本书是以教育部物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》为依据编写的，全书涵盖了基本要求中的核心内容。

本书分为上、下两册。上册包括力学、狭义相对论和电磁学，下册包括热学、振动、波动、光学、量子物理基础和新技术的物理基础。在全书编写过程中，编者充分考虑了应用型本科院校的特点和实际情况，削枝强干、突出重点，加强物理理论中基本概念和重要知识点的描述，简约理论论证，注重计算训练。书中对课程的重点和难点作了进一步阐述，对教材中的问题进行了详细、拓展性的解答；本套教材配有学习指导书。本书还配有光盘，光盘内含教材的电子教案和习题解答。

本书可作为高等学校理工科，特别是应用型工科学校非物理类专业大学物理课程的教材或参考书。

大学物理课程是高等学校理工科学生的一门重要基础课,它所阐述的物理学基本概念、基本思想、基本规律和基本方法不仅是学生学习后续专业课程的基础，也是培养和提高学生综合素质和科技创新能力的重要内容。在我国高等教育已经进入大众化阶段的新形势下，为达到大学物理课程的教学目的，物理教学工作者面临着许多需要解决的问题。尽管国内外已出版了许多优秀的大学物理教材，但编写适合应用型本科院校培养目标的教材仍需进行大量的工作。本书的编写则在这方面做了积极的尝试。教材涵盖了教育部物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》的核心内容，注意汲取当前国内优秀教材的成果，反映编者多年来的教学经验和体会，积极进行改革尝试，尽量贴合应用型本科院校人才培养要求和学生的实际情况。本教材内容主要有如下特点。

1. 高视点选择经典内容 如在力学、电磁学部分，注意去掉与中学物理重复的内容，强化高等数学知识、矢量知识在物理中的应用，增强学生对大学物理课程的新鲜感。

2. 力求体系和结构的合理性 如在力学部分, 将刚体的定轴转动作为质点系动力学的特例，渗透到整个力学的教学中;将相对论纳入力学部分,使牛顿力学与相对论时空观紧密相连,开拓学生视野;在电磁学部分,将“真空中的静电场”、“导体和电介质中的静电场”合为一章,将“恒定电流”、“真空中的恒定磁场”以及“磁介质中的磁场”合为一章，强化场源关系，简化介质问题，去掉中学物理中已讲授的直流电路的内容;在热力学中，关于循环部分,加强对一般循环过程的讲授,而将卡诺循环作为特例介绍；还有对知识点，尽量以标题列出，便于读者掌握。

3. 注重物理基本概念和基本规律的阐述 教材力求突出主干,削枝强干,对核心内容重点阐明;尽量避免烦琐的叙述和冗长的数学推导,力求阐述准确、简洁、透彻，重点突出，便于读者阅读和理解;对基本概念和公式，以注意、讨论、说明等形式，条目式地加以分析，帮助读者理解；部分内容采用通过归纳、类比等较容易理解的方式，引出一些物理概念和规律；对近代物理内容采用“精选、普化”的方针，还专题式地介绍了一些前沿的、应用特别广泛的高新技术的物理基础，加强学生学习新理论和新知识的基础理论。

4. 强化知识的综合运用能力的训练 在一个主要知识点或基本计算方法讲授后,从把握物理思想、理解基本公式、对典型问题举一反三、知识的综合应用与引申等角度，设计多层次讨论题，体现引导式、研究型学习理念;着眼于培养学生的学习能力,精选例题和习题。

 本教材适用于128学时。教材中带“*”的章节，教师可自行取舍。

本书由俞晓明编写第1章至第4章，史友进编写第5章、第12章和第15章，孙厚谦编写第6章、第11章、第13章和第16章，吴兆丰编写第7章，成海英编写第8章，刘雨龙编写第9章和第10章，郝玉华编写第14章。孙厚谦负责全书的修改和定稿工作。南京理工大学李相银教授、陆建教授和南京航空航天大学施大宁教授认真审阅了全书，提出了宝贵的指导性意见，在此表示衷心感谢。

