前言

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。物理学的发展极大地推动了近代工业和科学技术的创新革命，并同时促进了人类社会文明的进步。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律。近年来，随着教学改革的不断深入，大学物理课程还是一门帮助学生树立科学世界观、增强学生综合能力的素质教育课程。

本书适合“应用型人才”培养模式的普通高校作为大学物理教学用书，具有框架完整、语言精练等特点。目前，很多高校是非研究型高校，大学物理的教学主要是为学生进一步学习专业知识打基础，学校普遍重视经典物理中力学、热学、光学、电磁学的内容，对近代物理的内容要求相对较低。在本书的编写过程中，对经典物理做了系统详细的介绍，对近代物理保留了狭义相对论和量子物理基础。“应用型人才”培养模式的高校学生数理基础相对薄弱，因此本书

对经典物理的重点内容讲解透彻，必要的推导过程演算详细，同时在部分章节中增加了与物理知识相关的工程应用和生活中的物理常识。我们希望学生能够通过有趣的物理现象激起对物理学的学习兴趣，并在物理模型的系统学习中掌握科学的思维方法和逻辑思维能力。通过大学物理的学习，学生能够用简单的物理知识解释生活中看似复杂的自然现象，建立认识自然、了解自然、探索自然规律的信心。此外，我们参考借鉴了多套国内外优秀教材，选取适当的内容，增加一些科学前沿、物理学家故事介绍，部分章节引入中国近几年在相关技术领域的突破的内容，希望能达到培养学生家国情怀的目的，让学生树立国家自豪感，将来投身于祖国科学技术研究的事业中。

本书结合普通高校着重培养“应用型人才”的特点，简化《理工科类大学物理课程教学基本要求》的部分B类内容，加强对A类内容、公式和概念的理解和实际应用。挑选了难度适中的例题和习题，让学生在学习

时更容易理解和掌握。全书的教学内容可以根据本校的教学实际进行调整，适用于120课时以下的课程教学，书中带*章节为选修内容。

全书分上、下两册，上册由唐娜斯统稿，下册由高礼静统稿。上册第1~3章，以及第7章内容由陈悦编写； 第4~6章，以及第8章内容由唐娜斯编写。下册第9~14章内容由高礼静编写； 第15章内容由张红卫编写。

致同学们的话： 

当你们作为初学者，第一次拿起这本《大学物理学》，初看时也许会觉得很熟悉，力学、热学、光学和电磁学部分的内容在高中接触过，但是仔细一看书上的公式和习题会觉得很茫然，不理解也不会做。这是因为中学学习的是物理中最简单、最基础的内容，用的都是最简单的加减乘除，而大学物理将接触其本质和更加普适的形式，要使用全新的数学工具——微积分和矢量。所以有些同学经过两个学期的学习会出现两种极端情况： 高中物理学得好的，可能大学物理学得并不好； 而高中物理学得不好的，大学物理却学得很好。

高中物理和大学物理不仅仅方法和数学工具有很大的不同，内容上也有很大区别。例如： 在力学方面，中学学的是最简单的一维直线运动，大学物理将扩展到二维、三维曲线运动，无需再像中学那样去背诵那些让人“烦恼的”公式，我们只需要利用最基本的牛顿运动定律动力学矢量式就能推导出直线运动和曲线运动情况下的所有表达式。在电磁学方面，中学介绍的大多是均匀电场和磁场，而大学物理将详细介绍包含均匀场在内的电磁现象。在光学方面，和中学物理利用几何光学研究透镜成像的方法不同，大学物理将重点介绍波动光学的知识，并用来解释生活中常见的光的波动现象。总之，希望同学们不要停留在以前学习物理的方法，而是要以一个初学者的心态去面对物理，这样你会发现一个全新的、不一样的物理的美。

“判天地之美，析万物之理！”大学物理是自然科学的基础学科，在理工类专业课的学习前，都会要求学好大学物理。基础课和专业课的关系就如走和跑的关系，不会走怎么能跑？除此之外，物理学也是一门普适教育的课程，可以增强大学生的知识面，同时可以让学生树立正确的、科学的价值观和世界观。即使进入社会，从日常生活到高新技术领域，你们会发现前面学习的这些科学知识原来无处不在。

通过大学物理的教学，我们希望能提高同学们各方面的能力，包括： (1)获取知识和应用知识能力——大学物理比高中物理学习内容多，信息量大，与数学结合紧密，需要学生学会独立阅读书本内容，自学参考书和文献知识，紧密结合高等数学中的微积分和矢量代数，提高自学能力和应用能力。(2)科学思维能力——能够运用物理学的理论和观点，通过分析综合、演绎归纳、科学抽象、类比联想等方法正确地分析、研究和计算遇到的一些物理问题； 能根据单位（量纲）分析、数量级估算、极端情况和特例讨论等进行定性思考或半定量估算，并判断结果的合理性。(3)解决问题能力——对一些较为简单的实际问题，能够根据问题的性质以及实际需要抓住主要因素，进行合理的简化，通过建立相应的物理模型，并用物理语言进行描述，运用所学的物理理论和研究方法加以解决。 

希望同学们在学习过程中注意以下素质的培养： (1)科学素质——追求真理的理想和献身科学的精神，树立现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，使自己具有科学的成败观和探索科学疑难问题的信心与勇气，培养严谨求实的科学态度和坚韧不拔的科学品格。(2)创新精神——激发求知热情、探索精神和创新欲望，善于思考，勇于实践，敢于向旧观念挑战。(3)应用精神——通过理论知识的教学和实验课的学习，能将学到的理论知识应用到实际的生产、生活中。

限于编者的学术水平，书中难免存在不妥之处，我们希望老师和同学们在使用过程中多提宝贵意见，以便再版时加以完善。

编者

2023年9月