《基础物理学》高等院校专业教材.pdf

世纪高等院校教材
基础物理学立体化系列教材
基础物理学
上册
李承祖杨丽佳主编
杨丽佳陆彦文田成林李承祖编

北京
内容简介
本书是《基础物理学立体化系列教材》之一
本书是编者在国防科技大学讲授“大学物理”课程的讲稿的基础上修
改、整理而成的全书体现了基础物理教学内容现代化的要求不仅系统地
介绍了相对论、量子物理的基本原理以及固体物理和材料、量子跃迁和激光
技术、核物理和核技术、量子纠缠和量子信息学基础等内容还包括物理学
和对称、非线性振动与混沌等内容全书内容精炼、语言简洁编排上由浅入
深、循序渐进尊重认识规律和教学规律突出了基本物理思想和物理学方
法教学主教材共分上、中、下三册本书为上册包括力学、振动和波、热学
三部分
本书可作为高等学校工科、军队院校技术类专业、理科非物理专业本科
生基础物理教材去掉“高新技术的物理基础”部分以及其他章节用小字排
出的内容亦可供军队指挥类专业以及学时较少的其他专业学生选用
图书在版编目数据
基础物理学上册李承祖杨丽佳主编—北京科学出版社
世纪高等院校教材· 基础物理学立体化系列教材

Ⅰ基⋯Ⅱ①李⋯②杨⋯Ⅲ物理学高等学校教材Ⅳ
中国版本图书馆数据核字第号
责任编辑杨波昌盛刘俊来责任校对包志虹
责任印制安春生封面设计黄华斌陈敬
科学出版社发行各地新华书店经销

年月第一版开本×
年月第一次印刷印张
印数—字数
定价元
如有印装质量问题我社负责调换〈科印〉
前言
本书是编者在国防科技大学讲授“大学物理”课程的讲稿的基础上修改、整理
而成的一定程度上反映了编者的教学经验和体会特别是近年来对大学物理教学
改革的探索和思考
一
“大学物理”是为非物理专业理工科本科生开设的一门基础课和物理专业学
生在“普通物理学”后还有后续理论物理课程不同“大学物理”是这类学生惟一的
一门物理课程物理学内容极为丰富材料浩如烟海而教学学时有限这就增加了
“大学物理”教学内容改革的难度如何选择教学内容如何组织教学内容体系哪
些内容必须讲哪些内容可有选择的讲哪些应加强哪些可以淡化或不讲当对不
同内容作不同处理时应依据什么原则这些都是大学物理教学内容改革必须回答
的问题关于这些问题的答案我们认为和基础物理教学的目的、任务和希望达到
的目标有关
关于基础物理教学的目的近年来国内进行了许多讨论趋向一致的看法是基
础物理教学不仅仅是为学****后续专业课程服务以前主流的看法是基础物理教学
就是为专业课程服务还应当使学员认识物质世界本质树立科学世界观获得完
整物质世界图像认识物质世界运动、变化的基本规律掌握基本物理学语言、概念
和物理学的基本原理和方法整体全面地了解物理学历史、现状和前沿学会科学
思想、科学方法提高科学素质这些是我们探讨物理教学内容改革的出发点
二
为了达到上述教学目的我们首先看到基础物理教学内容需要改革
首先正是世纪的新物理学构成了新能源技术、激光技术、信息处理、
通信技术等现代科学技术的物理基础基础物理教学内容必须充分反映以相对论、
量子力学为核心的世纪新物理学特别是量子力学的基本概念、原理和方法并
在现代物理的基础上为学生构建一个合理的、开放的物理知识结构使他们能以此
为基础去接受、理解当代科技新概念、新技术和最新文献资料即使一时不能理
解也应当知道问题的物理背景是什么而要理解和解决它应翻阅什么资料从何
· · 前言
着手这也就是一直反映强烈的基础物理教学内容现代化问题
其次从物理学本身看尽管在物理课程开头的教学中我们就告诉学生
“物理学是研究物质和物质运动最基本、最普遍的规律”但现行基础物理教学内容
并没有完全包括物理学最基本的原理也没有给出一个完整的物质世界图像比如
①非线性问题在自然科学和社会科学中严格说所涉及的系统都是非线性系统
我们仅系统地讨论了线性问题爱因斯坦说“真正的物理规律不可能是
线性的”而我们完全没涉及非线性问题②世界本质上是量子的对世界的经典描
写只在一定条件下近似正确但我们只着力于经典描写而对量子描写的原理、方
法并没有系统地介绍最多只是把一些典型的量子现象和结果“展示”一下③世
界物质运动的因果联系是遵从统计规律的而我们留给学生的印象仍然是拉普拉
斯决定论的因果关系他们还不知道这种因果关系的局限性④对称性决
定相互作用杨振宁说世纪“在基本物理里边对称性的思考发生了根本的变
化从被动的角色变成了决定相互作用的主动角色”并称“这种角色为对称支配相
互作用”①现行基础物理教学仅从各种相互作用出发研究物理系