本教材適用于工科非物理類專業90~120學時基礎物理教學。本教材是在作者近30年教學積累和多年雙語教學經驗基礎上編寫的。教材框架結構借鑒綜合了國內和北美教材結構特點，更充分考慮我國大眾教育階段的物理教學的實際情況以及學生的基礎，注重教學內容的基礎性，突出核心概念和物理思想，著力培養學生良好的物理思維習慣和方法，適當拓展物理與技術發展前沿和應用；教學內容層次分明、精簡、明析；習題練習按難度設置分級，為不同層次的教學提供選擇余地。
大學物理課程教學改革已經轟轟烈烈地走過了20多個年頭，在課程體系、教學內容、教學手段和方法等諸多方面都進行了多方位的改革與嘗試，取得了眾多令人矚目的研究成果。但有一點是不會改變的，那就是大學物理課程是高等教育課程體系中的基礎課。多年的改革形成了一種共識： 物理教育是培養學生科學素質的教育。
大學物理課程的教學目標是： （1）使學生建立描述物質運動的基本概念、認識物質運動的基本規律、掌握描述物質運動的基本方法； （2）培養學生科學的思想方法和思維方式，提高分析問題和解決問題的能力； （3）讓學生得到科學精神、科學態度和科學方法的熏陶，使其具備成為新世紀科學與技術人才的基本素質。基于上述認識，編寫本教材的一些主要思路和做法如下。
1. 本教材是在大眾教育、中學新課改的背景下編寫的。由于全國各地課改的方式、程度不同，高考理科綜合的科目選擇的不同，使得學生的中學物理基礎參差不齊。為適應這些變化，本教材將力學的起點做了一些調整，質點運動學從一維運動開始講起，但并不與高中內容重復，而是著重強調物理量的矢量表示與運算，重點強調利用高等數學中的微積分方法，研究函數與變量問題。質點動力學仍從牛頓定律開始，但更突出強調牛頓定律的內涵、適用條件與范圍； 進一步拓展關于質量、慣性等的認識； 同時運用微積分方法凸顯牛頓第二定律的矢量性、瞬時性和疊加性； 通過分析和研究各種變力、變加速問題，使教學內容既能與中學內容有機銜接，又在內容和方法上不重復中學內容與方法。
2. 學生從中學進入大學，無論是思維方式，還是學習方法都要經歷重大轉變。為幫助學生盡快完成思維方式和學習方法的轉變，本教材編寫注重高等數學矢量運算、微積分方法的貫通。多年的教學經驗表明，學生在大學物理課程學習中面臨的一個重要挑戰，就是高等數學中的矢量運算方法、微積分方法、函數與變量等在物理學中的應用。學習高等數學是一回事，應用學到的數學方法分析、解決物理問題又是一回事，使學生將兩者銜接起來，融會貫通并非想象的那么容易。因此，本教材從質點力學開始就特別強調矢量運算、函數與變量和微積分思想方法，并且將這些方法貫穿教材始終。教材結構設計上將微積分應用比較集中的質點力學和電磁學部分分別放在上、下冊，使難點分散開。
3. 在相對論和量子論部分，本教材借鑒了北美教材的內容體系，重點強調現代物理思想和概念，弱化或避開繁復的數學方程，強化了現代物理特別是量子力學相關的一些實驗結果的介紹，例如電子直邊衍射實驗、電子雙縫衍射實驗、單光子實驗等。更多地將量子力學的一些抽象概念形象化、具體化，例如隧道效應的應用、一維勢阱模型、物質波概念（量子圍欄）等。
4. 教材中設置了溫馨提示、問題討論欄目： 提示內容多是作者多年教學經驗的積累，主要是為了提示學生學習的重點與難點、分析問題的要點和關鍵； 提示學生需要注意和容易混淆的概念； 提示學生如何通過比較學習，區分不同概念、不同定理定律間的區別與聯系； 提示學生相關物理概念的背景知識等。問題討論多為相關知識概念的拓展內容，有助于學生更好地理解和掌握基本概念及其應用。
5. 思考題分散于教材的各個部分，這樣使得問題更有針對性，也更有利于學生及時檢查學習效果，反饋沒有搞清的概念、原理、定理、定律等，以便及時解決問題，使得閱讀教材更有的放矢。
6. 本教材教學內容覆蓋了“教育部非物理類理工科大學物理教學基本要求”的核心內容，有些教學內容，例如流體曳力、剛體的旋進運動、熵與能源、電介質中的高斯定理、LC振蕩電路等打上了*號，而對稱性與守恒定律、非線性振動與混沌、熵與信息等教學內容打上了**號，其目的是使得教學內容層次更分明，可以滿足不同層次、不同學時的教學需求。
