哈佛大学《大学物理学》第三版教材评介Word下载.docx

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三、主要特点

本书的内容丰富、图片精美，用生动通俗的方式讲解物理学的基本原理，并涉及大量在生活和工程中的应用，对经典物理和近代物理都有相当全面、系统的介绍。

在第二版的基础上，第三版做了很大的改进。

第三版分为三部分：

传统的部分包括经典物理和狭义相对论以及早期量子理论；

扩展的部分包括现代物理，其中分成了九个章节；

最后一部分是天体物理和宇宙学。

排版方面的特点

这本书在排版方面很特别，图片精美，颜色鲜明，对学生理解内容方面给予了很大帮助。

这本书在制作中用了大量不同的颜色。

这不仅仅是为了吸引读者，在另一个方面也能更好地描述和体现一些物理量和物理现象。

比如说，射线和场。

还有矢量的定义，不同的矢量的颜色是不同的。

第三版相对于第二版有更多的实验图像和表格，这更能帮助读者理解物理现象和理论。

比如说，在光学部分，第三版中有大量的透镜成像。

这本书中同样有很多的旁注，相对于其它的物理学书籍，这本书的旁注能提醒读者那些还会出现的物理量和很容易忘记的物理量。

一些很重要的定理和公式在这本书中体现的很好。

定律一般会有明显的旁注或者被矩形的方框包围。

一些重要的公式会加上很亮的背景，以作强调。

这本书的每章开篇都会有一幅图，这样能很明显的告诉读者这一章的内容，也可以认为是这一章的一个总结，有的时候这也是对读者的一种挑战。

内容方面的特点

这本书的内容丰富，用生动通俗的方式讲解物理学的基本原理，并涉及大量在生活和工程中的应用，对经典物理和近代物理都有相当全面、系统的介绍。

具体来说：

介绍了新的发现：

比如对行星围绕恒星转、哈勃太空望远镜、粒子物理和宇宙学（宇宙的年龄）等方面做了更新。

新加入了物理学课题：

进行估量的新方法；

越来越多的使用对称性；

更多的表格表述密度、质量、体积等；

空间曲线的万有引力以及黑洞；

发动机效率无滑滚动和有滑滚动以及其他关于转动的细节；

桥、拱门以及圆屋顶的受力；

方波；

麦克斯韦分布的应用；

奥托循环；

自由膨胀中熵的计算；

电介质在连接电容器和非连接电容器中的作用；

接地避免电危害；

三相AC；

电磁波中电场和磁场的同能量；

辐射压、电磁波；

镜头和平面镜成像；

组合棱镜；

新的辐射标准；

希格斯玻色子和超对称。

介绍了现代物理学：

空间曲线的万有引力和黑洞；

行星绕很远的恒星的旋转；

相对速率的动能；

核碰撞；

恒星崩塌；

星系红移和多普勒效应；

原子的理论；

热膨胀的原子理论；

氢原子的质量；

气体中的分子和原子；

分子速率；

能均分定律和摩尔比热；

恒星的尺寸；

阴极射线管；

导线中的电子；

超导；

电子的发现和性质和荷质比；

油滴实验；

霍尔效应；

电子的磁矩；

质谱仪；

选速器磁物质中的电子自旋；

光和电磁波发光；

光谱。

提出了新的教育模式：

这本书通过提出一些很有意义的问题，激发读者对各个知识点的思考，从而更清楚地了解物理学的知识。

比如：

利用对称性；

哪个物体从山上滚下速度最快；

洞的热膨胀等。

重视知识点的应用：

基本在每一章都有一小节是关于这章知识点的应用。

这也是这本物理学用书的一大特点。

换句话说，这让读者重新去思考为什么学习物理这个问题。

本书也在第二版的基础上加了很多其他的应用。

比如说，电梯和秤锤；

地球同步卫星；

泰坦尼克；

泵；

汽车弹簧；

减震器；

阻尼器防止地震；

电视和收音机；

电容滤波器；

光纤；

相机；

望远镜；

显微镜；

半导体等等。

四、学术价值

Engineers》这本书虽然内容浅显，在专业程度上不如其它物理学的专业领域书籍，但是在学术价值上也有其独到之处。

这本书对于那些初涉物理学的本科生来说是一本很好的参考书。

这本书很好地把理论和实际联系起来，让学生在学习物理的过程中找到乐趣，并不仅仅是枯燥的理论学习和研究。

这本书中甚至还提到了很多最近出现的研究和应用，比如说安全气囊、防锁定制动系统、地球同步卫星、恒星崩塌、减震器、光子晶体光纤、电容滤波器等。

以上提到的应用和研究都是很前沿的，而本书让那些初涉物理学的读者在学习基础知识的同时也了解到了物理学前沿的研究进展。

相信这样的特点在引起读者兴趣的同时，也会推动物理学研究的进展。

可以认为这也是此书的一大特色。

五、适用对象

从读者的角度来看，这本书很适合于理工科和初涉物理科学的本科生，能够让他们理解物理界的美妙，激发他们对物理学课题的思考，很容易让读者对物理学产生兴趣。

作为物理学的学生，也可以把这本书看成是自己知识体系的完善和回忆。

这本书同时很全面的概括了物理学的各个分支，把理论和应用紧密结合，让人们认识到为什么学物理。

读者通过阅读这本书也会认识到学科之间的联系。

实际上，中国的高校也可以试用这本教材，这样可以通过阅读原汁原味的英语，直接吸收国外原版书中先进的教育思想和注重实际应用、综合素质培养的教育理念，加深对物理学知识的理解。

