具体描述
《高等学校"十一五"规划教材•大学物理学(第2版)(上下)》在2002年出版的《大学物理学》的基础上改版而成。是省级重点教学研究项目《面向21世纪工科物理教学内容和方法的改革探讨》课题的成果之一。按照一般工科本科院校学生的实际情况，在改革旧的工科大学物理教材的体系和内容方面进行了大胆的探索。《高等学校"十一五"规划教材•大学物理学(第2版)(上下)》仍基本保持传统模式，适当更新了教学体系和内容，深度和广度较适当，同时吸取了近年来国内出版的面向21世纪课程教材的一些先进的思想和出色的方法，力求做到 “经典物理现代化，物理前沿普物化”，特别便于一般工科本科院校的学生自学和教学，具有可教性和可学性的使用价值。
全书分上、下两册，共四篇内容。第一篇力学；第二篇热学基础；第三篇电磁学；第四篇波动光学、近代物理以及计算物理学基础。全书教学参考学时数为120学时左右，适用于一般工科本科院校。
现代物理学前沿：探索宇宙的宏伟图景 内容简介 本书旨在为物理学专业学生以及对基础科学有深厚兴趣的读者，提供一个全面而深入的现代物理学导论。我们聚焦于20世纪以来取得的革命性进展，涵盖从量子力学的基础构建到粒子物理学的标准模型，再到宇宙学对时空本质的最新探索。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在不牺牲数学深度和概念精度的前提下，以最直观的方式阐释那些反直觉的物理图像。 第一部分：量子世界的基石 本部分将带领读者进入微观粒子的奇特领域，这是经典物理学无法企及的疆域。 第1章：黑体辐射与普朗克假设的诞生 本章回顾了经典物理学在处理黑体辐射谱时遭遇的“紫外灾难”。我们将详细解析马克斯·普朗克为解决这一危机而提出的量子化假设——能量的吸收和发射是离散的。通过对普朗克公式的推导和应用，读者将初步理解能量量子化（光子）的概念及其对物理学范式的颠覆性意义。 第2章：光电效应与光子概念的巩固 爱因斯坦对光电效应的解释是粒子概念在光领域取得胜利的关键一步。本章将详述实验现象，并严格推导爱因斯坦的方程，清晰展示光具有粒子性（光子）的证据，并讨论其与波动性的对立统一。 第3章：波粒二象性与德布罗意物质波 如果光具有粒子性，那么物质是否具有波动性？本章介绍路易·德布罗意的假设，并探讨电子衍射实验（如戴维孙-革末实验）如何证实了物质波的存在。我们将引入德布罗意波长，奠定理解量子力学基本原理的基础。 第4章：波函数与薛定谔方程 量子力学的核心数学工具——波函数 ($Psi$) 首次登场。本章深入讲解薛定谔方程的定态形式与含时形式，探讨波函数的物理意义（概率密度诠释，玻恩的解释）。我们将通过简单的势阱、有限深势垒等一维问题，展示如何利用薛定谔方程求解量子系统的基本行为，如隧穿效应。 第5章：算符、本征值与不确定性原理 在量子力学中，物理量由算符描述。本章系统介绍共轭算符、厄米算符的概念，以及如何通过求解本征值方程获得可观测量的可能取值。核心聚焦于海森堡不确定性原理，阐释其作为量子力学基本限制的深刻内涵，而非仅仅是测量技术的局限。 第6章：角动量与氢原子 量子力学的成功应用之一是解释原子结构。本章将推广到三维空间，引入角动量算符的量子化及其对空间取向的限制（磁量子数）。最后，我们将详细解析氢原子能级和波函数的精确解，成功解释了光谱线的精细结构。 第二部分：相对论与时空结构 本部分将视角从微观世界转向宏观时空，探索爱因斯坦提出的时空新观念。 第7章：狭义相对论的基础：洛伦兹变换 本章从对伽利略变换的批判入手，阐述狭义相对论的两大基本公设。我们将详尽推导洛伦兹变换，并分析其直接后果：同时性的相对性、时间膨胀、长度收缩，以及相对论的速度合成法则。 第8章：相对论动力学与质能关系 本章将狭义相对论的原理扩展到动力学领域。引入相对论动量和能量的概念，推导出著名的质能等价关系 $E=mc^2$，并讨论其在核物理中的意义。 第9章：广义相对论导论：引力即时空弯曲 从狭义相对论到广义相对论的飞跃在于引力的概念。本章引入等效原理，阐述引力场如何被理解为时空几何的弯曲。虽然不深入复杂的张量分析，但会形象地展示测地线、引力时间延迟和光线弯曲等关键预言。 第三部分：凝聚态物理与统计力学的桥梁 本部分连接了微观粒子行为与宏观物质性质，聚焦于大量粒子系统的统计描述。 第10章：理想气体与统计力学的基本假设 回顾经典统计力学的基本概念，包括微观状态、相空间和系综理论。重点分析玻尔兹曼分布，并将其应用于计算理想气体的内能和熵，建立宏观热力学量与微观运动的联系。 第11章：量子统计：费米子与玻色子 本章引入量子统计的必要性。详细区分费米-狄拉克统计（适用于电子等半整数自旋粒子）和玻色-爱因斯坦统计（适用于光子、声子等整数自旋粒子）。探讨费米能级、泡利不相容原理在固体电子结构中的作用。 第12章：固体中的电子：能带理论 将量子力学应用于周期性晶格结构。本章解释布洛赫定理，导出现象化的能带结构。通过能带理论，我们能够清晰区分导体、半导体和绝缘体，为现代电子器件的理解奠定理论基础。 第13章：超导现象的微观解释 介绍低温物理学中的一个重要现象——超导电性。重点阐述BCS理论的核心思想，即库珀对的形成机制，以及由能隙带来的零电阻特性。 第四部分：粒子物理学与标准模型 本部分聚焦于构成物质的基本单元及其相互作用的理论框架。 第14章：基本粒子与相互作用 本章对物质的基本组成进行梳理，介绍夸克和轻子。系统分类四种基本相互作用力（强力、弱力、电磁力、引力），并引入费曼图作为描述粒子间相互作用的直观工具。 第15章：量子场论的萌芽与规范对称性 从量子力学到量子场论的过渡。本章初步探讨规范场论（Gauge Theory）的基本思想，解释电磁相互作用如何由U(1)规范对称性导出，并引入光子的场论描述。 第16章：强相互作用与色荷：量子色动力学（QCD）简介 介绍强相互作用的基本载体——胶子，以及夸克的“色荷”概念。简要阐述渐近自由（Asymptotic Freedom）现象，解释为何在高能下夸克近似自由，而在低能下被禁闭。 第17章：弱相互作用与标准模型的核心 探讨放射性衰变中扮演关键角色的弱相互作用，介绍W和Z玻色子。最终，本章将所有已知的基本粒子和三种相互作用（除引力外）整合到宏伟的粒子物理学标准模型框架内。 结语：未竟的探索 本书在介绍了现代物理学的成功后，将展望前沿领域，如暗物质、暗能量的证据，以及弦论、圈量子引力等试图统一广义相对论与量子力学的尝试，激发读者对未来物理学研究方向的思考。 本书的编写风格注重概念的精确性，辅以严格的数学推导，旨在为读者构建一个坚实且富有启发性的现代物理学知识体系。
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