前 言

參照教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)，及物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)所編制的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（2010年版），本教材涵蓋基本要求的核心內(nèi)容及部分?jǐn)U展內(nèi)容，并且盡量結(jié)合工程技術(shù)實(shí)例與日常生活事例，具有突出物理學(xué)應(yīng)用、適度淡化理論推導(dǎo)等特點(diǎn)，以滿足應(yīng)用型高校和高等職業(yè)院校對(duì)大學(xué)物理課程的教學(xué)需求。

本教材繼承國(guó)內(nèi)經(jīng)典物理教材的傳統(tǒng)特色，思路清晰、表述精練。同時(shí)，在例題、習(xí)題編寫設(shè)計(jì)方面，借鑒國(guó)外優(yōu)秀物理教材的做法，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際緊密結(jié)合，注重物理思想的表述和物理圖像的描述，特別注意將例題、習(xí)題與應(yīng)用密切聯(lián)系，盡可能減少“質(zhì)點(diǎn)”“滑塊”等生硬名詞出現(xiàn)的頻率，最大限度地體現(xiàn)應(yīng)用型高校的特色。

教材分為上、下兩冊(cè)，共14章內(nèi)容。上冊(cè)為力學(xué)、電磁學(xué)，共8章內(nèi)容，下冊(cè)涵蓋振動(dòng)、波動(dòng)、熱學(xué)、光學(xué)、近代物理學(xué)等，共6章內(nèi)容。融學(xué)習(xí)指導(dǎo)、習(xí)題解析及教學(xué)指南于一體的教學(xué)輔導(dǎo)書《大學(xué)物理解析對(duì)策與討論總結(jié)》已由中國(guó)水利水電出版社出版發(fā)行，可與本教材配套使用。

本教材為山東交通學(xué)院“物理公共基礎(chǔ)課及物理專業(yè)理論課教學(xué)團(tuán)隊(duì)”二十余年，大學(xué)物理課程教學(xué)實(shí)踐及教研成果的概括與總結(jié)。第三版工作由山東省教學(xué)名師梁志強(qiáng)教授主持，吳世亮副教授、尹妍妍副教授與劉進(jìn)慶副教授、王立飛教授分工負(fù)責(zé)上、下冊(cè)再版工作，并由王偉教授、李洪云教授、陳建中教授、王鵬飛副教授、趙娟副教授，以及王青、張路路、徐小燕、胡麗君等教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員合作，共同完成教材內(nèi)容的勘誤、增設(shè)、完善等工作。首先，依據(jù)“全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)”主辦的規(guī)范術(shù)語(yǔ)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)，規(guī)范了諸多術(shù)語(yǔ)的表述。其次，改寫了每章的導(dǎo)語(yǔ)，使其更加充實(shí)，既高度概括每章內(nèi)容，又具有警醒作用，督促大學(xué)生勤奮好學(xué)，讀書萬(wàn)卷。同時(shí)又審查修改圖名、調(diào)整個(gè)別章節(jié)結(jié)構(gòu)，增設(shè)工程技術(shù)應(yīng)用物理原理實(shí)例等內(nèi)容，使得教材更具可讀性，有益于高效閱讀。另外，還拓展了例題的結(jié)構(gòu)與功能，創(chuàng)意設(shè)計(jì)了“討論”“問(wèn)題”“總結(jié)”“拓展”等解題環(huán)節(jié)，期望示范大學(xué)生深層次思考，訓(xùn)練邏輯思維、提高思辨能力。中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)報(bào)告指出：“教育是國(guó)之大計(jì)、黨之大計(jì)。培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人是教育的根本問(wèn)題。育人的根本在于立德。全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。”因此，在教材每章之后，創(chuàng)意增設(shè)“課程思政及拓展閱讀資源”。一是選編“中國(guó)天眼FAST”“中國(guó)航天工程”等重大科技成果，以及“中國(guó)航天員英雄群體先進(jìn)事跡”“兩彈一星精神與功勛人物群體”等楷模功績(jī)作為課程思政資源。二是優(yōu)選教學(xué)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)大學(xué)生科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)項(xiàng)目、所發(fā)表論文，以及團(tuán)隊(duì)成員所研制儀器與所獲得專利等成果充實(shí)為閱讀資源。目的是引導(dǎo)大學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀與價(jià)值觀，培養(yǎng)其科學(xué)精神、工匠精神與家國(guó)情懷。同時(shí)助力大學(xué)生豐富知識(shí)、拓寬視野，激勵(lì)其努力學(xué)習(xí)、不負(fù)韶華。

