大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡海云，缪劲松，冯艳全 等 编

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• 大学物理
• 近代物理
• iCourse
• 物理学
• 教材
• 高等教育
• 理工科
• 大学
• 物理
• 学习

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040475999

版次：1

商品编码：12125213

包装：平装

丛书名： iCourse教材

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：221

字数：390000

正文语种：中文

内容简介

　　《大学物理》分为四卷，第一卷力学与热学，包括质点力学、刚体力学、连续体力学、气体动理论、热力学基础；第二卷波动与光学，包括振动、波动、几何光学基础、光的干涉、光的衍射、光的偏振；第三卷电磁学，包括静电场、静电场中的导体和电介质、恒定磁场、电磁感应和电磁场；第四卷近代物理，包括狭义相对论力学基础、微观粒子的波粒二象性、薛定谔方程及其应用、固体中的电子、原子核物理。各章后均有本章提要、思考题和习题，书末备有习题参考答案和活页作业单。《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》是其中的第四卷《近代物理》，由胡海云、缪劲松、冯艳全、吴晓丽主编。
　　《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》适合作为理工科各专业的大学物理课程的教材或教学参考书，也可作为综合性大学和高等师范院校相关专业的教材或教学参考书。

内页插图

目录

第1章 狭义相对论力学基础
1．1 狭义相对论的基本原理
1．1．1 力学相对性原理、绝对时空观和伽利略变换
1．1．2 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理
1．2 相对论时空效应
1．2．1 空间和时间的测量
1．2．2 时间延缓
1．2．3 长度收缩
1．2．4 同时性的相对性
1．3 洛伦兹变换
1．3．1 洛伦兹变换的推导
1．3．2 利用洛伦兹变换验证相对论时空效应
1．3．3 闵可夫斯基空间
1．4 相对论速度变换
1．5 相对论动力学基础
1．5．1 相对论动量和质量
1．5．2 质能关系
1．5．3 相对论能量和动量的关系
1．6 广义相对论简介
1．6．1 广义相对论基本原理
1．6．2 广义相对论的几大实验验证
本章提要
思考题
习题

第2章 微观粒子的波粒二象性
2．1 黑体辐射普朗克能量子假设
2．1．1 黑体辐射
2．1．2 普朗克能量子假设
2．2 光电效应爱因斯坦光量子理论
2．2．1 光电效应
2．2．2 爱因斯坦光量子理论
2．2．3 光的波粒二象性
2．3 康普顿效应
2．3．1 康普顿效应
2．3．2 康普顿效应的光量子理论解释
2．4 氢原子光谱玻尔的氢原子理论
2．4．1 氢原子光谱
2．4．2 玻尔的氢原子理论
2．5 粒子的波动性玻恩的统计解释
2．5．1 德布罗意波
2．5．2 德布罗意波的实验验证
2．5．3 玻恩的统计解释
2．5．4 自由粒子的波函数
2．6 不确定关系
本章提要
思考题
习题

第3章 薛定谔方程及其应用
3．1 薛定谔方程
3．1．1 自由粒子薛定谔方程
3．1．2 一般情况下的薛定谔方程
3．1．3 定态薛定谔方程
3．2 一维方势阱中的粒子
3．2．1 一维无限深方势阱中的粒子
3．2．2 一维有限深方势阱中的粒子
3．2．3 一维方势垒势垒贯穿
3．3 简谐振子
3．4 原子中的电子
3．4．1 氢原子
3．4．2 施特恩-格拉赫实验和电子自旋
3．5 四个量子数和原子的壳层结构
3．5．1 四个量子数
3．5．2 泡利不相容原理与能量最低原理
3．5．3 原子的壳层结构
3．6 激光
3．6．1 激光的产生
3．6．2 激光的特性
3．6．3 激光的应用：激光冷却
本章提要
思考题
习题

