马祖尔物理学：原理篇（上）
作者简介
埃里克·马祖尔是哈佛大学物理与应用物理系“巴尔坎斯基” 讲席教授, 应用物理方向的负责人·他是光学和教育学领域的科学家, 著作颇丰, 现任美国光学学会主席·
在荷兰莱顿大学获得博士学位后, 马祖尔教授赴哈佛大学工作·2012 年, 他被巴黎综合理工大学和蒙特利尔大学授予荣誉博士学位·他是荷兰皇家科学院院士, 还是中国科学院半导体研究所·北京工业大学激光工程研究院和北京师范大学的荣誉教授·
马祖尔教授曾在卡内基梅隆大学·俄亥俄州立大学·宾夕法尼亚州立大学·普林斯顿大学·范德比尔特大学·香港大学·比利时鲁汶大学和台湾大学等多所高校担任客座教授或杰出讲师职务·
除了光学之外, 马祖尔教授还对教育·科技政策·科技应用以及公共科学教育等领域甚感兴趣·1990 年, 他提出了同伴教学法, 将交互式教学运用于大班教学中·这种…
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埃里克·马祖尔是哈佛大学物理与应用物理系“巴尔坎斯基” 讲席教授, 应用物理方向的负责人·他是光学和教育学领域的科学家, 著作颇丰, 现任美国光学学会主席·
在荷兰莱顿大学获得博士学位后, 马祖尔教授赴哈佛大学工作·2012 年, 他被巴黎综合理工大学和蒙特利尔大学授予荣誉博士学位·他是荷兰皇家科学院院士, 还是中国科学院半导体研究所·北京工业大学激光工程研究院和北京师范大学的荣誉教授·
马祖尔教授曾在卡内基梅隆大学·俄亥俄州立大学·宾夕法尼亚州立大学·普林斯顿大学·范德比尔特大学·香港大学·比利时鲁汶大学和台湾大学等多所高校担任客座教授或杰出讲师职务·
除了光学之外, 马祖尔教授还对教育·科技政策·科技应用以及公共科学教育等领域甚感兴趣·1990 年, 他提出了同伴教学法, 将交互式教学运用于大班教学中·这种…
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《马祖尔物理学》分为《原理篇》和《实践篇》两部分: 《原理篇》讲授物理知识; 《实践篇》主要涉及对知识的应用与解题方法的介绍?
《原理篇》每章分为两个部分: 部分为基本概念, 通过定性描述与插图示意, 用浅显的语言描绘概念框架; 第二部分为定量研究, 用数学工具分析前面提及的物理思想?
本书主要特点有: 强调守恒原理; 更早强化系统的概念; 推迟引入矢量的概念; 适时引入物理概念; 整合近代物理; 采取模块化的组织形式?
《原理篇》每章分为两个部分: 部分为基本概念, 通过定性描述与插图示意, 用浅显的语言描绘概念框架; 第二部分为定量研究, 用数学工具分析前面提及的物理思想?
本书主要特点有: 强调守恒原理; 更早强化系统的概念; 推迟引入矢量的概念; 适时引入物理概念; 整合近代物理; 采取模块化的组织形式?
