前 言

參照教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會，及物理基礎課程教學指導分委員會所編制的《理工科類大學物理課程教學基本要求》（2010年版），本教材涵蓋基本要求的核心內容及部分擴展內容，并且盡量結合工程技術實例與日常生活事例，具有突出物理學應用、適度淡化理論推導等特點，以滿足應用型高校和高等職業院校對大學物理課程的教學需求。

本教材繼承國內經典物理教材的傳統特色，思路清晰、表述精練。同時，在例題、習題編寫設計方面，借鑒國外優秀物理教材的做法，強調理論與實際緊密結合，注重物理思想的表述和物理圖像的描述，特別注意將例題、習題與應用密切聯系，盡可能減少“質點”“滑塊”等生硬名詞出現的頻率，最大限度地體現應用型高校的特色。

教材分為上、下兩冊，共14章內容。上冊為力學、電磁學，共8章內容，下冊涵蓋振動、波動、熱學、光學、近代物理學等，共6章內容。融學習指導、習題解析及教學指南于一體的教學輔導書《大學物理解析對策與討論總結》已由中國水利水電出版社出版發行，可與本教材配套使用。

本教材為山東交通學院“物理公共基礎課及物理專業理論課教學團隊”二十余年，大學物理課程教學實踐及教研成果的概括與總結。第三版工作由山東省教學名師梁志強教授主持，吳世亮副教授、尹妍妍副教授與劉進慶副教授、王立飛教授分工負責上、下冊再版工作，并由王偉教授、李洪云教授、陳建中教授、王鵬飛副教授、趙娟副教授，以及王青、張路路、徐小燕、胡麗君等教學團隊成員合作，共同完成教材內容的勘誤、增設、完善等工作。首先，依據“全國科學技術名詞審定委員會”主辦的規范術語知識服務平臺，規范了諸多術語的表述。其次，改寫了每章的導語，使其更加充實，既高度概括每章內容，又具有警醒作用，督促大學生勤奮好學，讀書萬卷。同時又審查修改圖名、調整個別章節結構，增設工程技術應用物理原理實例等內容，使得教材更具可讀性，有益于高效閱讀。另外，還拓展了例題的結構與功能，創意設計了“討論”“問題”“總結”“拓展”等解題環節，期望示范大學生深層次思考，訓練邏輯思維、提高思辨能力。中國共產黨第二十次全國代表大會報告指出：“教育是國之大計、黨之大計。培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人是教育的根本問題。育人的根本在于立德。全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。”因此，在教材每章之后，創意增設“課程思政及拓展閱讀資源”。一是選編“中國天眼FAST”“中國航天工程”等重大科技成果，以及“中國航天員英雄群體先進事跡”“兩彈一星精神與功勛人物群體”等楷模功績作為課程思政資源。二是優選教學團隊指導大學生科技競賽獲獎項目、所發表論文，以及團隊成員所研制儀器與所獲得專利等成果充實為閱讀資源。目的是引導大學生樹立正確的世界觀、人生觀與價值觀，培養其科學精神、工匠精神與家國情懷。同時助力大學生豐富知識、拓寬視野，激勵其努力學習、不負韶華。

本次再版由梁志強、王偉完成第1～14章課程思政及拓展閱讀資源的選編、非標準答案習題的增設，以及例題、習題的完善與更換。尹妍妍、于英霞完成物理數據附表、諾貝爾物理學獎獲得者及其對科學技術貢獻附表的編寫。梁志強負責上、下冊統稿，梁志強、王偉、吳世亮、王立飛、劉進慶、尹妍妍、于英霞完成書稿校對等工作。