7. 習題設置上，增大了更能檢驗和考核對基本概念的掌握與理解的選擇題的量； 練習題分為了三個層次，第一個層次為簡單練習題，只要理解和掌握了基本概念與原理，即可正確分析與求解這些問題。該層次練習題加注了對應的章節的內容標題，更方便教學中師生有針對性地選擇題目。第二個層次為綜合練習題，這些問題通常需要綜合運用前面的知識或更多的數學技巧才能分析和求解。第三個層次為趣味與應用問題，這些問題選取了一些科學、技術、生活中的趣味與應用問題，引導學生保持對自然的好奇心、更多地觀察周圍的世界，學習如何用物理原理解釋自然現象，從而更深刻地理解周圍的物質世界及其運動規律。同時也希望通過這些問題對學生進行多渠道、多層次、全方位的科學思維方法的訓練。
本書上冊第1～2章由孫燕云編寫，第3～4章由朱浩編寫，第5～11章由王莉編寫； 下冊第12章由朱浩編寫，第13～15章由崔占濤編寫，第16～19章由王莉編寫。上冊插圖由孫燕云、朱浩和崔占濤共同完成，下冊插圖由王莉完成； 全書習題由王莉、朱浩、崔占濤、孫燕云共同完成，全書由王莉統稿。
本教材的前身《大學物理教程》講義曾于2014年在西南交通大學2013級部分理工科專業中試用，后經修訂《大學物理教程》（修訂講義）于2015年在西南交通大學2014級部分理工科專業中試用，經最后修訂成稿形成這套教材。講義與教材的編寫得到了西南交通大學教務處的大力支持并予以立項； 在講義試用過程中，得到了物理科學及技術學院和物理系領導吳平、張曉、曾勇以及同事們的支持與幫助； 教材能夠順利出版，得到了清華大學出版社朱紅蓮老師的熱情幫助，在此向他們一并致以衷心的感謝！同時，向本書編寫過程中所參閱的書籍、文獻的作者致以誠摯的謝意！由于作者的學識淺薄，書中錯誤與不足之處在所難免，希望專家、同行和讀者批評指正。
編者
2015年8月于四川成都
第12章 靜電場
12.1 電荷與靜電力
12.1.1 電荷
12.1.2 庫侖定律
12.1.3 靜電力疊加原理
12.1.4 靜電力的殼定理
12.2 真空中的靜電場電場強度
12.2.1 什么是場
12.2.2 真空中的靜電場
12.2.3 電場強度
12.2.4 點電荷電場與場強疊加原理
12.2.5 電場強度的計算
12.2.6 靜電場中的電荷
12.3 真空中靜電場的高斯定理及其應用
12.3.1 矢量場的通量
12.3.2 電場通量
12.3.3 高斯定理
12.3.4 高斯定理的應用
12.4 真空中靜電場的環路定理電勢
12.4.1 靜電場力的功和環路定理
12.4.2 電勢能
12.4.3 電勢
12.4.4 電勢與電勢差的計算
12.4.5 等勢面和電場線
12.4.6 電場強度與電勢的關系
12.5 靜電場中的導體和電介質
12.5.1 靜電場中的導體
12.5.2 靜電場中的電介質
*12.5.3 電介質中的高斯定理
12.6 電容器與電容靜電場的能量
12.6.1 電容器
12.6.2 電容器的電容
12.6.3 靜電場的能量
12.7 電源電動勢穩恒電流
12.7.1 電源電動勢
12.7.2 穩恒電流與電流密度
12.7.3 電流密度與電子漂移速度
12.7.4 電流密度與電場強度
第12章 習題
第13章 穩恒電流的磁場
13.1 畢奧薩伐爾定律及其應用
13.1.1 畢奧薩伐爾定律
13.1.2 磁場的疊加原理
13.1.3 畢奧薩伐爾定律的應用
13.2 磁場的高斯定理和安培環路定理
13.2.1 磁感應線
13.2.2 磁通量
13.2.3 磁場的高斯定理
13.2.4 安培環路定理
13.2.5 安培環路定理的應用
13.3 磁場對運動電荷及載流導線的作用
13.3.1 洛倫茲力
13.3.2 磁場對運動電荷的作用及其應用
13.3.3 磁場對載流導線的作用
13.3.4 磁場對載流線圈的作用與線圈磁矩
13.4 磁場中的磁介質
13.4.1 磁介質的分類
13.4.2 磁介質的磁化
*13.4.3 磁介質中的安培環路定理
第13章 習題
第14章 電磁感應麥克斯韋方程組
14.1 法拉第電磁感應定律
14.1.1 法拉第實驗
14.1.2 法拉第電磁感應定律
14.1.3 楞次定律與法拉第電磁感應定律
14.2 感應電動勢
14.2.1 動生電動勢
14.2.2 感生電動勢與感生電場
14.2.3 感生電場的驗證及應用
