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本书为十三五国家重点图书世界名校名家系列,是一部并不多见的在篇幅和体例上与国内教材非常新近的世界知名教材!全书附网易公开课全课程双语字幕视频,以及配套练习题、测试题和解答!
內容簡介:
《基础物理》共24章,包括力学、相对论、振动与波动、流体、热力学等内容,其姊妹篇《基础物理Ⅱ》(中译本将于2018年出版)涉及电磁学、光学、量子力学等。在书中,R. Shankar,的物理学家和富于感染力的热心教育家,简明扼要地讲述了物理学的基本概念。这一工作为理工科专业的大学生,为积极学习物理先修课的高中生,为对科学进展感兴趣的读者提供了理想的入门教材。本书可作为高等学校理工科专业学生的教材或参考书,也适用于的高中生及自学人员。
關於作者:
R. Shankar,耶鲁大学约翰伦道夫霍夫曼物理学教授,美国艺术与科学院院士,2009年美国物理学会利林菲尔德奖得主,除本书外另著有《Principles of Quantum Mechanics》及《Basic Training in Mathematics》。Shankar教授主讲的《基础物理》因其幽默、诙谐的授课风格和清晰并富有逻辑的讲解受到全世界数百万师生的好评。
目錄 :
中文版序译者的话前 言第1 章 力学的体系1 1. 1 绪论以及有益的建议1 1. 2 运动学与动力学2 1. 3 平均量与瞬时量3 1. 4 匀加速运动5 1. 5 例题7 1. 6 运用微积分推导v2 =v20+2a(x-x0) 9第2 章 高维空间中的运动11 2. 1 回顾11 2. 2 二维空间中的矢量11 2. 3 单位矢量14 2. 4 坐标轴的选择与基矢15 2. 5 位置矢量r 的导数18 2. 6 在圆周运动中的应用20 2. 7 抛体运动22第3 章 牛顿运动定律Ⅰ 26 3. 1 牛顿运动定律概述26 3. 2 牛顿第二定律27 3. 3 第二定律的两个部分30 3. 4 牛顿第三定律33 3. 5 重量与失重35第4 章 牛顿运动定律Ⅱ 38 4. 1 一道解过的例题38 4. 2 故事绝未就此结束40 4. 3 二维空间(d =2) 中的运动40 4. 4 静摩擦力与动摩擦力414. 5 斜面42 4. 6 连接体45 4. 7 圆周运动 转圈47第5 章 能量守恒定律51 5. 1 能量概论51 5. 2 动能定理与功率52 5. 3 能量守恒定律: K2+U2 =K1+U1 54 5. 4 摩擦与动能定理57第6 章 二维空间(d=2) 的能量守恒59 6. 1 微积分复习59 6. 2 二维空间(d =2) 的功60 6. 3 二维空间(d =2) 的功与点积62 6. 4 保守力与非保守力65 6. 5 保守力67 6. 6 引力势能的应用69第7 章 开普勒问题72 7. 1 开普勒定律72 7. 2 万有引力定律74 7. 3 轨道77 7. 4 远离地球条件下能量守恒定律的应用80 7. 5 U 中的常数82第8 章 多粒子体系动力学85 8. 1 两体问题85 8. 2 质心86 8. 3 动量守恒定律92 8. 4 火箭学96 8. 5 弹性碰撞和非弹性碰撞97 8. 6 更高维度的散射100第9 章 转动动力学Ⅰ 103 9. 1 刚体简介103 9. 2 转角 弧度104 9. 3 匀角加速转动105 9. 4 转动惯量、动量和能量106 9. 5 力矩与动能定理110 9. 6 转动惯量的计算111第10 章 转动动力学Ⅱ 114Ⅹ10. 1 平行轴定理114 10. 2 由N 个物体组成的一般系统的动能117 10. 3 同时做平动和转动118 10. 4 能量守恒119 10. 5 =dLdt 的动力学应用120 10. 6 复杂转动121 10. 7 角动量守恒122 10. 8 花样滑冰运动员的角动量123第11 章 转动动力学Ⅲ 125 11. 1 静平衡125 11. 2 跷跷板125 11. 3 悬挂指示牌127 11. 4 靠墙的梯子128 11. 5 三维刚体动力学129 11. 6 回转仪135第12 章 狭义相对论Ⅰ: 洛伦兹变换138 12. 1 伽利略和牛顿的相对性138 12. 2 伽利略相对性原理的证明140 12. 3 爱因斯坦登场143 12. 4 假设144 12. 5 洛伦兹变换145第13 章 狭义相对论Ⅱ: 一些推论149 13. 1 洛伦兹变换总结149 13. 2 速度变换定律151 13. 3 同时的相对性153 13. 4 时间膨胀15413. 4. 1 双生子佯谬15713. 4. 2 长度收缩157 13. 5 更多佯谬15913. 5. 1 太长了无法下落15913. 