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《大学物理（第3版）》贯穿了理论联系实际的原则，增加了一些物理基础知识和原理在工程技术中的实践应用实例的介绍，与中学物理知识较好地衔接，适度把握知识的难度，注重利用物理基本原理解决工程技术中的实际问题的能力培养。
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| 內容簡介： |
《大学物理（第3版）》是根据教育部关于理工科大学物理的教学要求并结合高职类专业的特点和要求，在《大学物理第2版》的基础上改编修订的。本书在吸收国内外同类教材优点的同时融入作者多年的教学经验，既保证物理学知识体系的完整性，又突出以物理学的思想和方法来分析问题、解决问题的综合能力培养的特点。增补和修改了一些物理学在相关交叉学科的发展和应用实例，尽量使覆盖专业面广些，以满足不同专业的需求。
《大学物理（第3版）》共分15章，分别介绍了物理学导论、质点的运动与力、运动的守恒量与守恒定律、刚体的定轴转动、机械振动、机械波、热力学基础、气体动理论基础、真空中的静电场、静电场中的导体与电介质、恒定电流的磁场、磁场中的磁介质、电磁感应及电磁波、波动光学基础、狭义相对论基础、量子物理基础。增补和修改了一些与工程技术相关的例题和习题，每章习题都给出了参考答案。
《大学物理（第3版）》可作为高职类不同专业、成人教育相应专业的大学物理课程教学的教材和自学用书，也可作为教师和相关人员的参考书。
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| 目錄：
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目 录
第0章 物理学导论 1
0.1 物理学及其发展概况 1
0.1.1 物理学是自然科学的基础 1
0.1.2 物理学的研究内容 1
0.1.3 物理学的发展简介 2
0.1.4 物理学的发展趋势 2
0.2 改变世界的物理学 3
0.2.1 物理学与科学技术 3
0.2.2 物理学改善人们的物质生活 6
0.2.3 物理学改变人们对世界的
认识 6
0.3 物理学与人才培养 6
0.3.1 物理学的特征 7
0.3.2 物理学是科学的世界观和
方法论的基础 7
0.3.3 学习物理学的方法 7
0.4 单位制和量纲 8
0.5 矢量和标量简介 9
0.5.1 矢量和标量 9
0.5.2 矢量的运算 9
0.6 常用的物理常数摘录 11
第1章 质点的运动与力 13
1.1 质点运动的描述 13
1.1.1 物理模型 坐标系 13
1.1.2 质点运动的描述 14
1.2 平面曲线运动 圆周运动 19
1.2.1 切向加速度和法向加速度 20
1.2.2 圆周运动 角量 21
1.2.3 线量与角量的关系 22
1.3 相对运动 23
1.4 力学中几种常见的力 25
1.4.1 万有引力 25
1.4.2 弹性力 26
1.4.3 摩擦力 27
1.5 牛顿运动定律 27
1.5.1 牛顿第一定律 28
1.5.2 牛顿第二定律 28
1.5.3 牛顿第三定律 29
1.6 牛顿运动定律的应用举例 30
【课外阅读与应用】 33
习题1 35
第2章 运动的守恒量与守恒
定律 40
2.1 动量与冲量 40
2.1.1 动量 40
2.1.2 冲量 41
2.1.3 质点的动量定理 41
2.1.4 质点系的动量定理 43
2.1.5 质点系的动量守恒定律 44
2.2 功 46
2.2.1 功 46
2.2.2 功率 47
2.3 动能定理 48
2.3.1 质点的动能和动能定理 48
2.3.2 质点系的动能定理 49
2.4 保守力 势能 50
2.4.1 保守力做功 50
2.4.2 势能 51
2.5 机械能守恒定律 能量守恒与转换
定律 52
2.5.1 功能原理 52
2.5.2 机械能守恒定律 52
2.5.3 能量守恒定律 53
2.5.4 功能原理及能量守恒定律应用
举例 53
【课外阅读与应用】 55
习题2 57
第3章 刚体的定轴转动 61
