|
|
|
《馬祖爾物理學》包含《原理篇》和《實踐篇》。《原理篇》講授物理知識，每章分為兩部分：第壹部分為基本概念，通過定性描述與插圖示意，用淺顯的語言描繪概念框架，説明學生建立物理圖像，理解概念和規律的本質；第二部分為定量研究，用數學工具分析物理思想。《實踐篇》主要涉及對知識的應用與解題方法的介紹。
《馬祖爾物理學》系埃裡克·馬祖爾教授在開發並使用同伴教學法後，歷經20餘年的教學磨礪，精心打造而成。全書以守恆律為基本框架，從實驗和生活中的例子出發，使用真實資料，強調物理建模，細化推理過程，滲透近代物理知識。書中的每一個例題都使用了與科學家實際工作流程相似的問題解決框架，包括四個重要環節：分析問題(Getting started)、設計方案(devise plan)、實施推導(execute plan)、評估結果(evaluate result)，將科學研究方法細化和外顯，目的是借助問題教會學生科學的思維方法，培養其創新能力。
馬祖爾教授認為，“學習不是機械地記憶，而是通過思考和反思體會到發現的樂趣，掌握必要的科學思維方法，以便將來更好地工作。”可以說，這部《馬祖爾物理學》不僅具有前沿科學家的專業視角，又具有教學教法的適用性，是一部“仰望天空，腳踏實地”的教材，彌補了一般大學物理教材的不足，可以有效地支持教學改革和創新。
第1章緒論1
11科學方法2
12對稱性4
13物質和宇宙6
14時間和變化8
15表徵9
16物理量和單位14
17有效數字17
18解題20
19估算23
第2章一維運動28
21從現實到模型29
22位置和位移30
23描述運動32
24平均速率和平均速度34
25標量和向量39
26位置向量和位移向量41
27速度向量45
28勻速運動46
29瞬時速度48
第3章加速度53
31速度的改變54
32重力加速度55
33拋體運動57
34運動簡圖59
35勻加速運動63
36自由落體方程66
37斜面69
38暫態加速度70
第4章動量75
41摩擦力76
42慣性76
43決定慣性的要素80
44系統81
45慣性品質標準86
46動量87
47孤立系統89
48動量守恆定律94
第5章能量101
51碰撞的分類102
52動能103
53內能105
54封閉系統108
55彈性碰撞112
56非彈性碰撞115
57能量守恆116
58爆破分離118
第6章相對性原理121
61運動的相對性122
62慣性參考系124
63相對性原理126
64零動量參考系130
65伽利略相對性133
66質心137
67可轉化動能142
68守恆定律和相對性145
第7章相互作用148
71相互作用的效果149
72勢能152
73能量耗散153
74源能量156
75相互作用範圍158
76基本相互作用160
77相互作用和加速度164
78無耗散相互作用165
79地面附近的勢能168
710耗散相互作用171
第8章力176
81動量和力177
82力的相互作用178
83力的分類180
84平動平衡181
85分體受力圖182
86彈簧和張力184
87運動方程188
88重力191
89胡克定律192
810衝量194
811兩體相互作用196
812多體相互作用198
第9章功202
91力位移203
92正功和負功204
93能量圖206
94系統的選擇208
95對單個質點所做的功213
96對多個質點構成的系統所做的功216
97變力與分佈力220
98功率223
第10章平面運動226
101直線運動是一個相對概念227
102平面向量228
103力的分解231
104摩擦力234
105功和摩擦力235
106向量代數238
107二維拋體運動240
108二維碰撞和動量242
109功的標量積運算式243
1010摩擦係數248
第11章圓周運動254
111勻速圓周運動255
112力與圓周運動259
113轉動慣量262
114轉動運動學264
115角動量269
116延伸物體的轉動慣量274
第12章力矩281
121力矩和角動量282
122自由轉動285
123擴展性分體受力圖286
124轉動的向量性質288
125角動量守恆293
126滾動297
127力矩和能量302
128矢積304
第13章引力308
131萬有引力309
132引力和角動量314
133重量317
134等效原理320
135引力常量325
136引力勢能326
137天體力學329
138球體產生的萬有引力334
第14章狹義相對論337
141時間的測量338
142同時的相對性341
143時空間隔345
144物質與能量350
145鐘慢效應355
146尺縮效應360
147動量守恆364
148能量守恆368
第15章週期性運動374
151週期性運動和能量375
152簡諧運動377
153傅裡葉定理379
154簡諧運動的回復力381
155簡諧振子的能量385
156簡諧運動和彈簧389
157回復力矩393
158阻尼振動396