目录
译者的话
致学生
致教师
第1 章 绪论 1
1. 1 科学方法 2
1. 2 对称性 4
1. 3 物质和宇宙 6
1. 4 时间和变化 8
1. 5 表征 9
1. 6 物理量和单位 14
1. 7 有效数字 17
1. 8 解题 20
1. 9 估算 24
第2 章 一维运动 29
2. 1 从现实到模型 30
2. 2 位置和位移 31
2. 3 描述运动 33
2. 4 平均速率和平均速度 35
2. 5 标量和矢量 40
2. 6 位置矢量和位移矢量 42
2. 7 速度矢量 46
2. 8 匀速运动 47
2. 9 瞬时速度 49
第3 章 加速度 54
3. 1 速度的改变 55
3. 2 重力加速度 57
3. 3 抛体运动 59
3. 4 运动简图 60
3. 5 匀加速运动 64
3. 6 自由落体方程 67
3. 7 斜面 70
3. 8 瞬时加速度 71
第4 章 动量 76
4. 1 摩擦力 77
4. 2 惯性 77
4. 3 决定惯性的要素 81
4. 4 系统 82
4. 5 惯性质量标准 87
4. 6 动量 88
4. 7 孤立系统 90
4. 8 动量守恒定律 95
第5 章 能量 102
5. 1 碰撞的分类 103
5. 2 动能 104
5. 3 内能 106
5. 4 封闭系统 109
5. 5 弹性碰撞 113
5. 6 非弹性碰撞 116
5. 7 能量守恒 117
5. 8 爆破分离 119
第6 章 相对性原理 122
6. 1 运动的相对性 123
6. 2 惯性参考系 125
6. 3 相对性原理 127
6. 4 零动量参考系 131
6. 5 伽利略相对性 134
6. 6 质心 138
6. 7 可转化动能 142
6. 8 守恒定律和相对性 146
第7 章 相互作用 149
7. 1 相互作用的效果 150
7. 2 势能 153
7. 3 能量耗散 154
7. 4 源能量 157
7. 5 相互作用范围 160
7. 6 基本相互作用 162
7. 7 相互作用和加速度 166
7. 8 无耗散相互作用 167
7. 9 地面附近的势能 170
7. 10 耗散相互作用 173
第8 章 力 178
8. 1 动量和力 179
8. 2 力的相互作用 180
8. 3 力的分类 182
8. 4 平动平衡 183
8. 5 分体受力图 184
8. 6 弹簧和张力 186
8. 7 运动方程 191
8. 8 重力 194
8. 9 胡克定律 195
8. 10 冲量 197
8. 11 二体相互作用 199
8. 12 多体相互作用 201
第9 章 功 205
9. 1 力位移 206
9. 2 正功和负功 207
9. 3 能量图 209
9. 4 系统的选择 212
9. 5 对单个质点所做的功 216
9. 6 对多个质点构成的系统所做的功 219
9. 7 变力与分布力 222
9. 8 功率 226
第10 章 平面运动 229
10. 1 直线运动是一个相对概念 230
10. 2 平面矢量 231
10. 3 力的分解 234
10. 4 摩擦力 237
10. 5 功和摩擦力 238
10. 6 矢量代数 241
10. 7 二维抛物运动 243
10. 8 二维碰撞和动量 245
10. 9 功的标量积表达式 246
10. 10 摩擦系数 251
第11 章 圆周运动 257
11. 1 匀速圆周运动 258
11. 2 力与圆周运动 262
11. 3 转动惯量 264
11. 4 转动运动学 267
11. 5 角动量 272
11. 6 延伸物体的转动惯量 277
第12 章 力矩 284
12. 1 力矩和角动量 285
12. 2 自由转动 288
12. 3 扩展性分体受力图 289
12. 4 转动的矢量性质 291
12. 5 角动量守恒 296
12. 6 滚动 300
12. 7 力矩和能量 305
12. 8 矢积 307
第13 章 引力 311
13. 1 万有引力 312
13. 2 引力和角动量 317
13. 3 重量 320
13. 4 等效原理 323
13. 5 引力常量 328
13. 6 引力势能 329
13. 7 天体力学 332
13. 8 球体产生的万有引力 337