3.1 刚体运动的描述 61
3.1.1 刚体的运动 61
3.1.2 描述刚体转动的角量 62
3.2 刚体绕定轴的转动定律 64
3.2.1 力矩 64
3.2.2 刚体定轴转动定律 66
3.2.3 转动惯量 68
3.2.4 刚体定轴转动的应用举例 70
3.3 刚体的动能和势能 72
3.3.1 刚体定轴转动的动能 72
3.3.2 刚体的重力势能 72
3.3.3 刚体的机械能守恒定律 72
3.4 刚体的角动量 角动量守恒定律 72
3.4.1 质点对轴的角动量动量矩 73
3.4.2 质点的角动量动量矩定理 73
3.4.3 质点的角动量守恒定律 74
3.4.4 刚体定轴转动的角动量 75
3.4.5 刚体定轴转动的角动量定理 75
3.4.6 刚体的角动量守恒定律 75
习题3 78
第4章 机械振动 81
4.1 简谐振动及描述 81
4.1.1 简谐振动的基本特征 81
4.1.2 描述简谐振动的特征量 82
4.1.3 旋转矢量法 85
4.2 常见的几种简谐振动 87
4.2.1 弹簧振子 87
4.2.2 单摆和复摆 87
4.3 简谐运动的能量 88
4.3.1 系统的动能 88
4.3.2 系统的势能 88
4.3.3 系统的机械能 88
* 4.4 简谐运动的合成 90
4.4.1 两个同方向、同频率简谐
运动的合成 90
4.4.2 两个同方向、不同频率简谐
运动的合成 91
4.4.3 拍 91
*4.5 阻尼振动 受迫振动 共振 92
4.5.1 阻尼振动 93
4.5.2 受迫振动 94
4.5.3 共振 94
习题4 95
第5章 机械波 98
5.1 机械波的形成和传播 98
5.1.1 机械波的产生和传播 98
5.1.2 波动的描述 99
5.2 平面简谐波 100
5.2.1 平面简谐波的波函数 100
5.2.2 波函数的物理意义 101
5.3 惠更斯原理 波的干涉 103
5.3.1 惠更斯原理 103
5.3.2 波的叠加原理、波的干涉 104
5.4 驻波 106
5.4.1 驻波的产生 106
5.4.2 驻波的波函数 107
5.4.3 相位跃变 半波损失 108
5.4.4 驻波的能量 109
5.5 多普勒效应 110
5.5.1 波源S相对于介质静止，
观察者A以速度0相对于
介质运动 110
5.5.2 观察者相对于介质静止，波源S
以速度vs相对于介质运动 111
5.5.3 波源S和观察者同时相对于
介质运动 111
*5.5.4 冲击波 112
习题5 113
第6章 热力学基础 116
6.1 热力学基本概念 116
6.1.1 热力学系统 116
6.1.2 状态参量 116
6.1.3 平衡态 117
6.1.4 准静态过程 118
6.1.5 理想气体的物态方程 118
6.2 内能 功和热量 119
6.2.1 准静态过程的功 119
6.2.2 准静态过程中热量的计算 120
6.2.3 内能 120
6.3 热力学第一定律 121
6.4 热力学第一定律在理想气体等值
过程中的应用 122
6.4.1 等体过程 122
6.4.2 等压过程 123
6.4.3 等温过程 124
6.5 绝热过程 125
6.6 循环过程 卡诺循环 127
6.6.1 循环过程 127
6.6.2 热机及正循环 127
6.6.3 制冷机及逆循环 128
6.6.4 卡诺循环 128
6.7 热力学第二定律 130
6.7.1 可逆过程与不可逆过程 131
6.7.2 热力学第二定律 131
6.7.3 卡诺定理 132
习题6 133
第7章 气体动理论基础 137
7.1 分子热运动理论 137
7.2 理想气体的压强公式 137
7.2.1 理想气体的分子模型 137
7.2.2 理想气体的压强公式 138
7.3 温度的微观本质 139
7.4 能量均分定理 理想气体的内能 140
7.4.1 分子的自由度 140
7.4.2 能量均分定理 140
7.4.3 理想气体的内能 141
* 7.5 麦克斯韦气体分子速率分布 141
7.5.1 分子运动的图景 141
7.5.2 麦克斯韦速率分布律 142
第8章 真空中的静电场 147
