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,是人类探索自然奥秘的过程中形成的学科。物理学最初是从对力学运动规律的研究发展起来的,后来又研究热现象、电磁现象、光现象以及辐射的规律。到19世纪末,物理学已经形成了一个完整的体系,被称为经典物理学。在20世纪初的30年里,物理学经历了一场伟大的革命——相对论和量子力学诞生了,从此产生了近代物理学。相对论和量子力学是现代物理学的两大理论支柱,直接促进了现代科学技术的发展。超大规模的集成电路、人工设计的新型材料、激光技术的应用和发展、低温与超导、新能源的开发和应用等,究其根源,无不以现代物理学基本原理为基础。
以经典物理学、近代和现代物理学基础为主要内容的大学物理课程,是高等院校非物理专业学生的一门重要的学习课程。该课程在学生科学素质的培养、科学技术的学习中起着重要的作用。
随着时代的发展,年轻人的兴趣和志向更加多元化,我国高等教育的大众化的步伐,使得人才培养模式发生了重大变化。因此作者和教师的任务就是探索如何在新形势下,教好大学物理这门课,以适应21世纪对高素质人才的科学素质的需要。本书就是为了满足培养技术应用型人才的高等学校对大学物理课程改革发展和实际教学的要求而编写的。以下几点是本书编写的主要思路与特点。
(1) 提高全民族科学文化素质,培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才,是技术应用型人才教育的价值取向。在这样的教育思想指导下,以“基本要求”中的核心内容构成本书的基本框架,同时选取少量的拓展内容作为知识的扩展和延伸,所有拓展内容
均冠以“*”号,删去它们并不影响全书的系统性和连贯性。并且选取了一定数量的与教材内容相配合的原理应用的内容和阅读材料
,以便使学生了解物理学的基础性、前瞻性,以及物理学与人们生活的密切相关性,增加学生学习的趣味性,拓宽视野和创新意识。
(2) 在内容选取上,一方面,尽可能地从现代物理学的认识高度,自上而下审视经典物理学内容; 另一方面,现代物理学内容较抽象,涉及的数学深奥、复杂,对于低年级非物理专业学生实施教学有一定的难度,因此在处理这部分内容时,可采用普通物理学的教学方法。本书在注重物理概念准确性的基础上,尽可能避免复杂的数学推证,采用图形图像,在物理概念、物理规律的阐述上力求运用辩证唯物主义观点,做到由浅入深、由易到难、由具体到抽象、由特殊到一般。文字流畅、通俗易懂、便于自学。
(3) 本书在内容衔接上,避免了与中学物理内容的简单重复,而是在中学物理的基础上深入提高,并增加了许多高等工科大学应有的物理内容。考虑到不同地区、不同专业大学物理教学的情况,并且考虑了中学物理课程改革对大学物理课程教学可能带来的影响,适度地降低了部分内容的起点,希望能较好地与中学物理基础相衔接。
(4) 本书的一个特点是加强例题和习题的基础性、应用性和典型性。有些题目与实践的联系较密切,且物理原理清楚,有较强的实际应用意义和一定的趣味性。并且习题内容和数量选择与教材内容相配合,类型有填空题、选择题和计算题,难度由浅到深,有较好的适用性。
(5) 本书还注意了以现代观点审视传统物理教学内容,根据现代教育思想理念,充分利用各种现代教育技术手段,全面整合文字和数字等资源,构成较为完整的教学资源体系。由纸质教材、纸质辅助教材、电子教案和网络课程等组成立体化系列教材。
全书采用国际(SI)单位制,书后有矢量运算、物理量的名称、符号及单位、常用物理常量表、习题参考答案及参考文献。
本书分为上、下两册。由袁艳红教授主编,陈锐老师统稿。
袁艳红老师编写了正文; 陈锐老师编写了第5、6、7、8、13、14、15章的习题,并画了相应章节的图; 赵华老师编写了第1、2、3、4章的习题,并画了第11、12章的图; 金华老师编写了第9、10、11、12章的习题,并画了第9、10章的图; 柯磊老师编写了英语的物理名词和部分原理的应用; 林星星老师画了第1、2、3、4、7、8章的图。陈锐、赵华、林璠老师对本书进行了校对。
本书由陕西师范大学的苗润才教授和上海电机学院的杨若凡教授担任主审工作,他们在评审时对原稿提出了十分详尽和具体的修改意见。在本书的编写和修改过程中,得到了上海电机学院的孙振武教授和朱泰英教授的帮助和关心。在此谨向他们表示诚挚的感谢。
由于编者学识和教学经验所限,可能对基本要求理解不深,处理不当,书中缺点和错误在所难免,真诚企盼使用本书的读者批评指正。
编者
2010年8月