第4章 固体中的电子
4．1 金属中的自由电子
4．1．1 自由电子气模型
4．1．2 自由电子气的费米能量
4．1．3 态密度 费米-狄拉克分布
4．2 固体能带理论
4．2．1 固体的能带
4．2．2 价带、导带和禁带
4．2．3 导体、绝缘体和半导体
4．3 半导体导电
4．3．1 半导体分类
4．3．2 pn结
4．3．3 半导体器件
本章提要
思考题
习题

第5章 原子核物理
5．1 原子核的基本性质
5．1．1 原子核的组成
5．1．2 原子核的形状与大小
5．1．3 原子核的自旋与磁矩
5．2 原子核的结合能和核力
5．2．1 原子核的结合能
5．2．2 核力
5．3 原子核的放射性衰变
5．3．1 放射性
5．3．2 放射性衰变规律
5．3．3 α衰变
5．3．4 β衰变
5．3．5 γ衰变
5．3．6 放射性的应用
5．4 核反应
5．4．1 人工核反应
5．4．2 核裂变
5．4．3 核聚变
本章提要
思考题
习题
附录

前言/序言

　　物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它具有完整的科学体系、独特有效的研究方法、丰富的知识。所有这些对于培养21世纪的科学研究工作者及工程技术人员都是必不可少的。因此以物理学基础为内容的大学物理课程是理、工、经、管、文等本科各非物理专业必修的一门基础课。
　　当前。以计算机、手机和网络技术为核心的现代信息技术正在改变着我们的生产方式、生活方式、工作方式和学习方式。并可能引起教育和教学的革命性改革。北京理工大学大学物理教学团队充分利用自身的教育资源优势，一直积极开展大学物理课程的网络建设。北京理工大学“大学物理”课程2008年被评为北京市精品课；2014年入选中国大学MOOC首批建设课程，分力学与热学、波动与光学、电磁学、近代物理四个模块进行讲授，并基于MOOC开展面向多元化专业人才培养的大学物理模块化分层次混合式教学；“物理之妙里看'花'”2016年被评为国家级精品视频公开课。
　　我们之所以新编一套教材，是因为不仅要考虑结合国内外的教学改革进展及信息化技术，还要考虑在充分总结和吸取广大教师和学生对原北京市精品教材《大学物理》（苟秉聪、胡海云主编）意见的基础上，依据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010年版）进行编写。在写作风格上力求物理图像清晰，物理思想突出；论述力求深入浅出并有适量的技术应用和理论扩展。同时力求贯彻以学生为主体、教师为主导的教育理念，遵循学生混合式学习的认知规律。结合MOOC教学，通过立体化设计，体现“导学”“督学”“自学”“促学”思想，展现物理以“物”喻理、以“物”明理、以“物”悟理的学科特点。使学生多方位地开展学习。增加教材的可读性和趣味性。
　　本套教材编者均为大学物理教学的一线优秀教师，具有多年丰富的教学、教改经验。第一卷主编老师为：刘兆龙（第1、第2章）。石宏霆（第3章），冯艳全（第4、第5章）；第二卷主编老师为：李英兰（第1、第2章），郑少波（第3一第6章）；第三卷主编老师为：胡海云（第1、第2章），吴晓丽（第3章），缪劲松（第4章）；第四卷主编老师为：缪劲松（第1章）。胡海云（第2、第3章）。冯艳全（第4章），吴晓丽（第5章）。我们感谢北京理工大学的物理学前辈苟秉聪教授等为本套教材打下的良好基础。感谢北京理工大学教务处、高等教育出版社物理分社等对本套教材的编写与出版的积极支持。