本次再版由梁志強(qiáng)、王偉完成第1～14章課程思政及拓展閱讀資源的選編、非標(biāo)準(zhǔn)答案習(xí)題的增設(shè)，以及例題、習(xí)題的完善與更換。尹妍妍、于英霞完成物理數(shù)據(jù)附表、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者及其對(duì)科學(xué)技術(shù)貢獻(xiàn)附表的編寫。梁志強(qiáng)負(fù)責(zé)上、下冊(cè)統(tǒng)稿，梁志強(qiáng)、王偉、吳世亮、王立飛、劉進(jìn)慶、尹妍妍、于英霞完成書稿校對(duì)等工作。

感謝中國(guó)水利水電出版社為本教材出版付出的辛勤勞動(dòng)。

本教材不當(dāng)之處，歡迎使用者指正，以便再版時(shí)更正。

編 者

2022年11月于山東交通學(xué)院無(wú)影山校區(qū)

前言
基本物理常量表
物理量及其單位
希臘字母表
第9章 機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ) 1
9.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng) 1
9.2 旋轉(zhuǎn)矢量 4
9.3 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的應(yīng)用 5
9.4 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 11
9.4.1 兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 12
9.4.2 兩個(gè)相互垂直同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 13
9.4.3 兩個(gè)同方向不同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 14
9.4.4 兩個(gè)相互垂直不同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 15
9.5 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng) 共振 16
9.5.1 阻尼振動(dòng) 16
9.5.2 受迫振動(dòng) 共振 18
9.5.3 位移共振 18
9.5.4 阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)的應(yīng)用 19
習(xí)題9 21
課程思政及拓展閱讀資源 25
第10章 波動(dòng) 27
10.1 機(jī)械波 27
10.1.1 機(jī)械波的產(chǎn)生 27
10.1.2 橫波與縱波 27
10.1.3 波線與波面 28
10.2 波速 波長(zhǎng) 波動(dòng)的周期 29
10.2.1 波速 29
10.2.2 波長(zhǎng) 29
10.2.3 波動(dòng)的周期 30
10.3 平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù) 30
10.3.1 平面簡(jiǎn)諧波 30
10.3.2 平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)的建立 31
10.3.3 波函數(shù)的物理意義 33
10.4 波動(dòng)的能量 36
10.4.1 波動(dòng)的能量密度 36
10.4.2 波動(dòng)的能流密度 37
10.5 波的衍射 38
10.5.1 惠更斯原理及其應(yīng)用 38
10.5.2 波的衍射 39
10.6 波的疊加原理與波的干涉 39
10.6.1 波的疊加原理 39
10.6.2 波的干涉 40
10.6.3 駐波 43
10.7 多普勒效應(yīng) 47
10.7.1 波源不動(dòng)時(shí)觀察者相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng) 48
10.7.2 觀察者不動(dòng)時(shí)波源相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng) 49
10.7.3 波源與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng) 50
10.8 聲波及其應(yīng)用 51
10.8.1 聲波 51
10.8.2 超聲波 52
10.8.3 次聲波 52
10.9 電磁波及其應(yīng)用 52
10.9.1 電磁波的波動(dòng)方程 53
10.9.2 電磁波的性質(zhì) 54
10.9.3 電磁波譜及電磁波的應(yīng)用 54
習(xí)題10 56
課程思政及拓展閱讀資源 60
第11章 波動(dòng)光學(xué) 61
11.1 光源的發(fā)光機(jī)理與光的相干性 61
11.1.1 光源的發(fā)光機(jī)理 61
11.1.2 光的相干性 62
11.1.3 光程和光程差 64
11.1.4 透鏡的等光程性 65
11.2 分波前干涉法 66
11.2.1 楊氏雙縫干涉 66
11.2.2 勞埃德鏡 69
11.3 分振幅干涉法 70
11.3.1 薄膜干涉 70
11.3.2 增透膜與增反膜及其應(yīng)用 72
11.3.3 劈尖干涉及其應(yīng)用 74
11.3.4 牛頓環(huán)及其應(yīng)用 78
11.3.5 邁克爾遜干涉儀 79
11.4 光的衍射 81
11.4.1 光的衍射現(xiàn)象 81
11.4.2 惠更斯-菲涅耳原理 82
11.4.3 菲涅耳衍射與夫瑯禾費(fèi)衍射 83
11.5 夫瑯禾費(fèi)單縫衍射 83
11.5.1 夫瑯禾費(fèi)單縫衍射的實(shí)驗(yàn)裝置 83
11.5.2 菲涅耳半波帶法確定明暗條紋的位置 84
11.5.3 單縫衍射條紋分布特點(diǎn) 86
11.6 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射與光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng) 88
11.6.1 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射 88
11.6.2 光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng) 89
11.7 光柵衍射 92
11.7.1 光柵 92
11.7.2 光柵衍射條紋分布特點(diǎn) 93
11.8 光的偏振 95
11.8.1 光的偏振態(tài) 95
11.8.2 起偏與檢偏及馬呂斯定律 97
11.8.3 布儒斯特角 99
習(xí)題11 101
課程思政及拓展閱讀資源 107
第12章 氣體動(dòng)理論 109
12.1 氣體的狀態(tài) 109
12.1.1 氣體的狀態(tài)參量 109
12.1.2 理想氣體的平衡態(tài) 110
12.1.3 理想氣體的物態(tài)方程 110
12.2 氣體分子熱運(yùn)動(dòng) 111
12.2.1 氣體的組成 111
12.2.2 分子的熱運(yùn)動(dòng) 111
12.2.3 分子間的相互作用力 112
12.3 理想氣體的壓強(qiáng)和溫度 113
12.3.1 理想氣體的微觀模型 113
12.3.2 理想氣體的統(tǒng)計(jì)假設(shè) 113
12.3.3 理想氣體的壓強(qiáng)公式 114
12.3.4 理想氣體的溫度公式 115
12.4 能量均分定理與理想氣體的內(nèi)能 117
12.4.1 自由度 117
12.4.2 能量均分定理 118
12.4.3 理想氣體的內(nèi)能 118
12.5 麥克斯韋氣體分子速率分布律 119
12.5.1 測(cè)定氣體分子速率的實(shí)驗(yàn) 119
12.5.2 麥克斯韋氣體分子速率分布函數(shù) 120
12.5.3 理想氣體的三種統(tǒng)計(jì)速率 121
12.6 氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程 122
12.6.1 平均碰撞頻率 122
12.6.2 平均自由程 123
習(xí)題12 123
課程思政及拓展閱讀資源 128