由于编者学识有限，书中不当之处和错误在所难免，加之时间匆忙，教材内容选择的适当性、广泛性仍需改进，竭诚欢迎读者和同行专家指正。

本书由盐城工学院教材基金资助出版。

第三篇 热  学

第9章 气体分子动理论3

9.1 平衡态 状态参量 状态方程3

9.1.1 平衡态3

9.1.2 状态参量3

9.1.3 热力学系统的两种描述方法4

9.1.4 理想气体状态方程4

9.2 压强和温度的统计意义6

9.2.1 理想气体的微观模型6

9.2.2 理想气体压强公式7

9.2.3 温度的统计意义8

9.3 能量按自由度均分定理 理想气体的内能10

9.3.1 分子的自由度10

9.3.2 能量按自由度均分定理11

9.3.3 分子的平均总动能12

9.3.4 理想气体的内能12

9.4 麦克斯韦速率分布律13

9.4.1 速率分布函数13

9.4.2 麦克斯韦速率分布律14

9.4.3 三种统计速率15

*9.4.4 玻耳兹曼分布律17

9.5 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程17

习题19

第10章 热力学基础21

10.1 热力学第一定律21

10.1.1 准静态过程21

10.1.2 内能 功 热量21

10.1.3 热力学第一定律23

10.2 理想气体的等值过程24

10.2.1 等体过程25

10.2.2 等温过程25

10.2.3 等压过程26

10.2.4 理想气体的热容26

10.3 绝热过程29

10.3.1 绝热过程的功和内能30

10.3.2 理想气体准静态绝热过程方程30

10.4 循环过程 卡诺循环32

10.4.1 循环过程 热机 制冷机32

10.4.2 卡诺循环35

10.5 热力学第二定律37

10.5.1 热力学第二定律的开尔文表述37

10.5.2 热力学第二定律的克劳修斯表述38

10.5.3 热力学第二定律两种表述的等价性38

10.5.4 热力学第二定律的微观意义39

10.5.5 卡诺定理40

10.6 熵 熵增加原理41

*10.6.1 玻耳兹曼熵公式与熵增加原理41

10.6.2 克劳修斯熵公式45

习题47

第四篇 振动与波动

第11章 机械振动53

11.1 简谐振动的运动学53

11.1.1 简谐振动表达式53

11.1.2 描述简谐振动特征的物理量54

11.1.3 简谐振动特征的矢量表示法55

11.1.4 振幅A和初相0的决定56

11.2 简谐振动的动力学58

11.2.1 简谐振动的动力学方程58

11.2.2 弹簧振子58

11.2.3 单摆60

11.2.4 复摆61

11.3 简谐振动的能量62

11.4 阻尼振动63

11.5 受迫振动 共振64

11.6 同方向简谐振动的合成65

11.6.1 两个同方向同频率简谐振动的合成65

11.6.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成67

11.7 相互垂直的简谐振动的合成68

11.7.1 两个相互垂直、相同频率的简谐振动的合成68

11.7.2 两个相互垂直、不同频率的简谐振动的合成69

11.8 振动的频谱分析70

习题71

第12章 机械波74

12.1 机械波的产生和传播74

12.1.1 机械波的产生74

12.1.2 横波 纵波74

12.1.3 波面 波线75

12.1.4 物体的弹性形变75

12.1.5 波的传播速度76

12.1.6 波长和频率77

12.2 平面简谐波的波动表达式78

12.2.1 平面简谐波表达式的建立78

12.2.2 平面简谐波表达式的物理意义80

12.2.3 波动方程83

12.3 波的能量和能量密度84

12.3.1 波的能量84

12.3.2 能流和能流密度85

12.4 声波86

12.5 波的基本特征--反射、折射、衍射和干涉88

12.5.1 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射88

12.5.2 波的叠加原理 波的干涉和驻波90

12.6 多普勒效应96

12.6.1 机械波的多普勒效应96

12.6.2 电磁波的多普勒效应98

*12.6.3 冲击波98

习题99

第13章 几何光学简介102