8.1 电荷的基本性质 147
8.1.1 电荷及相互作用 147
8.1.2 电荷的量子性 148
8.1.3 电荷守恒定律 148
8.1.4 电荷的相对论不变性 149
8.2 库仑定律 149
8.2.1 库仑定律的表述 149
8.2.2 电场力的叠加原理 150
8.3 电场 电场强度 150
8.3.1 静电场 150
8.3.2 电场强度及叠加原理 151
8.3.3 电偶极子的电场强度 153
8.4 电通量 高斯定理 156
8.4.1 电场线 156
8.4.2 电通量 157
8.4.3 高斯定理 159
8.4.4 高斯定理的应用 160
8.5 静电场的环路定理 164
8.5.1 静电力做功 164
8.5.2 静电场的环路定理 164
8.6 电势能 电势 165
8.6.1 电势能 165
8.6.2 电势 165
8.6.3 电势差 166
8.6.4 电势的计算 166
习题8 170
第9章 静电场中的导体
与电介质 174
9.1 静电场中的导体 174
9.1.1 导体的静电感应 静电
平衡 174
9.1.2 静电平衡时导体上电荷的
分布 175
9.1.3 导体表面电场强度 176
9.1.4 孤立导体表面的电荷分布 176
9.1.5 静电屏蔽 177
9.1.6 有导体存在时的静电场
分布 178
*9.2 静电场中的电介质 180
9.2.1 电介质及其极化 180
9.2.2 电极化强度 182
9.2.3 电介质中的电场强度 极化
电荷与自由电荷的关系 183
9.3 电容 电容器 183
9.3.1 孤立导体的电容 183
9.3.2 电容器 184
9.3.3 电介质对电容的影响相对
电容率 187
9.3.4 电介质的击穿 187
* 9.4 电介质中的高斯定理 电位移 188
9.4.1 电介质中的高斯定理 188
9.4.2 电位移 189
9.5 静电场的能量 189
9.5.1 电容器储存的电能 189
9.5.2 静电场的能量 能量密度 190
习题9 191
第10章 恒定电流的磁场 194
10.1 恒定电流 194
10.1.1 电流 电流密度 194
10.1.2 电阻定律 欧姆定律的
微分形式 195
10.1.3 稳恒电场的建立 197
10.2 恒定电流的磁场 毕奥-萨伐尔
定律 198
10.2.1 磁的基本现象 198
10.2.2 磁场 磁感应强度 198
10.2.3 毕奥-萨伐尔定律 199
10.2.4 载流线圈的磁矩 202
10.2.5 运动电荷的磁场 203
10.3 磁场的高斯定理 204
10.3.1 磁通量 204
10.3.2 磁场的高斯定理 204
10.4 磁场的安培环路定理 205
10.4.1 安培环路定理 206
10.4.2 安培环路定理的应用举例 207
10.5 带电粒子在磁场中的运动 209
10.5.1 带电粒子在电场和磁场中
所受的力 209
10.5.2 带电粒子在磁场中的运动 209
*10.5.3 霍尔效应与霍尔电压 210
【课外阅读与应用】 211
10.6 磁场对电流及载流线圈的作用 212
10.6.1 磁场对电流的作用 212
10.6.2 两无限长平行载流直导线间的
相互作用 电流单位安培
的定义 213
10.6.3 磁场对载流线圈的作用 214
习题10 215
第11章 磁场中的磁介质 219
11.1 磁介质的磁化 磁化强度 219
11.2 磁介质中的安培环路定理 221
11.3 铁磁质 222
*【课外阅读与应用】 224
习题11 225
第12章 电磁感应及电磁波 227
12.1 电磁感应现象 法拉第电磁感应
定律 227
12.1.1 电磁感应现象 227
12.1.2 法拉第电磁感应定律 228
12.1.3 楞次定律 228
12.2 动生电动势 230
12.3 感生电动势 感生电场 232
12.3.1 感生电场 232
12.3.2 感生电动势 232
12.3.3 涡电流及应用 234
12.4 自感和互感 235
12.4.1 自感电动势 自感 235
12.4.2 互感电动势 互感 237
12.5 磁场的能量 238