1. 零基礎(chǔ)玩轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn)大模型DeepSeek [徐永冰 張帥 編著]
2. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
3. 信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師考試32小時(shí)通關(guān)（適用第4版考綱） [薛大龍]
4. 信息系統(tǒng)管理工程師考試32小時(shí)通關(guān)（適配第2版考綱） [薛大龍　劉偉]
5. 土木工程材料檢測(cè)實(shí)訓(xùn) [洪曉江 達(dá)則曉麗 錢波]
6. 科技信息檢索與論文寫作實(shí)用教程 [李振華]
7. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實(shí)踐 [陳鈉 著]
8. Python數(shù)據(jù)庫(kù)編程 [主編 殷樹友 邢 翀]
9. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) [主編 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國(guó)勇 晏廷榮]
11. Vienna整流器技術(shù) [桂存兵 著]
12. 變頻器與伺服應(yīng)用 [陳剛 葉云飛]
13. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [湯琳 李敏]
14. 爐邊夜話——深入淺出話AI [汪建　著]
15. 電商運(yùn)營(yíng)與管理 [鐘肖英 陳瀟]
16. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
17. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（Windows 10+WPS Office）（微課版） [主編　石利平　田輝平　謝盛嘉]
18. 人工智能應(yīng)用 [主編　陳　萍　劉培培　陳孟軍]
19. 大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo) [主編　劉志堅(jiān)]
20. 高級(jí)辦公應(yīng)用項(xiàng)目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開(kāi)發(fā)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業(yè)檔案工作實(shí)戰(zhàn)寶典百問(wèn)百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
23. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 [主編 唐繼勇 葉坤 孫夢(mèng)娜]
24. 大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 王麗莉 王 楊]
25. 船舶輔機(jī) [主編 王連海 于洋 姜淑翠]
26. 大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo) [主編 王麗莉 董宴廷]
27. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn) [主編 薛大龍 鄒月平]
28. 高校學(xué)生工作探索與實(shí)踐 [郭亮 著]
29. 大學(xué)生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長(zhǎng)沙市會(huì)展業(yè)發(fā)展報(bào)告 [主編 周棟良]