六、对国内编写物理同类教材的启示

由于我国和国外对物理学的研究确实存在一定的差距，从而不可避免地导致在高校教材编写质量上有较大差异。

教材的编写是一个艰辛努力的工作，也在一定程度上体现了最顶尖人才的能力。

本书为美国著名大学的教材，对我国高等教育教材建设有着很大的启示，主要有以下几点：

图片精美，颜色鲜明。

不同鲜艳的颜色是对读者的一种刺激和注意力的吸引。

在教材的制作中运用大量不同的颜色，不仅能吸引读者，在另一个方面能更好地描述和体现一些物理量和物理现象。

每一章的图片能很明显的告诉读者这一章的内容，有的时候这也是对读者的一种指引。

语言风格多样，吸引读者。

语言风格多样是吸引读者深入阅读且适应不同读者群的客观需要。

现在国内的理论物理教材，在语言上过于刻板，缺少风趣。

我们可以吸收国外著名教材的不同写作风格，增加物理学教材的趣味性。

这样能拉近读者与作者的距离，从而对读者知识的积累也是很好的催化剂。

知识点全面，理论和实际结合。

国内很多物理学的书籍只是一味的强调记住理论知识，从而用于做题，忽略了理论知识在实际生活中的应用。

这本书基本在每一章都有一小节是关于这章知识点的实际应用。

理论和实际结合能让读者认识到学习物理不只是为了做题，从而重新去思考为什么学习物理。

强调基础理论，结合前沿科学研究。

在基础物理理论书籍中，国内作者可以提一些该理论在当今物理学界的前沿研究。

这样能让那些初涉物理学界的读者在学习基础知识的同时也了解到物理学前沿的研究进展。

相信这样的特点也在引起读者兴趣的同时，会推动物理学研究的进展。

及时更新，增加内容。

这本书的第三版在2000年问世。

相比10年前的第二版，在各方面都有很大的改进和提高。

考虑到出版过程中不可避免的错误和知识点的争议性，当今国内的高等教育需要作者定期对教材更新，这样能使读者得到最新的和最权威的知识。

因而，教材内容要与时俱进，让读者在理论方法和实验手段上都能及时掌握最先进的知识。

循序渐进，权威人士编写。

这本书虽然只是一本综述性的理工科本科生用书，没有太深奥的知识点，但是这本书的作者DouglasC.Giancoli教授却是物理学界的权威人士。

DouglasC.Giancoli教授对物理界有自己独到的认识，也编写了很多非物理学专业的物理学用书。

我国高等教育的教材建设要上一个新台阶，必须也需要这样的学术权威来撰写教材。

七、章节目录

1.介绍，测量和估量4-8问题解决——一个主要的方法

1-1科学的本质5.牛顿定律的进一步应用

1-2模型，理论和定律5-1牛顿定律在摩擦运动的应用

1-3测量和不确定度5-2匀速圆周运动的动力学

1-4单位，标准和SI系统5-3公路曲线

1-5单位转换5-4非匀速圆周运动

1-6数量级：

快速估计5-5依赖速度的力，收尾速度

1-7尺寸和三维分析6.万有引力和牛顿的推理

2.描述运动：

一维运动学6-1牛顿万有引力定律

2-1参考系和位移6-2万有引力定律的矢量形式

2-2平均速度6-3地球表面的重力

2-3瞬时速度6-4卫星和无重力

2-4加速度6-5开普勒定律和牛顿的推理

2-5恒定加速度下的运动6-6重力场

2-6解决问题6-7自然界中力的种类

2-7落下的物体6-8引力质量和惯性质量

2-8微积分的利用，变加速度6-9黑洞

3.二维动力学；

矢量7.功和能量

3-1矢量和标量7-1恒力的功

3-2矢量相加——图解法7-2两个向量的数量积