12.5.1 自感的储能 238
12.5.2 磁场能量密度 239
12.6 Maxwell电磁场理论简介 240
12.6.1 位移电流和全电流 241
12.6.2 电磁场、Maxwell电磁场
方程组 243
【课外阅读与思考】 244
习题12 245
第13章 波动光学基础 249
13.1 光的微粒说与波动说简介 249
13.1.1 光的微粒学说 249
13.1.2 光的波动学说的崛起 250
13.1.3 光的波动说的困难 251
13.2 光源 光的相干性 251
13.2.1 光源 251
13.2.2 相干光 252
13.2.3 光程和光程差 252
13.3 杨氏双缝干涉 254
13.3.1 杨氏双缝干涉实验 254
13.3.2 杨氏双缝干涉条纹特征 254
13.4 薄膜的等倾干涉 256
13.4.1 薄膜等倾干涉的光路 256
13.4.2 薄膜干涉特征 257
13.4.3 相邻条纹对应薄膜厚度差 257
13.4.4 薄膜等倾干涉的应用 258
13.5 薄膜的等厚干涉 259
13.5.1 劈尖干涉 259
13.5.2 牛顿环 262
13.5.3 迈克尔逊干涉仪 263
13.6 光的衍射 265
13.6.1 光的衍射 265
13.6.2 惠更斯-菲涅耳原理 265
13.6.3 衍射分类 265
13.7 单缝的夫琅禾费衍射 266
13.7.1 半波带法 266
13.7.2 单缝衍射条纹特征 267
13.8 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 269
13.8.1 圆孔衍射 269
13.8.2 光学仪器的分辨本领 270
【课外阅读与应用】 271
习题13 276
第14章 狭义相对论基础 279
14.1 经典时空观 伽利略变换 279
14.1.1 牛顿力学的时空观 279
14.1.2 伽利略变换 279
14.1.3 经典力学的相对性原理 280
14.1.4 经典力学的困难 280
14.2 狭义相对论的基本原理 281
14.2.1 狭义相对论的基本假设 281
14.2.2 洛伦兹变换式 282
14.2.3 狭义相对论的时空观 283
14.3 狭义相对论的动力学基础 286
14.3.1 相对论力学的基本方程 286
14.3.2 质量-能量关系式 287
14.3.3 相对论动量和能量关系式 288
【课外阅读与应用】 289
习题14 290
第15章 量子物理基础 292
15.1 黑体辐射 普朗克的量子假说 292
15.1.1 黑体辐射 292
15.1.2 黑体辐射的基本规律 293
15.1.3 普朗克假设和普朗克黑体
辐射公式 295
15.2 光电效应 康普顿效应 296
15.2.1 光电效应实验的规律 296
15.2.2 爱因斯坦的光量子论 297
15.2.3 康普顿效应 298
15.2.4 光的波粒二象性 300
15.3 德布罗意波 实物粒子的二象性 300
*15.4 不确定关系 301
【课外阅读与应用】 303
习题15 304
参考文献 306
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第3版前言
物理学是其他自然科学和工程技术的基础，是人类文明的基石。有人说物理学是科技之母、理性之光，既能派生出许多应用性的专业和技术，又沉淀了浓厚的人文精神和美学色彩。
良好的物理基础是研究其他自然科学与工程技术科学的基本保障。物理学所阐述的基本原理、基本知识、基本思想、基本规律和基本方法，是学生学习后续专业课的保障。学好物理学，能全面提高学生科学素质和科学研究能力，能拓展学生的科学思维方法。大学物理课程是理工类各专业的必修公共基础课，在培养学生科学世界观、科学思维方法、严谨求实的科学态度和追求真理的科学精神，运用物理规律解决实际问题的能力，增强创新意识和独立获取知识的能力等方面起着重要的作用。
