《物理學概論》對物理學基本規律和基本結論進行了系統闡述,采用具體的概念式而不是數學的方法,重點勾勒出物理學的重大成就以及物理學在現代科技前沿中的主要應用。從提高學生的科學素養和創新能力出發,結合物理學中的科學思想、科學方法以及文化智慧,重點介紹物理學基本規律,并融物理知識和前沿應用為一體。行文力求深入淺出、通俗易懂、生動有趣,增強實踐環節,采用以案例帶動理論教學的創新寫作模式。
《物理學概論》既可以作為非物理專業的文科類及理工科學生的科學素養通識課教材,還可以作為廣大教師和一般讀者了解物理學基本規律及*前沿應用的參考讀物。
《物理學概論》高度概括了力學、熱學、電磁學、光學、相對論和量子物理等領域的基本知識及其中蘊含的科學思想、科學方法和科學精神,重視理論聯系實際,注意反映新的科技進展以及相關的社會問題,介紹物理學原理在文化、經濟、政治、社會網絡和科技等日常生活領域中的前沿應用。我們盡力保持本書對每部分內容合理的篇幅,同時覆蓋物理學概論書籍應包含的核心內容。要詳盡了解這些概念,需要有充分的討論和思考時間。
《物理學概論》的主要對象是非物理專業的文科類及理工科學生,通過物理學的普及教育使學生獲得邏輯思維能力、解決問題的能力和接受新事物能力等的熏陶。《物理學概論》還可以是一般讀者了解物理學基礎知識及與現代高新技術發展前沿關系的參考讀物。對于許多非科學專業的學生而言,物理學課程中關于數學的內容越少越好,并不需要學習以數學運算為基礎的解題技巧,而應將注意力明確地集中在物理學的意義上是非常重要的。因此,《物理學概論》采用概念式的方法而不是數學的方法向讀者介紹物理學,通過具體的圖像來思考物理問題,而不是通過方程式、積分和數字等數學運算,就能更好地掌握物理學的基本思想。
《物理學概論》以培養學生科學素養和創新能力為目標,以案例貫穿式為主線來介紹物理學基礎理論知識,結合案例講解,注重教材內容的科學性、趣味性、實用性與科學價值觀的有機結合,讓學生在學習的過程中結合科學史,了解物理學家們的創造性思維,承前啟后、勇于創新的精神以及對科學事業的奉獻精神;結合理論和高科技應用,擴大知識面并開闊眼界。由此來了解物理現象及其變化和發展的物理概念和規律,探討物理學基本規律與現代科技及社會發展之間的關系,以培養學生綜合科學素養。
《物理學概論》配套慕課在線課程《物理與人類未來》(2017年3月上線中國大學慕課,2017年10月上線學堂在線),引進新型技術參與教材實現真正的立體化。借助二維碼技術,通過掃一掃方式,方便學生手機學習,實現了教學中的互聯網 碎片化概念,每章設置一個二維碼,里面有本章重要內容的視頻講解。
前 言
物理學作為自然科學的一門重要基礎學科,歷來是人類物質文明發展的基礎和動力。作為人類追求真理、探索未知世界奧秘的有力工具,物理學又是一種哲學觀和方法論。由于物理學研究內容和方法的特殊性,使物理學教育成為培養大學生科學文化素質最為有效的手段。面對當代如此龐大的科學文化系統,任何人也不可能向古代圣賢那樣做一個百科全書式的學者,去通識每一片知識綠葉。盡管如此,我們仍然可以從系統和整體的角度出發,領悟物理學與其他各個學科之間的關聯,側重各門交叉學科之間的基本規律和基本思想,為成長為一個新時代高素質人才培養基本科學素養。
本書高度概括了力學、熱學、電磁學、光學、相對論和量子物理等領域的基本知識及其中蘊含的科學思想、科學方法和科學精神,重視理論聯系實際,注意反映新的科技進展以及相關的社會問題,介紹物理學原理在文化、經濟、政治、社會網絡和科技等日常生活領域中的最新前沿應用。我們盡力保持本書對每部分內容合理的篇幅,同時覆蓋物理學概論書籍應包含的核心內容。要詳盡了解這些概念,需要有充分的討論和思考時間。
本書的主要對象是非物理專業的文科類及理工科學生,通過物理學的普及教育使學生獲得邏輯思維能力、解決問題的能力和接受新事物能力等的熏陶。本書還可以是一般讀者了解物理學基礎知識及與現代高新技術發展前沿關系的參考讀物。對于許多非科學專業的學生而言,物理學課程中關于數學的內容越少越好,并不需要學習以數學運算為基礎的解題技巧,而應將注意力明確地集中在物理學的意義上是非常重要的。因此,本書采用概念式的方法而不是數學的方法向讀者介紹物理學,通過具體的圖像來思考物理問題,而不是通過方程式、積分和數字等數學運算,就能更好地掌握物理學的基本思想。
本書以培養學生科學素養和創新能力為目標,以案例貫穿式為主線來介紹物理學基礎理論知識,結合案例講解,注重教材內容的科學性、趣味性、實用性與科學價值觀的有機結合,讓學生在學習的過程中結合科學史,了解物理學家們的創造性思維,承前啟后、勇于創新的精神以及對科學事業的奉獻精神;結合理論和高科技應用,擴大知識面并開闊眼界。由此來了解物理現象及其變化和發展的物理概念和規律,探討物理學基本規律與現代科技及社會發展之間的關系,以培養學生綜合科學素養。
本書配套慕課在線課程《物理與人類未來》(2017年3月上線中國大學慕課,2017年10月上線學堂在線),引進新型技術參與教材實現真正的立體化。借助二維碼技術,通過掃一掃方式,方便學生手機學習,實現了教學中的互聯網 碎片化概念,每章設置一個二維碼,里面有本章重要內容的視頻講解。本書曾以講義的形式于2016年至2017年在東北大學的全校素質選修課試用,許多老師和同學提出了寶貴的意見和建議。在此向他們一并表示衷心的感謝!出版過程中得到了東北大學教務處和清華大學出版社的大力協助和支持,在此致謝!
由于本書涉及面廣,作者水平有限,書中難免存在這樣或那樣的錯誤或缺點,懇請廣大讀者批評指正。
編 者