3-3矢量相减，标量和矢量相乘7-3变力的功

3-4矢量组成相加7-4动能和功能定理

3-5单位矢量7-5高速下的动能

3-6矢量运动学8.能量守恒

3-7抛体运动8-1保守力和非保守力

3-8解决抛体运动问题8-2势能

3-9匀速圆周运动8-3机械能和机械能守恒

3-10相对速度8-4用机械能守恒解决问题

4.动力学：

牛顿运动定律8-5能量守恒定律

4-1力8-6能量守恒解决问题

4-2牛顿第一定律8-7重力势能和逃离速度

4-3质量8-9势能图；

稳定平衡和非稳定平衡

4-4牛顿第二定律9.动量和碰撞

4-5牛顿第三定律9-1动量和力

4-6重量和惯性力9-2动量守恒

4-7解决牛顿定律问题：

自由体图9-3碰撞和冲量

9-4碰撞中的能量守恒和动量守恒13-4帕斯卡原理

9-5一维弹性碰撞13-5压强的测量；

表面和气压计

9-6非弹性碰撞13-6浮力和阿基米德原理

9-7二维和三维碰撞13-7流体运动；

流速和连续方程

9-8质心13-8伯努利方程

9-9质心和平动13-9伯努利原理的应用

9-10变质量系统和火箭发射13-10粘度

10.定轴转动13-11流管

10-1角度大小13-12表面张力和毛细管

10-2恒定加速度转动下的动能方程13-13泵

10-3无滑滚动14.振动

10-4角度的矢量本质14-1弹簧的振动

10-5力矩14-2简谐振动

10-6转动动力学；

力矩和转动惯量14-3简谐振子的能量

10-7转动动力学解决问题14-4匀速圆周运动的简谐运动

10-8转动惯量的测定14-5单摆

10-9角动量守恒14-6物理摆和扭摆

10-10转动动能14-7阻尼运动

10-11转动和平动运动14-8强迫振动；

共振

10-12滚动球体为什么会减速15.波动

11.普遍转动15-1波动的特点

11-1向量叉积15-2波的类型

11-2力矩矢量15-3波的能量传输

11-3粒子的角动量15-4动态波的数学描述

11-4粒子系统的角动量和力矩15-5波的方程

11-5刚体的角动量和力矩15-6重叠原理

11-6转动非平衡15-7反射和透射

11-7角动量守恒15-8干涉

11-8自旋15-9驻波和共振

11-9惯性力15-10折射

11-10科氏效应15-11衍射

12.静力平衡；

弹性和断裂16.声学

12-1静力学——力的平衡16-1声音的特点

12-2平衡条件16-2纵波的数学描述

12-3解决静力学问题16-3声音的强度；

分贝

12-4稳定和平衡16-4声音的来源；

振弦和空气柱

12-5弹性力；

压力和拉力16-5音质和噪音

12-6断裂16-6声波干涉和拍

12-7桁梁和桥梁16-7多普勒效应

12-8拱门和圆顶16-8冲击波及其产生的音爆

13.流体16-9应用；

超声

13-1密度和具体重力17.温度，热膨胀和理想气体定律

13-2流体中的压力17-1物质的原子原理

13-3大气压力和表面压力17-2温度和温度计

17-3温度平衡和热力学第一定律21-6电场

17-4热膨胀21-7连续电荷分布的电场

17-5热压力21-8电场线

17-6气体定律和绝对温度21-9电场和导体

17-7理想气体定律21-10带电粒子在电场中的运动

17-8理想气体定律解决问题21-11电偶极子

17-9分子的理想气体定律22.高斯定理

17-10理想气体的温度标准22-1电通量

18.气体的运动理论22-2高斯定理

