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物理學思想概論新編(教學版)

作者：編者:朱鋐雄|責編:魯永芳
出版社：清華大學
ISBN：9787302657378

出版日期：2024/07/01
裝幀：平裝
頁數：235

人民幣：RMB 59 元售價：元

內容大鋼

本書以當前正在為各類高校使用的若干「大學物理」優秀教材的內容體係為主要依據，以物理學發展進程的豐富史料為主要背景，尤其重視物理學的發展與我國悠久的優秀傳統文化的關係，以物理學知識體系中體現的物理學思想為主要線索，對目前在物理教學中涉及的有關的物理學思想和方法論問題作了適當的評述，突出了在大學物理教學過程中滲透物理學思想的重要性和可操作性。
本書是對《物理學思想概論》（朱鋐雄）（已由清華大學出版社在2009年5月出版）一書進行較大的增補和修改編著而成，可作為高等學校理工科各專業開設「大學物理」課程和相關選修課程的教材或教學參考書。在相關專業的研究生課程特別是在中學物理教師攻讀教育碩士學位課程和接受繼續教育的各級培訓進修學習過程中本書可作為教材使用。

作者介紹

編者:朱鋐雄|責編:魯永芳

第1章  力學中的物理學思想
  1.1  物體為什麼會運動以及怎樣運動的運動觀思想
    1.1.1  「動，或徒也」——古代人們關於機械運動的思想
    1.1.2  「力，刑之所以奮也」——古代人們關於力和運動關係的思想
    1.1.3  運動的「四因說」——亞里士多德提出「運動四因」的思想
    1.1.4  自然運動和強迫運動——亞里士多德對運動的分類思想
    1.1.5  物體究竟怎樣下落——伽利略提出的運動學思想
  1.2  萬事萬物由什麼構成的物質觀的思想
    1.2.1  自然之道和「五行說」——中國古代關於物質本原的思想
    1.2.2  「萬物始基」和「萬物之本」——西方關於物質本原的思想
    1.2.3  物質究竟無限可分還是不可分——關於物質結構的哲學思辨
    1.2.4  原子論的再生和確立——從哲學思辨走向假設推理證明
    1.2.5  「物質之量」和質點模型的提出——原子論在力學中的具體體現
    1.2.6  原子究竟具有怎樣的內部結構——近代物理學的一個前沿研究課題
  1.3  機械運動是絕對性的還是相對性的時空觀思想
    1.3.1  萬事萬物究竟是運動還是靜止——運動的絕對性和相對性思想
    1.3.2  「靜而生陰，動之靜也」——我國古代關於「動」和「靜」的思想
    1.3.3  牛頓提出的絕對空間和絕對時間——經典力學的時空觀思想
  1.4  物體運動為什麼會發生變化的「時鐘式」機械因果觀思想
    1.4.1  物體為什麼會這樣運動——關於機械運動的因果觀思想
    1.4.2  牛頓第一定律的物理意義——定性的機械因果觀思想
    1.4.3  牛頓第二定律的物理意義——定量的機械因果觀思想
    1.4.4  牛頓第三定律的物理意義——兩個物體直接接觸的相互作用思想
    1.4.5  牛頓三大定律是無法證明的——經典力學的公理性和整體性思想
    1.4.6  牛頓三大定律和萬有引力定律的比較——公理和定律的區別
    1.4.7  經典力學中的機械確定論思想——「時鐘」式的確定性因果關係圖像
  1.5  質量分佈的集中度和分散度與剛體運動的幾何學思想
    1.5.1  從質點模型到剛體模型的深化——剛體的運動幾何學思想
    1.5.2  剛體的質心——剛體平動的「質點化」集中度思想
    1.5.3  從平動的「線量」到轉動的「角量」——「異中求同」和「同中求異」的類比思想
    1.5.4  剛體的轉動慣量——剛體質量分佈的「分散度」思想
  1.6  力學中的「能量」以及圍繞運動量量度之爭的能量觀
    1.6.1  什麼是「能量」——用做功本領量度物質及其運動的屬性
    1.6.2  「死力」和「活力」——對物體運動量的兩種量度之爭
    1.6.3  做功「儲存」的能量——勢能思想的提出
    1.6.4  動能是「能量」把運動物體作為「載體」的表現——「能量」的一個新的物理觀念
  1.7  力學中的對稱性——三大守恆定律的對稱性思想
第2章  熱學中的物理學思想