本书仍保持《大学物理第2版》课程体系结构，在总结同类教材的优点和作者多年教学经验的基础上，尽量处理好与中学物理知识的自然过渡衔接，使定理的推导论证符合学生认知发展过程的普遍规律，尽量避免繁杂的数学运算使学生产生畏难情绪。将原第16章物理学原理在工程技术中的应用介绍分解到对应的章节，便于学生对所学知识的及时巩固和拓展。适当增改了一些与物理学的发展交叉和应用的实例及课堂、课后思考的阅读讨论内容，以激励学生丰富课外阅读知识，开阔视野，陶冶情操。对各章习题进行了适当删改，并给出了参考答案。
第3版仍设*号部分内容，可根据实际教学课时量酌情处理。
编者感谢清华大学出版社的编辑的支持，感谢长江大学物理与光电学院大学物理精品课程组教师们的支持和帮助。
由于编者学识和教学经验有限，书中难免存在不当和疏漏之处，恳请各位读者批评指正。
编 者
第1版前言
在20世纪，物理学的基本概念和技术已被应用到所有的自然科学领域。物理学与其他自然科学学科之间的边缘领域，一定意义上是当代自然科学中最有可能获得丰硕成果的领域。
20世纪以来，随着近代物理学的迅猛发展，陆续发展了近代原子分子物理学、原子核物理学与核技术、原子核能的利用、激光物理和激光技术、半导体物理和器件、固体组件、超导电物理与技术、光电子学技术、X射线技术、粒子物理等，以此又推动了计算机科学技术和信息与通信科学技术的发展，并且形成了各种有关的新科学技术产业。激光物理学的发展是在信息、能源、交通、环境等技术部门广泛应用的现代激光技术发展的基础上，低温物理学的发展是在材料、信息、能源等技术部门获得广泛应用的现代超导技术发展的基础上，它们大大推动了现代社会的发展。
20世纪的发展历程表明：物理学是技术进步的主要源泉，物理学是自然科学和工程技术科学的基础，是现代高新技术的基础。它所阐述的物理学基本原理、基本知识、基本思想、基本规律和基本方法，是学生学习后续专业课的保障。学好物理学，能全面提高学生科学素质和科学研究能力，能拓展学生的科学思维方法。进入21世纪，我国的高等教育已从精英教育逐步走向大众教育，为适应新形势下科学技术的发展对人才培养的新要求，高等教育强化基础教育课程。另外，随着科学技术的发展，学科之间的交叉与结合尤为突出，物理学正进一步与生物学、化学、材料科学、医学等学科领域发展和结合，因此良好的物理基础是学好其他自然科学与工程技术科学的基本保障。物理学教育对于提高大学生科学素质的作用是任何其他学科都无法取代和比拟的。大学物理课程是理工类各专业的必修公共基础课，在培养学生辩证唯物主义世界观、科学的发展观等方面起着重要的作用。
本书在保证大学物理课程体系的完整性、科学性、系统性的条件下，以加强基础、提高能力、理论联系实际为原则，注重陈述物理学的基本知识、基本概念、基本定律和原理，突出物理学知识结构体系的完美。在介绍经典物理和近代物理基础知识的同时，加强物理原理与现代科学技术相联系的知识及在工程技术中的应用实践，以适应高职类院校对大学物理课程的教学需要，培养基础扎实、具有创新能力的工程技术人才的需要。本书的主要特点概述如下。
1 参照教育部非物理类专业基础课程教学指导委员会制定的要求，结合高职类专业特点，精选了内容，总结我们大学物理省级精品课程的分层次理、工、农、医、专教学的经验，密切注意与中学物理知识的衔接，适度把握知识的难度，尽量避开复杂、烦琐的数学推导，注重利用物理基本原理解决工程技术中的实际问题的能力培养。
2 教材中物理概念的阐述，定理、定律的表述简洁、准确，逻辑思维严谨，文字流畅，易读、易学、易懂，在物理学导论中增加了必备的数学基础知识。
3 教材贯穿了理论联系实际的原则，增加了一些物理基础知识和原理在工程技术中的实践应用实例的介绍，以阅读材料的形式编排，丰富学生的知识面，提高学生应用理论知识解决实际问题的能力，培养学生的创新能力。
4 本书精选了例题和习题，习题难度适宜。例题的分析解答注重引导培养学生的科学思维方法和分析问题、解决问题的能力，有助于提高学生独立获取知识的能力，培养他们的科学素质。
编者感谢长江大学物理科学与技术学院的大学物理精品课程组杨长铭等全体教师的倾力支持和帮助，感谢清华大学出版社的大力帮助和相关人员的辛勤劳动。
由于编者学识和教学经验有限，编写时间仓促，书中难免存在不当和疏漏之处，恳请各位读者批评指正。
编 者
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