5. 2 飞行的 介子162第14 章 狭义相对论Ⅲ: 过去、现在和未来163 14. 1 相对论中的过去、现在和未来163 14. 2 时空几何166 14. 3 迅度168Ⅺ14. 4 四维矢量171 14. 5 原时171第15 章 四维动量173 15. 1 相对论散射17815. 1. 1 康普顿效应17915. 1. 2 对生18015. 1. 3 光子吸收181第16 章 数学方法184 16. 1 函数的泰勒级数184 16. 2 关于泰勒级数的举例说明188 16. 3 一些常用函数的泰勒级数189 16. 4 三角函数和指数函数191 16. 5 复数的性质192 16. 6 复数的极坐标表示195第17 章 简谐运动197 17. 1 更多振动的例子200 17. 2 解的叠加202 17. 3 简谐振子解的条件205 17. 4 用指数函数作为通解206 17. 5 阻尼振动: 分类20717. 5. 1 过阻尼振动20717. 5. 2 欠阻尼振动20
內容試閱 :
在我的职业生涯中, 我发现教科书的篇幅几乎已经增大为原来的3 倍, 然而学生们的脑袋却没有按照这个比例增大。我和别处的同行们始终认为必须要做一件事, 这就是精选基础内容, 形成从篇幅上来说易读的教材。我在耶鲁大学讲授基础物理 这门课程时, 实现了这个目标, 本书具备这一特点。它包括牛顿力学、相对论、流体、波动、振动以及热力学的基础理论, 这些都是不能被删减掉的。阅读本书只需具备最基本的微分与积分概念, 这些我还经常会在讲授中进行复习。本书面向物理学、化学及工程专业的大学生, 也适用于优秀的高中生以及各行各业、各个年龄段的自学人员。本书的章节或多或少地源于我的24 讲课程, 有些小的修改, 不过延续着我的课堂风格。我经常会引入一些学生们问过的问题, 或是给出学生们对一些问题的答案, 我相信这对读者是有益的。书中采用了简单的插图, 用于表达要点, 也不会增加书的价格。方程式均为精心编排, 学起来比看视频容易得多。配套的练习题和测试题, 对于学习物理和确认自己是否学好了物理是不可或缺的, 连同其解答可以在耶鲁大学网站(http:/ / oyc.yale.edu/ physics) 上找到, 向所有人免费开放。也可以在线观看我的讲课, 比如YouTube, iTunes (https:/ / itunes. apple.com/ us/ itunesu/physics-video/ id341651848? mt = 10), 以及Academic Earth 等。一本书连同耶鲁网站上配备的相应资料, 可独立地作为一门课程的或者是自学者的资源, 当然有些教师也将之作为授课的补充, 以提供更多的习题和解题案例。我想对在线观看我课程的人说: 你们已经观看了视频, 现在来读一读这本书吧! 拥有纸质教材的好处是, 即使在飞机起飞和降落时, 你依然能够阅读。我在讲课时常提及我所著的《基础数学训练》这本书, 该书由斯普林格(Springer) 出版, 受众是那些希望掌握物理学中所必需的大学数学知识的人。本书的问世要感谢很多人。最开始时, 时任耶鲁学院院长、现任耶鲁大学校长的彼得沙洛维(Peter Salovey) 问我是否介意在我物理200二课程的教室内放置摄像机, 使这门课程成为第一批由惠留特基金会(Hewlett Foundation) 资助的耶鲁公Ⅶ 开课。我的回答是: 我还尚未遇到过不喜欢的摄像机。于是录制开始进行了。这之后的关键人物是Diana E.. E.. Kleiner, Dunham 教授, 主讲艺术与经典史。她在许多方面鼓励并指导我, 而且力促我编写这本书。尽管最初并不情愿, 但我很快就发现, 在以这种新形式传授我所最爱的学科时, 自己充满了享受。在耶鲁大学出版社, Joe Calamia 是我的朋友、智者以及向导, Liz Casey 进行了专业的编辑, 他不仅仅纠正了我文中的文法错误(例如在一段很长的句子中, 以第一人称过去时开始却以第三人称将来时结束)、语法和标点错误(我随意地加了不少标点符号),还确保每个句子的含义都是清晰的。还有两位研究生Barry Bradlyn 和Alexey Shkarin 以及两位本科生Qiwei ClaireXue 和Dennis Mou 对书稿进行了校对。我的家人, 从我的妻子Uma, 到我孙辈的小Stella, 都一直以各种方式鼓励着我。值此本书付梓之际, 谨向耶鲁大学的同学们聊表谢忱。近40 年来, 我每个星期都有那么两三天就是为他们而从床上爬起来的。我感谢他们的友谊以及好奇心。近年来的学生, 经常是非物理专业的, 但是他们乐于接受我的观点, 即物理学是充满魅力的学科。为了这个学科和我的学生, 我这样做着, 从未感到疲倦。R. Shankar