13.1 光的传播规律102

13.1.1 几何光学三定律102

13.1.2 光路可逆原理103

13.1.3 全反射103

13.2 实物 虚物 实像 虚像104

13.3 光在球面上的反射成像105

13.4 光在球面上的折射成像109

13.5 薄透镜112

13.6 光学仪器116

13.6.1 显微镜116

13.6.2 望远镜117

13.6.3 照相机117

习题118

第14章 波动光学119

14.1 光的相干性119

14.1.1 光波概述119

14.1.2 光的相干性120

14.1.3 相干光的获取方法120

14.2 双缝干涉121

14.2.1 杨氏双缝干涉121

14.2.2 洛埃德镜干涉123

14.3 光程 光程差124

14.4 薄膜干涉126

14.4.1 等倾干涉126

14.4.2 劈尖干涉129

14.4.3 牛顿环131

*14.4.4 迈克耳孙干涉仪132

14.5 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理134

14.5.1 光的衍射现象134

14.5.2 惠更斯-菲涅耳原理134

14.6 单缝夫琅禾费衍射135

14.7 圆孔夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领139

14.7.1 圆孔夫琅禾费衍射139

14.7.2 光学仪器的分辨本领139

14.8 光栅衍射142

14.8.1 光栅衍射142

14.8.2 光栅光谱145

*14.8.3 X射线衍射147

14.9 光的偏振147

14.9.1 自然光147

14.9.2 线偏振光和部分偏振光148

14.9.3 线偏振光的获得149

14.10 由介质吸收引起的光的偏振149

14.10.1 偏振片 起偏和检偏149

14.10.2 马吕斯定律150

14.11 反射和折射时光的偏振151

14.12 由双折射引起的光的偏振153

习题154

第五篇 量子物理与新技术第15章 量子物理基础161

15.1 黑体辐射 普朗克能量子假设161

15.1.1 热辐射 黑体161

15.1.2 黑体辐射的实验规律162

15.1.3 经典物理学的困难和普朗克能量子假设163

15.2 光的波粒二象性165

15.2.1 光电效应的实验规律165

15.2.2 光的波动说的困难和爱因斯坦的光子理论166

15.2.3 光的波粒二象性167

15.2.4 康普顿效应168

15.3 德布罗意波170

15.3.1 德布罗意假设170

15.3.2 德布罗意波的实验验证171

15.4 波函数 不确定关系173

15.4.1 波函数173

15.4.2 不确定关系174

15.5 薛定谔方程177

15.6 一维势阱和势垒178

15.6.1 无限深势阱中的粒子178

15.6.2 一维势垒 隧道效应181

15.7 氢原子183

15.7.1 氢原子光谱183

15.7.2 玻尔的氢原子理论184

15.7.3 氢原子的量子化特性185

15.8 原子的电子壳层结构187

15.8.1 四个量子数187

15.8.2 柯塞尔壳层分布模型188

15.8.3 电子在原子中分布的基本规律188

习题189

第16章 新技术的物理基础191

16.1 半导体191

16.1.1 固体的能带191

16.1.2 半导体193

16.2 激光原理196

16.2.1 激光的基本原理197

16.2.2 激光器200

16.2.3 激光的特性及其应用201

16.2.4 激光冷却202

16.3 超导体202

16.3.1 超导电现象202

16.3.2 超导体的基本特性203

16.3.3 超导体的微观机制204

16.3.4 约瑟夫森效应205

16.3.5 超导电性的应用206

16.4 纳米材料207

16.4.1 纳米科技207

16.4.2 纳米材料207

16.4.3 C60 纳米碳管209

16.5 玻色-爱因斯坦凝聚态211

16.5.1 等离子体 玻色-爱因斯坦凝聚态211

16.5.2 玻色-爱因斯坦凝聚的实验发现212

16.5.3 玻色-爱因斯坦凝聚态的应用前景214

习题参考答案216

参考书目221