第16章一維波400
161波的圖形表示401
162波的傳播404
163波的疊加409
164邊界效應411
165波函數416
166駐波421
167波速424
168波的能量傳遞426
169波動方程429
第17章二維波和三維波433
171波陣面434
172聲波436
173干涉439
174衍射445
175波的強度448
176拍451
177多普勒效應454
178衝擊波459
第18章流體463
181流體中的力464
182浮力469
183流471
184表面效應475
185壓強與重力482
186流體中的壓強487
187伯努利方程491
188黏度與表面張力494
第19章熵501
191態502
192能量均分505
193空間均分507
194向最概然態演化509
195熵與體積的關係514
196熵與能量的關係519
197單原子分子理想氣體的性質523
198單原子分子理想氣體的熵526
第20章熱能的傳輸529
201熱交換530
202溫度的測量534
203熱容537
204PV圖與熱力學過程541
205功與能547
206理想氣體的等體過程與絕熱過程549
207理想氣體的等壓過程與等溫過程551
208理想氣體的熵變555
209液體與固體的熵變559
第21章能量的退化562
211能量的轉化563
212能量的品質566
213熱機與熱泵570
214熱力學迴圈575
215能量傳輸中的熵變580
216熱機效率583
217卡諾迴圈587
218佈雷頓迴圈589
第22章電相互作用593
221靜電594
222電荷595
223載流子的移動598
224電荷的極化602
225庫侖定律606
226電荷連續分佈時靜電力的計算610
第23章電場615
231電場模型616
232電場圖618
233電場的疊加原理619
234電場和靜電力622
235帶電粒子的電場626
236電偶極子627
237連續分佈電荷的電場629
238電場中的電偶極子634
第24章高斯定理639
241電場線640
242電場線密度642
243閉合曲面643
244對稱性與高斯面645
245帶電導體648
246電通量652
247高斯定理的推導654
248高斯定理的應用656
第25章靜電學中的功和能663
251電勢能664
252靜電力的功665
253等勢667
254靜電場中的功和能671
255電勢差674
256電荷連續分佈時電勢的計算680
257由電勢求電場強度682
第26章電荷的分離和儲存685
261電荷的分離686
262電容器688
263電介質692
264原電池和電池694
265電容697
266電場能和電動勢700
267相對介電常數703
268有電介質存在時的高斯定理707
第27章磁相互作用710
271磁性711
272磁場713
273電荷運動與磁場715
274磁力的相對性718
275電流與磁場723
276磁通量725
277帶電粒子在電磁場中的運動727
278電力和磁力的相對性731
第28章運動電荷產生的磁場735
281磁場的來源736
282載流線圈與自旋磁性737
283磁偶極矩和力矩739
284安培環路742
285安培環路定理746
286螺線管和螺繞環749
287電流產生的磁場752
288運動電荷產生的磁場755
第29章變化的磁場759
291導體在磁場中的運動760
292法拉第定律762
293伴隨著變化磁場產生的電場763
294楞次定律764
295感應電動勢769
296伴隨著變化磁場產生的電場773
297自感775
298磁能777
第30章變化的電場781
301伴隨著變化電場產生的磁場782
302運動電荷的場785
303振盪電偶極子和天線788
304位移電流794
305麥克斯韋方程組798
306電磁波801
307電磁場的能量806
第31章電路811
311基本電路812
312電流與電阻814
313節點與多回路816
314導體內的電場819
315電阻和歐姆定律824
316單回路電路828
317多回路電路833
318電路的功率838
第32章電子學842
321交變電流843
322交流電路845
323半導體849
324二極體電晶體邏輯門851
325電抗857
326RC串聯電路和RLC串聯電路862
327共振869
328交流電路的功率871
第33章光線光學875
331光線876
332吸收透射反射877
333折射和散射880
334成像884
335折射定律891
336薄透鏡和光學儀器894
337球面鏡901
338透鏡設計公式904
第34章波動光學和粒子光學908
341光的衍射909
342衍射光柵911
343X射線衍射914
344物質波918
345光子919
346多縫干涉923
347薄膜干涉928
348單縫衍射930
349圓孔和解析度極限931
3410光子的能量和動量935
