1.5库仑定律
  §2.电场 电场强度
   2.1电场
   2.2电场强度矢量E
   2.3电场线
   2.4电场强度叠加原理
   2.5电荷的连续分布
   2.6带电体在电场中受的力及其运动
   2.7矢量场
  §3.高斯定理
   3.1立体角
   3.2电通量
   3.3高斯定理的表述及证明
   3.4球对称的电场
   3.5轴对称的电场
   3.6无限大带电平面的电场
   3.7从高斯定理看电场线的性质
  §4.电势及其梯度
   4.1静电场力所作的功与路径无关
   4.2电势与电势差
   4.3电势叠加原理
   4.4等势面
   4.5电势的梯度
   4.6电偶极层
  §5.静电场中的导体
   5.1导体的平衡条件
   5.2导体上的电荷分布
   5.3导体壳(腔内无带电体情形)
   5.4导体壳(腔内有带电体情形)
  §6.静电能
   6.1点电荷之间的相互作用能
   6.2电荷连续分布情形的静电能
   6.3电荷在外电场中的能量
  §7.电容和电容器
   7.1孤立导体的电容
   7.2电容器及其电容
   7.3电容器储能(电能)
  §8.静电场边值问题的唯一性定理
   8.1问题的提出
   8.2几个引理
   8.3叠加原理
   8.4唯一性定理
   8.5静电屏蔽
   8.6电像法
  §9.恒定电流场
   9.1电流密度矢量
   9.2欧姆定律的微分形式
   9.3电流的连续方程
   9.4两种导体分界面上的边界条件
   9.5电流线在导体界面上的折射
   9.6非静电力与电动势
   9.7恒定电场对电流分布的调节作用
  本章提要
  思考题
  习题
第二章 恒磁场 __€OU|_hx髙
  §1.磁的基本现象和基本规律
   1.1磁的库仑定律 73 1.2电流的磁效应
   1.3安培定律
   1.4电流单位 ——— 安培
  §2.磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律
   2.1磁感应强度矢量B
   2.2毕奥-萨伐尔定律
   2.3载流直导线的磁场
   2.4载流圆线圈轴线上的磁场
   2.5载有环向电流的圆筒在轴线上产生的磁场
  §3.安培环路定理
   3.1载流线圈与磁偶极层的等价性
   3.2安培环路定理的表述和证明
   3.3磁感应强度B 是轴矢量
   3.4安培环路定理应用举例
  §4.磁场的“高斯定理” 磁矢势
   4.1磁场的“高斯定理”
   4.2磁矢势
  §5.磁场对载流导线的作用
   5.1安培力
   5.2平行无限长直导线间的相互作用
   5.3矩形载流线圈在均匀磁场中所受力矩
   5.4载流线圈的磁矩
   5.5磁偶极子与载流线圈的等价性
   5.6直流电动机基本原理
   5.7电流计线圈所受磁偏转力矩
  §6.带电粒子在磁场中的运动
   6.1洛伦兹力
   6.2洛伦兹力与安培力的关系
   6.3带电粒子在均匀磁场中的运动
   6.4荷质比的测定
   6.5回旋加速器的基本原理
   6.6霍耳效应
   6.7等离子体的磁约束
  本章提要
  思考题
  习题
第三章 电磁感应 电磁场的相对论变换
  §1.电磁感应定律
   1.1电磁感应现象
   1.2法拉第定律
   1.3楞次定律
   1.4涡电流和电磁阻尼
  §2.动生电动势和感生电动势
   2.1动生电动势
   2.2交流发电机原理
   2.3感生电动势 涡旋电场
   2.4电子感应加速器
  §3.磁矢势与磁场中带电粒子的动量
   3.1磁场中带电粒子的“势动量”
   3.2磁场中带电粒子的动量守恒定律
   3.3电流元相互作用何时服从牛顿第三定律?
   3.4磁矢势A 和磁感应强度B 哪个更基本?
  §4.电磁场的相对论变换
   4.1问题的提出
   4.2相对论力学的若干结论
   4.3电磁规律的协变性与电荷的不变性
   4.4电磁场的变换公式
   4.5运动点电荷的电场
   4.6运动点电荷的磁场
   4.7对特鲁顿-诺伯实验零结果的解释
  §5.互感和自感
   5.1互感系数
   5.2自感系数
   5.3两个线圈串联的自感系数
   5.4自感磁能和互感磁能
  本章提要
  思考题
  习题
第四章 电磁介质
  §1.电介质
   1.1电介质的极化
   1.2极化的微观机制
   1.3极化强度矢量P
   1.4tui极化场
   1.5极化率
   1.6电位移矢量D 有电介质时的高斯定理 介电常量
  §2.磁介质(一)——— 分子电流观点
   2.1磁介质的磁化
   2.2磁化强度矢量 M
   2.3磁介质内的磁感应强度矢量B
   2.4磁场强度矢量 H 有磁介质时的安培环路定理
  §3.磁介质(二)——— 磁荷观点
   3.1磁介质的磁化 磁极化强度矢量J
   3.2磁荷分布与磁极化强度矢量J 的关系
   3.3tui磁场与tui磁因子
   3.4安培环路定理 高斯定理
   3.5磁感应强度矢量B
   3.6磁化率和磁导率
  §4.磁介质两种观点的等效性
   4.1电流环与磁偶极子的等效性
   4.2基本规律的等效性
   4.3磁介质棒问题上两种观点的对比
   4.4小结
  §5.磁介质的磁化规律和机理 铁电体
   5.1磁介质的分类
   5.2顺磁质和抗磁质
   5.3铁磁质的磁化规律
   5.4磁滞损耗
   5.5铁磁质的分类
   5.6铁磁质的微观结构和磁化机理
   5.7铁电体 压电效应及其逆效应
  §6.电磁介质界面上的边界条件 磁路定理
   6.1两种电介质或磁介质分界面上的边界条件
   6.2有介质情形的边值问题的唯一性定理
   6.3电场线和磁感应线在界面上的折射
   6.4磁路定理
   6.5磁屏蔽
  §7.电磁场能
   7.1电场的能量和能量密度
   7.2磁场的能量和能量密度
  本章提要
  思考题
  习题
第五章 电 路
  §1.恒定电路中的电源
   1.1电源的电动势?内阻和路端电压
   1.2化学电源
   1.3温差电
  §2.各种导体的导电机制
   2.1金属导电的经典电子论
   2.2线性与非线性导电规律
   2.3气体导电
  §3.恒定电路计算
   3.1电阻的串联和并联
   3.2简单电路举例
   3.3基尔霍夫定律
   3.4复杂电路举例
   3.5电压源与电流源 等效电源定理
  §4.暂态过程
   4.1LR 电路的暂态过程
   4.2RC 电路的暂态过程
   4.3微分电路和积分电路
   4.4LCR 电路的暂态过程
  §5.交流电概述
   5.1各种形式的交流电
   5.2描述简谐交流电的特征量
  §6.交流电路中的元件
   6.1概 述
   6.2交流电路中的电阻元件
   6.3交流电路中的电容元件
   6.4交流电路中的电感元件
  §7.矢量图解法
   7.1简谐量合成的矢量图解法
   7.2串联电路
   7.3并联电路
   7.4串?并联电路的一些应用
  §8.复数解法
   8.1复电压?复电流和复阻抗?复导纳的概念
   8.2串?并联电路的复数解法
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