18-1理想气体定律和温度的分子解释22-3高斯定理的应用

18-2分子的速率分布22-4高斯和库仑定律的实验依据

18-3真实气体和相变23.电势

18-4蒸发温度和湿度23-1电势和电势差

18-5状态的范德瓦尔斯方程23-2电势和电场的关系

18-6平均自由程23-3等势面

18-7扩散23-4电子电压，能量单位

19.热量和热力学第一定律23-5点电荷和电势

19-1能量传导的热23-6电偶极子

19-2内能23-7任何电荷分布的电压

19-3比热23-8电压决定的电场

19-4热量测定——解决问题23-9静电场势能

19-5潜热23-10阴极射线管，电视电脑控制器

19-6热力学第一定律24.电容，电介质和电能储存

19-7应用热力学第一定律；

计算功24-1电容

19-8气体的摩尔比热和能量平均分配24-2测定电容

19-9气体的绝热膨胀24-3串联和并联电容器

19-10热传导：

传导和辐射24-4电能存储

20.热力学第二定律；

热机24-5电介质

20-1热力学第二定律——介绍24-6电介质的分子解释

20-2热机24-7电介质的高斯定理

20-3可逆和不可逆过程；

卡诺热机25.电流和电阻

20-4冰箱，空调和热泵25-1电池

20-5熵25-2电流

20-6熵和热力学第二定律25-3欧姆定律

20-7有序到无序25-4电阻系数

20-8可利用能量；

热寂25-5电功率

20-9熵和第二定律的统计解释25-6家庭电路的功率

20-10绝对零度和热力学第三定律25-7交流电

21.电荷和电场25-8电流的微观观点

21-1静电场；

电荷和电荷守恒25-9超导体

21-2原子中的电荷25-10电动危害；

漏电

21-3绝缘体和导体26.DC电路

21-4诱导电荷；

验电器26-1电动势和路端电压

21-5库仑定律26-2串联电阻和并联电阻

26-3基尔霍夫定律31-3只含有电感L的AC回路

26-4RC电路31-4只含有电容C的AC回路

26-5DC电流表和电压表31-5LRC系列的AC回路

26-6传感器31-6AC回路共振；

振荡器

27.磁场31-7阻抗匹配

27-1磁和磁场31-8三相AC

27-2电流产生磁场32.麦克斯韦方程组和电磁波

27-3磁场中的力；

磁感应强度的定义32-1变化电场产生磁场和安培定律

27-4电荷在磁场中运动的受力32-2磁场的高斯定理

27-5电流线圈的力矩；

磁偶极矩32-3麦克斯韦方程组

27-6应用：

检流计，发动机，扬声器32-4电磁波的产生

27-7电子的发现和性质32-5电磁波和速度

27-8霍尔效应32-6光和电磁光谱

27-9质谱仪32-7电磁波的能量；

坡印亭矢量

28.磁场的来源32-8辐射压

28-1直导线的磁场32-9收音机和电视

28-2两平行导线之间的力33.光的反射和折射

28-3安培和库伦的定义33-1光的模式

28-4安培定律33-2光速和折射率

28-5螺线管和环转体的磁场33-3反射；

平面镜成像

28-6比萨定律33-4球面镜成像

28-7磁材料——铁磁体33-5折射

28-8电磁和螺线管33-6可见光谱和散射

28-9磁材料中的磁场33-7全反射；

光纤

28-10顺磁性和抗磁性33-8球面镜的折射

29.电磁感应和法拉利定律34.棱镜和光学器件

29-1.感应电动势34-1薄透镜；

光束追踪

29-2法拉利感应定律；