第14 章 狭义相对论 340
14. 1 时间的测量 341
14. 2 同时的相对性 344
14. 3 时空间隔 348
14. 4 物质与能量 353
14. 5 钟慢效应 358
14. 6 尺缩效应 363
14. 7 动量守恒 367
14. 8 能量守恒 371
第15 章 周期性运动 377
15. 1 周期性运动和能量 378
15. 2 简谐运动 380
15. 3 傅里叶定理 382
15. 4 简谐运动的回复力 383
15. 5 简谐振子的能量 388
15. 6 简谐运动和弹簧 392
15. 7 回复力矩 396
15. 8 阻尼振动 399
第16 章 一维波 403
16. 1 波的图形表示 404
16. 2 波的传播 407
16. 3 波的叠加 412
16. 4 边界效应 414
16. 5 波函数 419
16. 6 驻波 424
16. 7 波速 427
16. 8 波的能量传递 429
16. 9 波动方程 432
第17 章 二维波和三维波 436
17. 1 波阵面 437
17. 2 声波 439
17. 3 干涉 442
17. 4 衍射 448
17. 5 波的强度 451
17. 6 拍 454
17. 7 多普勒效应 457
17. 8 冲击波 462
第18 章 流体 466
18. 1 流体中的力 467
18. 2 浮力 472
18. 3 流 474
18. 4 表面效应 477
18. 5 压强与重力 485
18. 6 流体中的压强 490
18. 7 伯努利方程 494
18. 8 黏度与表面张力 497
第19 章 熵 504
19. 1 态 505
19. 2 能量均分 508
19. 3 空间均分 510
19. 4 向最概然态演化 512
19. 5 熵与体积的关系 517
19. 6 熵与能量的关系 522
19. 7 单原子分子理想气体的性质 526
19. 8 单原子分子理想气体的熵 529
第20 章 热能的传输 532
20. 1 热交换 533
20. 2 温度的测量 537
20. 3 热容 540
20. 4 PV 图与热力学过程 545
20. 5 功与能 550
20. 6 理想气体的等体过程与绝热
过程 5
^ 收 起
译者的话
致学生
致教师
第1 章 绪论 1
1. 1 科学方法 2
1. 2 对称性 4
1. 3 物质和宇宙 6
1. 4 时间和变化 8
1. 5 表征 9
1. 6 物理量和单位 14
1. 7 有效数字 17
1. 8 解题 20
1. 9 估算 24
第2 章 一维运动 29
2. 1 从现实到模型 30
2. 2 位置和位移 31
2. 3 描述运动 33
2. 4 平均速率和平均速度 35
2. 5 标量和矢量 40
2. 6 位置矢量和位移矢量 42
2. 7 速度矢量 46
2. 8 匀速运动 47
2. 9 瞬时速度 49
第3 章 加速度 54
3. 1 速度的改变 55
3. 2 重力加速度 57
3. 3 抛体运动 59
3. 4 运动简图 60
3. 5 匀加速运动 64
3. 6 自由落体方程 67
3. 7 斜面 70
3. 8 瞬时加速度 71
第4 章 动量 76
4. 1 摩擦力 77
4. 2 惯性 77
4. 3 决定惯性的要素 81
4. 4 系统 82
4. 5 惯性质量标准 87
4. 6 动量 88
4. 7 孤立系统 90
4. 8 动量守恒定律 95
第5 章 能量 102
5. 1 碰撞的分类 103
5. 2 动能 104
5. 3 内能 106
5. 4 封闭系统 109
5. 5 弹性碰撞 113
5. 6 非弹性碰撞 116
5. 7 能量守恒 117
5. 8 爆破分离 119
第6 章 相对性原理 122
6. 1 运动的相对性 123
6. 2 惯性参考系 125
6. 3 相对性原理 127
6. 4 零动量参考系 131
6. 5 伽利略相对性 134
6. 6 质心 138
6. 7 可转化动能 142
6. 8 守恒定律和相对性 146
第7 章 相互作用 149
7. 1 相互作用的效果 150
7. 2 势能 153
7. 3 能量耗散 154
7. 4 源能量 157
7. 5 相互作用范围 160
7. 6 基本相互作用 162