大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材 - 深度探索现代世界的基石 本书《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》并非仅仅是一部枯燥的教科书，它更像是一扇通往奇妙的近代物理世界的窗口，带领读者深入理解构成我们现代社会和科技基石的那些最基本、最深刻的物理原理。我们将在这里一同踏上一次激动人心的探索之旅，从微观世界的奇异现象，到宇宙宏大的奥秘，一一为您揭示。 第一章：量子世界的黎明 - 光的粒子性与波粒二象性 我们从那个颠覆了经典物理认知的革命性开端——量子力学——说起。你是否曾疑惑，光究竟是波还是粒子？本书将详细剖析光电效应实验，爱因斯坦提出的光量子假说如何巧妙地解释了这一现象，将原本被视为波的光，赋予了粒子的属性。我们将深入理解普朗克提出的能量量子化概念，它如何奠定了量子理论的基石，并解释了黑体辐射这一经典物理的难题。 接着，我们还将探讨德布罗意的物质波理论，将粒子的波动性这一看似不可思议的观念引入。你将了解到，不仅仅是光，就连电子、质子等微观粒子也具备波的性质，这并非抽象的哲学思辨，而是可以通过双缝干涉实验等一系列精妙实验得到验证的客观事实。通过对这些基本概念的深入理解，你将开始构建对微观世界全新的认知框架，为后续更复杂的量子现象打下坚实的基础。 第二章：原子结构的新篇章 - 原子模型与原子光谱 经典物理学在解释原子结构时遇到了重重困难。卢瑟福的原子模型虽然成功预测了原子核的存在，但其轨道上的电子却面临着持续辐射能量而坍塌的困境。本书将带你循序渐进地理解波尔原子模型，它如何巧妙地引入了角动量量子化和定态的概念，从而成功解释了氢原子光谱的离散性。你将学习到原子能级、跃迁等概念，理解原子发光和吸光的内在机制。 随后，我们将进入更深层次的量子力学描述。薛定谔方程的出现，标志着量子力学进入了一个更加完善的阶段。你将初步接触到波函数，理解其统计学意义，以及如何利用它来描述微观粒子的状态。虽然复杂的数学推导可能令人望而生畏，但本书将以清晰易懂的方式，引导你理解薛定谔方程在理解原子结构、电子云模型等方面的核心作用。你将了解到，原子中的电子并非在固定的轨道上运行，而是以概率分布的形式存在，这与我们日常经验的直观感受截然不同，却更加符合微观世界的真实规律。 第三章：原子核的奥秘 - 核力、放射性与核反应 脱离了电子的束缚，我们将目光投向原子核的内部。原子核由质子和中子组成，它们之间存在着一种极其强大的吸引力——核力。本书将详细介绍核力的性质，它如何克服质子间的静电斥力，将原子核紧密地结合在一起。你将理解原子核的结合能，以及它与原子质量亏损之间的深刻联系，这为核能的产生提供了理论基础。 同时，我们将深入探讨放射性现象。不稳定的原子核如何通过衰变（α衰变、β衰变、γ衰变）转化为更稳定的状态？你将学习到各种衰变方式的特点，以及放射性同位素在科学研究、医疗诊断和工业应用中的重要作用。此外，本书还将介绍核反应，包括裂变和聚变。你将理解核武器的威力来源，以及核能发电的原理，为认识人类驾驭原子能的能力提供清晰的图景。 第四章：基本粒子与宇宙的演化 - 粒子物理学导论 近代物理的探索并未止步于原子核。本书将带领读者进入更深层次的粒子物理学领域，介绍构成物质的基本粒子，如夸克、轻子等，以及传递相互作用的媒介粒子，如光子、胶子、W/Z玻色子等。你将初步了解标准模型，它是粒子物理学迄今为止最成功的理论框架，统一了电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用。 更令人兴奋的是，本书还将简要触及宇宙学。你将了解到宇宙大爆炸理论的证据，如宇宙微波背景辐射和星系红移。同时，我们还将探讨暗物质和暗能量的概念，它们是当前宇宙学研究中的未解之谜，却对宇宙的演化起着至关重要的作用。通过这些章节，你将对我们所处的宏大宇宙及其起源有一个初步但深刻的认识。 