楞次定律34-2棱镜方程

29-3运动中导体的感应电动势34-3组合棱镜解决问题

29-4发电机34-4棱镜制造方程

29-5反电动势；

涡流34-5相机

29-6变压器和传输功率34-6人眼；

校正棱镜

29-7变化的磁场产生电场34-7放大镜

29-8感应的应用：

声音系统，地动仪34-8望远镜

30.电感和电磁振荡34-9组合显微镜

30-1互感34-10镜头畸变

30-2自感35.光的波特性；

干涉

30-3磁场的能量35-1波动和粒子；

惠更斯原理

30-4LR回路35-2惠更斯原理和折射定律

30-5LC回路和电磁振荡35-3干涉——杨氏双缝干涉实验

30-6LRC回路35-4连续性

31.AC回路35-5双缝干涉的强度

31-1介绍：

AC回路35-6薄膜干涉

31-2只含有电阻R的AC回路35-7迈克尔逊干涉仪

35-8光强39-5一维薛定谔方程

36.衍射和极化39-6时间依赖薛定谔方程

36-1单缝衍射39-7自由粒子；

平面波和波包

36-2单缝衍射的强度39-8势井中的粒子

36-3双缝衍射实验39-9隧道障碍

36-4分辨率限制；

圆孔40.原子的量子力学

36-5望远镜和显微镜的分辨率；

波长限制40-1原子的量子力学理论

36-6人眼的分辨率40-2氢原子：

薛定谔方程和量子数

36-7衍射光栅40-3氢原子波函数

36-8光谱仪和光谱学40-4复杂原子；

不相容原理

36-9衍射光栅的峰值宽度和分辨率40-5元素周期表

36-10X射线和X射线衍射40-6X射线光谱和原子数

36-11极化40-7磁矩；

全角动量

36-12大气中的光散射40-8荧光和磷光

37.狭义相对论40-9激光和全息照相

37-1伽利略-牛顿相对论41.分子和固体

37-2迈克尔逊-莫雷实验41-1分子结合

37-3狭义相对论的假设41-2分子的势能

37-4同时性41-3弱结合

37-5时间膨胀和孪生子佯谬41-4分子光谱

37-6尺寸压缩41-5固体结合

37-7四维时间空间41-6金属的自由电子理论

37-8伽利略和洛仑兹变换41-7固体的能带理论

37-9相对质量和动量41-8半导体

37-10极限速度41-9半导体二极管和晶体管

37-11E=mc2；

质量和能量42.核物理和反射性

37-12狭义相对论的影响42-1原子核的构造和性质

38.早期量子理论和原子模型42-2束缚能和核力量

38-1普朗克的量子假设42-3放射性

38-2光的光子理论和光电效应42-4Alpha衰变

38-3光子和康普顿效应42-5Beta衰变

38-4光子相互作用42-6Gamma衰变

38-5波粒二相性；

互补原理42-7核子数守恒和其他守恒定律

38-6物质的波特性42-8半衰变

38-7电子显微镜42-9衰变率和半衰期的计算

38-8原子的早期模型42-10衰变系列

38-9原子光谱：

决定原子的构造42-11辐射时间

38-10波尔模型42-12辐射监测

38-11德布罗意假设43.核能：

效果和辐射

39.量子力学43-1核反应和元素变化

39-1量子力学：

一种新的理论43-2截面

39-2波函数和解释43-3核分裂和核反应

39-3海森博格的不确定原理43-4核聚变

39-4哲学意蕴；

可能性VS决定性43-5辐射的伤害

43-6辐射的测量——放射量测定

43-7医学成像：

X线