7. 7 相互作用和加速度 166
7. 8 无耗散相互作用 167
7. 9 地面附近的势能 170
7. 10 耗散相互作用 173
第8 章 力 178
8. 1 动量和力 179
8. 2 力的相互作用 180
8. 3 力的分类 182
8. 4 平动平衡 183
8. 5 分体受力图 184
8. 6 弹簧和张力 186
8. 7 运动方程 191
8. 8 重力 194
8. 9 胡克定律 195
8. 10 冲量 197
8. 11 二体相互作用 199
8. 12 多体相互作用 201
第9 章 功 205
9. 1 力位移 206
9. 2 正功和负功 207
9. 3 能量图 209
9. 4 系统的选择 212
9. 5 对单个质点所做的功 216
9. 6 对多个质点构成的系统所做的功 219
9. 7 变力与分布力 222
9. 8 功率 226
第10 章 平面运动 229
10. 1 直线运动是一个相对概念 230
10. 2 平面矢量 231
10. 3 力的分解 234
10. 4 摩擦力 237
10. 5 功和摩擦力 238
10. 6 矢量代数 241
10. 7 二维抛物运动 243
10. 8 二维碰撞和动量 245
10. 9 功的标量积表达式 246
10. 10 摩擦系数 251
第11 章 圆周运动 257
11. 1 匀速圆周运动 258
11. 2 力与圆周运动 262
11. 3 转动惯量 264
11. 4 转动运动学 267
11. 5 角动量 272
11. 6 延伸物体的转动惯量 277
第12 章 力矩 284
12. 1 力矩和角动量 285
12. 2 自由转动 288
12. 3 扩展性分体受力图 289
12. 4 转动的矢量性质 291
12. 5 角动量守恒 296
12. 6 滚动 300
12. 7 力矩和能量 305
12. 8 矢积 307
第13 章 引力 311
13. 1 万有引力 312
13. 2 引力和角动量 317
13. 3 重量 320
13. 4 等效原理 323
13. 5 引力常量 328
13. 6 引力势能 329
13. 7 天体力学 332
13. 8 球体产生的万有引力 337
第14 章 狭义相对论 340
14. 1 时间的测量 341
14. 2 同时的相对性 344
14. 3 时空间隔 348
14. 4 物质与能量 353
14. 5 钟慢效应 358
14. 6 尺缩效应 363
14. 7 动量守恒 367
14. 8 能量守恒 371
第15 章 周期性运动 377
15. 1 周期性运动和能量 378
15. 2 简谐运动 380
15. 3 傅里叶定理 382
15. 4 简谐运动的回复力 383
15. 5 简谐振子的能量 388
15. 6 简谐运动和弹簧 392
15. 7 回复力矩 396
15. 8 阻尼振动 399
第16 章 一维波 403
16. 1 波的图形表示 404
16. 2 波的传播 407
16. 3 波的叠加 412
16. 4 边界效应 414
16. 5 波函数 419
16. 6 驻波 424
16. 7 波速 427
16. 8 波的能量传递 429
16. 9 波动方程 432
第17 章 二维波和三维波 436
17. 1 波阵面 437
17. 2 声波 439
17. 3 干涉 442
17. 4 衍射 448
17. 5 波的强度 451
17. 6 拍 454
17. 7 多普勒效应 457
17. 8 冲击波 462
第18 章 流体 466
18. 1 流体中的力 467
18. 2 浮力 472
18. 3 流 474
18. 4 表面效应 477
18. 5 压强与重力 485
18. 6 流体中的压强 490
18. 7 伯努利方程 494
18. 8 黏度与表面张力 497
第19 章 熵 504
19. 1 态 505
19. 2 能量均分 508
19. 3 空间均分 510
19. 4 向最概然态演化 512
19. 5 熵与体积的关系 517
19. 6 熵与能量的关系 522
19. 7 单原子分子理想气体的性质 526
19. 8 单原子分子理想气体的熵 529
第20 章 热能的传输 532
20. 1 热交换 533
