大学物理学是一门重要的基础课,为提高学生的现代科学素质而服务。它提供一定宽度、深度、系统的现代物理学知识,来作为现代科学素质的基础,为学生学习后续课程以及将来从事各项工作、科学研究打下必要的物理基础。同时,它可以培养学生的科学观、科学方法和科学态度,掌握科学的思维方法,提高分析问题、解决问题的能力并引发创新意识。
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式以及相互作用规律的科学,是人类在探索自然奥秘过程中形成的学科。物理学的发展是从对力学运动规律的研究开始的,后来又研究热现象、电磁现象、光现象以及辐射规律等。到了19世纪末,物理学已经形成了一个完整的体系,我们称为经典物理学。在20世纪30年代,相对论和量子力学的出现,使物理学经历了一场伟大的革命,从而产生了近代物理学。
物理学是自然科学的基础,在探讨物质结构和运动规律的过程中,每一次物理学上的重大发现和突破都会引发科学界的新领域和新方向的出现与发展,甚至产生了新的分支学科和交叉学科。在过去一百年间,从物理学中分化出了大量的学科,如力学、热学、光学、电磁学、声学与原子物理学等,其中激光、无线电、微电子、原子能等现在都已经形成了独立的学科分支。
尽管物理学是一门古老的基础性学科,但是它对当前和未来的人类生活和科技发展都有着重要而紧密的联系,上至“神舟”飞天,下到石油钻探,大到宇宙奥秘探索,小到计算机芯片,都离不开物理学的研究和发展。
随着时代的发展,年轻人的兴趣和志向更加多元化,相应的人才培养模式也伴随着发生了重大的变化,如何在新形势下编写出好的大学物理教材是一个需要探索的问题。笔者以为: 一方面,要以现代的观点来重新审视和编写传统物理教学的内容;另一方面,要充分利用各种现代教学手段和方法,全面整合多媒体中的文本、动画、图形、图片和视频等各类教学资源,把它们有机地安排在一起,配合教材使用,以激发学生的学习兴趣。
本教材对知识系统结构和知识应用系统结构进行了科学设计,使两者紧密结合,相互配合,较好地解决了理论知识和应用的结合问题。在物理学的知识系统结构方面,注重概念引入、概念形成、概念应用。在理论阐述方面,继承和发扬了以往经典教材中注重知识系统性、科学性、严谨性等特点。在知识应用方面,有意地注意由传授知识为主转变为以提高能力、加强素质培养为主。
本书在编写过程中,得到了相关领导和老师的大力支持和帮助,在此表示感谢。还要感谢清华大学出版社的邹开颜编辑等为本书出版所做的工作和帮助,是他们的辛勤付出,才使本教材更趋完美。在本教材的编写过程中,还参阅了兄弟院校的有关教材,在此一并表示感谢。由于作者水平所限、时间仓促,书中不足、疏漏及错误之处,恳请批评指正!
作 者2012年夏