第五章：固体物理基础 - 能带理论与半导体 近代物理的原理不仅应用于微观粒子世界，更深刻地影响着我们周围的宏观物质。本书将重点介绍固体物理学的基本概念，特别是能带理论。你将理解，在固体中，原子的电子能级会发生劈裂，形成连续的能带。电子在这些能带中的分布决定了材料是导体、绝缘体还是半导体。 半导体作为信息时代的核心材料，其特性将得到详细的阐述。你将学习到本征半导体和掺杂半导体的工作原理，PN结的形成及其在二极管、三极管等电子器件中的应用。这些知识将帮助你理解我们日常生活中使用的各种电子设备，从手机到电脑，其背后的物理基础。 第六章：统计物理与热力学 - 从微观到宏观的桥梁 宏观世界的许多现象，如气体的压强、温度，都可以从大量微观粒子的集体行为来解释。本书将介绍统计物理学的基本思想，包括玻尔兹曼分布、费米-狄拉克分布和玻色-爱因斯坦分布，它们描述了不同粒子在不同能量状态下的分布规律。 你将理解，宏观的热力学定律，如热力学第一定律和第二定律，可以从微观粒子的统计行为中推导出来。同时，本书还将探讨熵的概念，理解它与系统无序度的关系，以及它在自然界中的普遍存在。统计物理学为连接微观世界和宏观世界提供了一个强大的理论工具，使我们能够更全面地理解自然界的运行规律。 总结 《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》旨在为读者构建一个系统、深入的近代物理知识体系。我们不回避复杂的问题，但始终力求以最清晰、最易懂的方式呈现，辅以大量的实例和图示，帮助你理解那些抽象的物理概念。无论你是否拥有深厚的物理学背景，本书都将为你打开一扇理解现代世界运行方式的大门。从量子世界的奇异，到宇宙的宏大，你将获得一套全新的视角去审视和理解我们所处的世界。这本书不仅是学习知识的工具，更是激发你对科学探索热情的起点。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读物理专业大三的学生，在寻找一本能够深入理解近代物理的教材时，《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》成为了我的首选。这本书的特色在于其内容的深度和广度都达到了相当高的水平。它不仅仅是简单地罗列物理定律和公式，而是深入浅出地剖析了近代物理发展的脉络，从经典物理的危机，到量子力学的建立，再到相对论的革命性影响，无一不涵盖。我个人觉得，书中对量子力学中不确定性原理的阐述尤为精彩。它通过大量的思想实验和数学推导，清晰地展示了微观粒子固有的不确定性，这对于我们理解微观世界的本质至关重要。同时，书中还对原子结构、分子光谱、固态物理等前沿领域进行了较为详尽的介绍，这为我们后续深入学习相关专业课程打下了坚实的基础。我特别喜欢书中关于量子纠缠的讨论，虽然这部分内容相对抽象，但作者运用了非常形象的比喻，让我能够初步理解这种“幽灵般的超距作用”。这本书对数学的要求也比较高，涵盖了大量的微积分、线性代数等内容，这对于培养我们的数学功底也起到了很好的辅助作用。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，拿到《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》的时候，我有点被它的“硬核”程度给镇住了。它不像一些科普读物那样轻描淡写，而是真的在用严谨的物理语言和数学工具来构建近代物理的知识体系。从一开始的普朗克能量量子假说到薛定谔方程的建立，每一步的推导都相当扎实，需要读者具备扎实的数学基础和物理直觉。我个人认为，这本书最让人印象深刻的地方在于它对量子力学解释的多元化处理。书中不仅详细介绍了哥本哈根解释，还对一些其他的解释，如多世界解释等进行了简要的讨论，这能够帮助我们更全面地认识量子力学这门学科的复杂性和开放性。我最近正在仔细研究书中的“粒子束衍射”部分，书中通过对电子衍射实验的深入分析，生动地展现了物质波的性质，让我对“波粒二象性”这一核心概念有了更深刻的理解。