20. 2 温度的测量 537
20. 3 热容 540
20. 4 PV 图与热力学过程 545
20. 5 功与能 550
20. 6 理想气体的等体过程与绝热
过程 5
^ 收 起
作者简介
埃里克·马祖尔是哈佛大学物理与应用物理系“巴尔坎斯基” 讲席教授, 应用物理方向的负责人·他是光学和教育学领域的科学家, 著作颇丰, 现任美国光学学会主席·
在荷兰莱顿大学获得博士学位后, 马祖尔教授赴哈佛大学工作·2012 年, 他被巴黎综合理工大学和蒙特利尔大学授予荣誉博士学位·他是荷兰皇家科学院院士, 还是中国科学院半导体研究所·北京工业大学激光工程研究院和北京师范大学的荣誉教授·
马祖尔教授曾在卡内基梅隆大学·俄亥俄州立大学·宾夕法尼亚州立大学·普林斯顿大学·范德比尔特大学·香港大学·比利时鲁汶大学和台湾大学等多所高校担任客座教授或杰出讲师职务·
除了光学之外, 马祖尔教授还对教育·科技政策·科技应用以及公共科学教育等领域甚感兴趣·1990 年, 他提出了同伴教学法, 将交互式教学运用于大班教学中·这种教学方法在美国国内和国际上广为传播, 其他许多学科也将这一方法应用于教学实践之中·
马祖尔教授的著述包括250 余篇论文和专著以及20 余项专利·他在教育学方面的著作Peer Instruction: A User’ s Manual一(Pearson, 1997) 介绍了在大班实现交互式教学的方法·2006 年, 在他的帮助下, 获奖DVD 《交互教学》(Interactive Teaching) 录制完成·此外, 他还是教学平台“Learning Catalytics” 的创始人之一, 这个教学平台能在课堂教学中通过交互式教学提高学生的解题能力·
^ 收 起
埃里克·马祖尔是哈佛大学物理与应用物理系“巴尔坎斯基” 讲席教授, 应用物理方向的负责人·他是光学和教育学领域的科学家, 著作颇丰, 现任美国光学学会主席·
在荷兰莱顿大学获得博士学位后, 马祖尔教授赴哈佛大学工作·2012 年, 他被巴黎综合理工大学和蒙特利尔大学授予荣誉博士学位·他是荷兰皇家科学院院士, 还是中国科学院半导体研究所·北京工业大学激光工程研究院和北京师范大学的荣誉教授·
马祖尔教授曾在卡内基梅隆大学·俄亥俄州立大学·宾夕法尼亚州立大学·普林斯顿大学·范德比尔特大学·香港大学·比利时鲁汶大学和台湾大学等多所高校担任客座教授或杰出讲师职务·
除了光学之外, 马祖尔教授还对教育·科技政策·科技应用以及公共科学教育等领域甚感兴趣·1990 年, 他提出了同伴教学法, 将交互式教学运用于大班教学中·这种教学方法在美国国内和国际上广为传播, 其他许多学科也将这一方法应用于教学实践之中·
马祖尔教授的著述包括250 余篇论文和专著以及20 余项专利·他在教育学方面的著作Peer Instruction: A User’ s Manual一(Pearson, 1997) 介绍了在大班实现交互式教学的方法·2006 年, 在他的帮助下, 获奖DVD 《交互教学》(Interactive Teaching) 录制完成·此外, 他还是教学平台“Learning Catalytics” 的创始人之一, 这个教学平台能在课堂教学中通过交互式教学提高学生的解题能力·
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《马祖尔物理学》分为《原理篇》和《实践篇》两部分: 《原理篇》讲授物理知识; 《实践篇》主要涉及对知识的应用与解题方法的介绍?
《原理篇》每章分为两个部分: 部分为基本概念, 通过定性描述与插图示意, 用浅显的语言描绘概念框架; 第二部分为定量研究, 用数学工具分析前面提及的物理思想?
本书主要特点有: 强调守恒原理; 更早强化系统的概念; 推迟引入矢量的概念; 适时引入物理概念; 整合近代物理; 采取模块化的组织形式?
《原理篇》每章分为两个部分: 部分为基本概念, 通过定性描述与插图示意, 用浅显的语言描绘概念框架; 第二部分为定量研究, 用数学工具分析前面提及的物理思想?
本书主要特点有: 强调守恒原理; 更早强化系统的概念; 推迟引入矢量的概念; 适时引入物理概念; 整合近代物理; 采取模块化的组织形式?
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