本套书依据教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2023年版)，并结合编者多年的数字化教学经验编写而成。本套书为富媒体教材，数字资源丰富，学生可随时随地进行学习，不受时空限制。
本套书分上、下两册。上册内容有运动学基础、动力学基础、守恒定律、振动、波动、波动光学；下册内容有静电场、 静电场中的导体和电介质、稳恒磁场、变化的电磁场、气体动理论、热力学基础、狭义相对论、量子物理。此外，为开阔学生的视野，本书选编了若干篇阅读材料，内容涉及物理学研究前沿、物理学最新研究成果及物理学应用等方面的知识。
本套书可作为高等学校理工类专业的大学物理课程教材。
本套书根据《理工科类大学物理课程教学基本要求》编写而成，基于我校大学物理课程数字资源，丰富了教材内容。
物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动方式及其相互转化规律的学科。物理学的研究对象具有普遍性，其研究中形成的物质观、自然观、时空观、宇宙观对人类文明产生了极其深刻的影响。物理学是众多交叉学科的理论基础，其基本理论已渗透自然科学的一切领域，并广泛应用于工程技术的各个方面，是其他自然科学和工程技术的基础。
大学物理是高等院校非物理类理科和工科专业的一门重要基础课程，其作用是让学生掌握自然界的基本规律，建立分析解决问题的科学思维与科学方法，培养学生发现、提出、思考和解决问题的科学研究能力，并通过从物理现象到科学规律的建立过程，培养学生创新精神,涵养学生科学态度。
随着智慧教育的发展，利用数字技术进行高等教育教学改革的实践如雨后春笋般在全球范围内不断涌现。党的二十大报告提出要推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。在此大背景下，西南石油大学大学物理课程历经多年的数字化教学改革探索，取得了一系列成果，如建设了丰富的课程资源，涵盖课程慕课、习题库、考试题库、其他文献资源等，构建起了完整的线上线下移动互联网+数字教学平台。本套书根据《理工科类大学物理课程教学基本要求》编写而成，基于我校大学物理课程数字资源，丰富了教材内容，学生可随时随地进行学习，不再受时空限制，从而极大地激发了学生的学习兴趣，提高了教学效率。
我校大学物理课程建设取得了优异成果，先后获评四川省精品课程、精品资源共享课程、精品在线开放课程、线上一流课程、线上线下混合式一流课程。本套书由唐斌和伍振海统稿、定稿，其中力学部分由伍振海编写、振动和波动部分由黄睿编写、波动光学部分由冯友君（四川旅游学院）编写、电磁学部分由唐斌编写、热物理学部分由张强编写、近代物理部分由罗强编写，钟水蓉、李菊芬、刘忠华参与了课程慕课、习题库等资源建设。本套书传承了我校几代物理教师的教学经验，是西南石油大学大学物理教研室集体智慧的结晶。在此特别感谢王文福、陈代珣、刘廷平、税正伟等老师的贡献。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中疏漏和不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
编者
2025年10月于西南石油大学
唐斌，教授，硕士生导师，西南石油大学理学院大学物理教研室主任，四川省物理学与天文学类专业教学指导委员会委员（2021-2025），西南石油大学优秀教师。主要从事光电信息材料研究工作，主研国家自然科学基金项目2项，主持四川省教育厅及校级科研项目3项，省部级教学研究项目5项，发表论文30余篇，其中ESI论文1篇，SCI收录论文15篇，EI 收录论文6篇，授权发明专利5项，获四川省高等教育学会教学成果奖特等奖1项，四川省教学成果奖一等奖1项。
前言
第1篇力学
第1章运动学基础3
1.1质点运动的描述3
1.1.1质点 参考系 坐标系3
1.1.2位置矢量与运动方程4
1.1.3位移与路程5
1.1.4速度和速率6
1.1.5加速度8
1.1.6质点运动学的两类问题10
1.2质点的平面曲线运动13
1.2.1运动的叠加原理13
1.2.2抛体运动14
1.2.3圆周运动 一般平面曲线运动16
1.2.4圆周运动的角量描述21
1.3相对运动24