14.3 自感和互感磁場能量
14.3.1 電感器與電感
14.3.2 自感現象與自感電動勢
14.3.3 互感現象和互感電動勢
14.3.4 磁場能量
14.3.5 磁場的能量密度
14.4 位移電流安培環路定理的一般形式
14.4.1 位移電流
14.4.2 安培環路定理的一般形式
*14.5 LC振蕩電路
14.6 麥克斯韋方程組
14.6.1 麥克斯韋方程組的積分形式
14.6.2 麥克斯韋方程組的意義
*14.7 電磁波的產生與傳播電磁場能流
14.7.1 電磁波的產生與傳播
14.7.2 驗證電磁波存在的赫茲實驗
14.7.3 電磁場能流與能流密度
14.7.4 電磁波譜
第14章 習題
第15章 波動光學
15.1 光的偏振
15.1.1 光的偏振特性與偏振態
15.1.2 偏振片起偏馬呂斯定律
15.1.3 反射和折射起偏布儒斯特定律
15.1.4 雙折射
15.1.5 檢偏器與偏振光檢偏
15.2 光的干涉
15.2.1 獲得相干光的方法
15.2.2 光程光程差
15.2.3 雙光束干涉空間相干性
15.2.4 薄膜干涉
*15.2.5 邁克爾孫干涉儀時間相干性
15.3 光的衍射
15.3.1 衍射現象
15.3.2 惠更斯菲涅耳原理
15.3.3 單縫夫瑯禾費衍射
15.3.4 圓孔衍射光學儀器分辨率
15.3.5 雙縫衍射
15.3.6 光柵衍射
*15.3.7 晶體的X射線衍射
第15章 習題
第16章 狹義相對論基礎
16.1 狹義相對論基本原理
16.1.1 伽利略變換與力學相對性原理
16.1.2 經典力學的困難
16.1.3 狹義相對論基本原理
16.2 洛倫茲變換
16.2.1 幾個基本概念
16.2.2 洛倫茲變換
16.3 狹義相對論時空觀
16.3.1 同時的相對性
16.3.2 動鐘變慢(時間膨脹)——時間測量的相對性
16.3.3 動尺縮短——空間測量的相對性
16.4 狹義相對論動力學基礎
16.4.1 相對論動量和質量
16.4.2 相對論能量
16.4.3 相對論動力學基本方程
16.4.4 相對論的意義
第16章 習題
第17章 光的本性
17.1 黑體輻射與普朗克能量子假設
17.1.1 黑體輻射
17.1.2 普朗克能量子假設
17.2 光電效應與愛因斯坦的光量子假設
17.2.1 光電效應及其實驗規律
17.2.2 愛因斯坦光量子假設光電效應方程
17.3 康普頓效應與光子動量
17.3.1 康普頓散射
17.3.2 用光子理論解釋康普頓散射
17.4 光子與光的波粒二象性
17.4.1 探測光子的實驗
17.4.2 光的波粒二象性
第17章 習題
第18章 物質的本性
18.1 物質波
18.1.1 德布羅意物質波假設
18.1.2 物質波假設的實驗驗證
18.2 實物粒子的波粒二象性概率波
18.2.1 實物粒子的波粒二象性
18.2.2 概率波
18.3 不確定關系
18.3.1 位置與動量的不確定關系
18.3.2 能量和時間的不確定關系
18.3.3 不確定關系的物理意義
18.3.4 不確定關系的哲學思考——互補原理
18.4 波函數薛定諤方程
18.4.1 波函數(概率幅)
18.4.2 薛定諤方程
第18章 習題
第19章 勢阱中的電子
19.1 一維勢阱中的電子
19.1.1 一維勢阱模型
19.1.2 一維勢阱中電子的薛定諤方程及其解
19.1.3 關于一維無限深勢阱中電子的重要結論
19.2 三維勢阱——原子中的電子
19.2.1 三維勢阱
19.2.2 氫原子的玻爾理論
19.2.3 氫原子的量子理論
19.3 原子的殼層結構
19.3.1 描述電子運動狀態的四個量子數
19.3.2 泡利不相容原理
19.3.3 能量最小原理
*19.4 激光
19.4.1 愛因斯坦的輻射理論
19.4.2 激光器
19.4.3 激光的特性及其應用
第19章 習題
附錄Ⅰ大學物理中一些常用數學公式
附錄Ⅱ SI基本單位
附錄Ⅲ 一些基本的物理常數
附錄Ⅳ SI詞頭
附錄Ⅴ 銀河系常用天體物理參數
附錄Ⅵ 常用希臘字母及其讀音
習題參考答案
參考文獻
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