感謝中國水利水電出版社為本教材出版付出的辛勤勞動。

本教材不當之處，歡迎使用者指正，以便再版時更正。

編 者

2022年11月于山東交通學院無影山校區

前言
基本物理常量表
物理量及其單位
希臘字母表
第9章 機械振動基礎 1
9.1 簡諧振動 1
9.2 旋轉矢量 4
9.3 簡諧振動的應用 5
9.4 簡諧振動的合成 11
9.4.1 兩個同方向同頻率簡諧振動的合成 12
9.4.2 兩個相互垂直同頻率簡諧振動的合成 13
9.4.3 兩個同方向不同頻率簡諧振動的合成 14
9.4.4 兩個相互垂直不同頻率簡諧振動的合成 15
9.5 阻尼振動 受迫振動 共振 16
9.5.1 阻尼振動 16
9.5.2 受迫振動 共振 18
9.5.3 位移共振 18
9.5.4 阻尼振動和受迫振動的應用 19
習題9 21
課程思政及拓展閱讀資源 25
第10章 波動 27
10.1 機械波 27
10.1.1 機械波的產生 27
10.1.2 橫波與縱波 27
10.1.3 波線與波面 28
10.2 波速 波長 波動的周期 29
10.2.1 波速 29
10.2.2 波長 29
10.2.3 波動的周期 30
10.3 平面簡諧波的波函數 30
10.3.1 平面簡諧波 30
10.3.2 平面簡諧波波函數的建立 31
10.3.3 波函數的物理意義 33
10.4 波動的能量 36
10.4.1 波動的能量密度 36
10.4.2 波動的能流密度 37
10.5 波的衍射 38
10.5.1 惠更斯原理及其應用 38
10.5.2 波的衍射 39
10.6 波的疊加原理與波的干涉 39
10.6.1 波的疊加原理 39
10.6.2 波的干涉 40
10.6.3 駐波 43
10.7 多普勒效應 47
10.7.1 波源不動時觀察者相對介質運動的多普勒效應 48
10.7.2 觀察者不動時波源相對介質運動的多普勒效應 49
10.7.3 波源與觀察者同時相對介質運動的多普勒效應 50
10.8 聲波及其應用 51
10.8.1 聲波 51
10.8.2 超聲波 52
10.8.3 次聲波 52
10.9 電磁波及其應用 52
10.9.1 電磁波的波動方程 53
10.9.2 電磁波的性質 54
10.9.3 電磁波譜及電磁波的應用 54
習題10 56
課程思政及拓展閱讀資源 60
第11章 波動光學 61
11.1 光源的發光機理與光的相干性 61
11.1.1 光源的發光機理 61
11.1.2 光的相干性 62
11.1.3 光程和光程差 64
11.1.4 透鏡的等光程性 65
11.2 分波前干涉法 66
11.2.1 楊氏雙縫干涉 66
11.2.2 勞埃德鏡 69
11.3 分振幅干涉法 70
11.3.1 薄膜干涉 70
11.3.2 增透膜與增反膜及其應用 72
11.3.3 劈尖干涉及其應用 74
11.3.4 牛頓環及其應用 78
11.3.5 邁克爾遜干涉儀 79
11.4 光的衍射 81
11.4.1 光的衍射現象 81
11.4.2 惠更斯-菲涅耳原理 82
11.4.3 菲涅耳衍射與夫瑯禾費衍射 83
11.5 夫瑯禾費單縫衍射 83
11.5.1 夫瑯禾費單縫衍射的實驗裝置 83
11.5.2 菲涅耳半波帶法確定明暗條紋的位置 84
11.5.3 單縫衍射條紋分布特點 86
11.6 夫瑯禾費圓孔衍射與光學儀器的分辨本領 88
11.6.1 夫瑯禾費圓孔衍射 88
11.6.2 光學儀器的分辨本領 89
11.7 光柵衍射 92
11.7.1 光柵 92
11.7.2 光柵衍射條紋分布特點 93
11.8 光的偏振 95
11.8.1 光的偏振態 95
11.8.2 起偏與檢偏及馬呂斯定律 97
11.8.3 布儒斯特角 99
習題11 101
課程思政及拓展閱讀資源 107
第12章 氣體動理論 109
12.1 氣體的狀態 109
12.1.1 氣體的狀態參量 109
12.1.2 理想氣體的平衡態 110
12.1.3 理想氣體的物態方程 110
12.2 氣體分子熱運動 111
12.2.1 氣體的組成 111
12.2.2 分子的熱運動 111
12.2.3 分子間的相互作用力 112
12.3 理想氣體的壓強和溫度 113
12.3.1 理想氣體的微觀模型 113
12.3.2 理想氣體的統計假設 113
12.3.3 理想氣體的壓強公式 114
12.3.4 理想氣體的溫度公式 115
12.4 能量均分定理與理想氣體的內能 117
12.4.1 自由度 117
12.4.2 能量均分定理 118
12.4.3 理想氣體的內能 118
12.5 麥克斯韋氣體分子速率分布律 119
12.5.1 測定氣體分子速率的實驗 119
12.5.2 麥克斯韋氣體分子速率分布函數 120
12.5.3 理想氣體的三種統計速率 121
12.6 氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程 122
12.6.1 平均碰撞頻率 122
12.6.2 平均自由程 123
習題12 123
課程思政及拓展閱讀資源 128

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]