虽然在阅读过程中，我经常会停下来反复思考，甚至需要借助一些其他的辅助材料，但正是这种挑战，让我对物理学的严谨性和求真精神有了更深的体会。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在购买《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》之前，我对近代物理这一块儿一直感到有些头疼，总觉得它离我们的生活太遥远，而且理论体系也相当抽象。但是，这本书的出现，真的让我对它刮目相看。它的内容编排非常合理，循序渐进，从最初的黑体辐射和光电效应，一步步引导读者进入量子世界的奇妙旅程。我最欣赏的是书中那种“追根溯源”的讲解方式，它不会直接给出结论，而是详细阐述了提出每一个理论的背景、面临的挑战以及科学家们是如何一步步克服困难，最终建立起现代物理的大厦。这种方式让我不仅仅是“记住”了知识点，更是理解了知识点背后的科学精神和探索过程。书中对相对论的讲解也让我眼前一亮，它没有像很多教材那样一上来就抛出复杂的洛伦兹变换，而是先从迈克尔逊-莫雷实验讲起，再引出光速不变原理，最后才自然而然地引出狭义相对论的核心内容。这种“润物细无声”的教学方法，让我觉得学起来不那么吃力，反而充满了探索的乐趣。我最近一直在研究书中的爱因斯坦质能方程 E=mc²，虽然我还不能完全理解其深刻内涵，但书中对其推导过程的详细讲解，以及对核能等应用的介绍，都让我对这个伟大的公式充满了敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书确实是我大学物理学习生涯中的一份珍贵财富，尽管我还在努力消化其中的奥秘。说实话，拿到《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》时，我的第一感受就是它比我想象的要厚实不少，封面设计简洁大气，一看就很有学术范儿。翻开扉页，那种严谨细致的排版风格立刻让我肃然起敬。我尤其喜欢它在每个章节开头都会设置一个引人入胜的“情景导入”，通过日常生活中的现象或者一些历史故事来引出复杂的物理概念，这大大降低了我对近代物理的畏难情绪。比如，在讲到原子光谱时，书上花了相当大的篇幅去介绍普朗克的量子假说，不仅仅是公式的堆砌，还穿插了大量的历史背景和科学家的思考过程，读起来像在听一场精彩的科普讲座。更重要的是，书中大量的插图和示意图简直是我的“救命稻草”，它们将抽象的概念具象化，让我在理解波粒二象性、能量量子化这些难点时事半功倍。我曾经对着那些复杂的数学推导愁眉不展，但一旦看到书中配套的清晰图示，一切似乎就豁然开朗了。虽然我对某些概念的理解还不够深入，但我相信，随着我反复研读和老师的讲解，这本书一定会成为我打下坚实近代物理基础的关键。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对近代物理充满好奇心的读者，《大学物理（第四卷）近代物理/iCourse教材》提供了一个深入探索这个迷人领域的绝佳平台。这本书的独特之处在于它并没有将近代物理孤立起来，而是巧妙地将其置于整个物理学发展的历史长河中进行考察。在介绍量子概念之前，书中首先回顾了经典物理在解释某些现象时遇到的困境，例如黑体辐射和光电效应，这为我们理解量子理论的必要性提供了清晰的逻辑起点。我尤其赞赏书中对费曼物理学讲义的借鉴，那种直观、深刻的物理洞察力贯穿全书。例如，在讲解原子光谱时，书中详细介绍了玻尔模型如何成功解释氢原子光谱，并在此基础上引出了量子化的概念，这种层层递进的讲解方式，让我能够更好地把握知识的来龙去脉。书中对狭义相对论和广义相对论的梳理也非常到位，从时空观的变革到引力场的描述，都做了详尽的阐述。我最近正在反复阅读关于“双生子佯谬”的讨论，书中通过详细的数学推导和情景分析，揭示了相对论对我们直观时空感知的颠覆。虽然阅读过程充满挑战，但每一次的理解和突破都给我带来巨大的成就感。