思考题27
习题27
第2章动力学基础33
2.1牛顿运动定律33
2.1.1牛顿第一定律33
2.1.2牛顿第二定律35
2.1.3牛顿第三定律36
2.2力学中几种常见的力37
2.2.1万有引力37
2.2.2弹性力38
2.2.3摩擦力39
2.3牛顿运动定律的应用40
2.4惯性参考系和非惯性参考系 惯性力42
2.4.1惯性参考系和非惯性参考系42
2.4.2惯性力44
2.5单位制与量纲45
2.6刚体运动的描述46
2.6.1刚体46
2.6.2刚体的运动47
2.6.3刚体定轴转动的角量描述47
2.7刚体定轴转动定律49
2.7.1力矩49
2.7.2转动定律50
2.7.3转动惯量51
2.7.4转动定律的应用55
思考题57
习题58
第3章守恒定律64
3.1动量守恒定律64
3.1.1动量定理64
3.1.2动量守恒定律68
*3.1.3火箭发射原理70
3.2功和能 机械能守恒定律72
3.2.1功 功率72
3.2.2保守力 势能76
3.2.3动能定理79
3.2.4机械能守恒定律84
3.3角动量守恒定律88
3.3.1质点的角动量定理89
3.3.2刚体对定轴的角动量定理90
3.3.3角动量守恒定律92
3.4碰撞97
思考题101
习题102
第2篇振动和波动 波动光学
第4章振动111
4.1简谐振动111
4.1.1简谐振动方程、速度和加速度112
4.1.2描述简谐振动的特征量114
4.1.3简谐振动的旋转矢量表示法118
4.1.4简谐振动的能量121
4.1.5典型的简谐振动实例122
4.2简谐振动的合成和分解124
4.2.1两个同方向、同频率简谐振动的合成124
4.2.2同方向、不同频率简谐振动的合成 拍现象127
4.2.3相互垂直的简谐振动的合成 李萨茹图形127
4.2.4振动的分解 频谱分析129
4.3阻尼振动 受迫振动 共振130
4.3.1阻尼振动130
4.3.2受迫振动 共振131
思考题133
习题134
第5章波动136
5.1机械波的产生和传播136
5.1.1机械波的形成136
5.1.2机械波的描述137
5.2平面简谐波140
5.2.1平面简谐波的波函数140
5.2.2波函数的物理意义141
5.2.3平面波波动方程146
5.3波的能量146
5.3.1波的能量和能量密度146
5.3.2波的能流和能流密度148
5.3.3球面波 波的吸收149
5.4波的干涉和衍射150
5.4.1波的叠加原理 波的干涉150
5.4.2驻波153
5.4.3电磁波谐振腔156
5.4.4惠更斯原理 波的衍射157
5.5多普勒效应158
5.5.1声波的多普勒效应158
5.5.2电磁波的多普勒效应与红移160
5.5.3冲击波160
思考题161
习题161
第6章波动光学165
6.1相干光 光程165
6.1.1光源165
6.1.2光的相干性166
6.1.3光程 光程差167
6.2分波阵面干涉169
6.2.1杨氏双缝干涉169
6.2.2菲涅耳双面镜 劳埃德镜172
6.3分振幅干涉173
6.3.1薄膜干涉173
6.3.2干涉条纹174
6.3.3增透膜与增反膜175
6.3.4劈尖干涉176
6.3.5牛顿环179
6.3.6迈克耳孙干涉仪180
6.4光的衍射182
6.4.1光的衍射现象182
6.4.2惠更斯-菲涅耳原理183
6.4.3夫琅禾费单缝衍射183
6.4.4夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领187
6.5光栅衍射189
6.5.1光栅189
6.5.2光栅衍射现象190
6.5.3光栅衍射规律190
6.5.4衍射光谱192
6.5.5X射线衍射195
6.6光的偏振196
6.6.1光的分类196
6.6.2偏振片的作用198
6.6.3马吕斯定律198
6.6.4偏振片的应用200
6.6.5布儒斯特定律201
6.6.6晶体的双折射202
6.6.7偏振光的干涉204
6.6.8旋光现象206
思考题207
习题208
参考文献212
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