  2.1  古代人們對熱現象和熱的本質的樸素認識
    2.1.1  「動靜相摩，所以生火也」——古代人們對熱的本質的樸素認識
    2.1.2  「尺熱曰病溫，尺不熱脈滑曰病風」——古代人們對物體溫涼冷熱的認識
  2.2  溫度定義體現的演繹推理的抽象化和符號化的思想
    2.2.1  熱的「熱質說」和「唯動說」——人們對熱和溫度的早期探討
    2.2.2  以熱平衡定律為基礎進行演繹推理——對溫度的抽象化符號判斷的思想
  2.3  熱力學系統體現的
  2.5  彈性小球的理想模型與熱運動包含的統計思想
    2.5.1  彈性小球假設的提出——導出壓強和溫度的微觀解釋的物理模型
    2.5.2  從確定性描述到統計性描述——彈性小球模型包含的物理思想
  2.6  壓強和溫度的微觀解釋和統計平均值體現的物理思想
    2.6.1  概率統計思想進入物理學殿堂的重要一步——壓強和溫度的微觀解釋
    2.6.2  兩個假設和兩個公式——分子運動統計平均值所體現的隨機量的統計集中度思想
  2.7  麥克斯韋速率分佈函數體現的統計思想
    2.7.1  麥克斯韋速率分佈函數的導出——分子速率分佈函數體現的統計分散度思想
    2.7.2  對機械確定性因果觀的衝擊——麥克斯韋速率分佈函數體現的「統計確定性」因果觀
  2.8  准靜態過程體現的動中有靜的物理思想
    2.8.1  「動中有靜」——准靜態過程體現的統計思想
    2.8.2  外力做的功與熱力學系統狀態量的變化關係——准靜態過程的重要地位
  2.9  熱力學第一定律體現的能量守恆和運動轉化的思想
    2.9.1  熱力學第一定律——普遍的能量守恆及其轉化定律的具體體現
    2.9.2  傳熱與做功——「量」的等當性和「質」的轉換性思想
  2.10  內能的統計定義以及能量均分的統計思想
    2.10.1  內能的統計定義——宏觀能量的確定性和微觀能量不確定性的對應
    2.10.2  分子無規則運動能量的再分配——能量均分定理的統計思想
  2.11  熱力學第二定律以及熵與能量品質退降的物理思想
    2.11.1  熱力學第二定律——對自然宏觀過程能量轉化方向認識的深化
    2.11.2  熵的地位比能量更重要——熵的變化與能量品質退降的物理思想
    2.11.3  熱學規律不再具有時間反演不變性——熵的微觀本質及其統計思想
    2.11.4  進化與退化的兩種「時間箭頭」——與自然界的新對話
    2.11.5  「熵是一個物質性的物理量」——熵的一個新的物理觀念
  2.12  熱力學的三個基本定律與否定式的因果觀思想
第3章  電磁學中的物理學思想
  3.1  古人對於靜電現象的認識
    3.1.1  「雲雨至，則雷電擊」——古人對於雷電現象的認識
    3.1.2  「頓牟掇芥」——古人對於摩擦起電現象的認識
  3.2  場的概念的形成和發展是電磁學理論的一條思想主線
    3.2.1  「非接觸力的相互作用」——庫侖定律與萬有引力定律的類比思想
    3.2.2  「偉大的力線概念」——電場概念是怎樣提出來的
  3.3  靜電學包含的「從頭開始」的思想
    3.3.1  力學和靜電學的不同研究對象——靜電學包含的研究對象「從頭開始」的思想
    3.3.2  力學和靜電學研究的不同邏輯層次——靜電學包含的邏輯層次「從頭開始」的思想
  3.4  對電荷連續分佈的帶電體求場強的「從部分到整體」的思想
    3.4.1  「從點到體」——計算電場強度的認識邏輯順序
    3.4.2  「先分割，再分解，后疊加」——「從部分到整體」的思想
    3.4.3  還原和不可分割——從分割研究對象的還原論到注重對象的不可分割
  3.5  電勢梯度與電場強度的關係式描述靜電場的非定域思想
    3.5.1  從電勢梯度求場強——電勢和電場強度的空間變化關係
    3.5.2  靜電場的有勢特徵——電場「狀態」的非定域性描述
  3.6  對電荷對稱性分佈的帶電體求場強的「從整體到部分」的思想
    3.6.1  「對稱性、高斯面、后運算」——「從整體到部分」的思想
    3.6.2  部分和整
    3.8.1  「異中求同」——剛體與質點的類比思想
    3.8.2  「同中求異」——電場和磁場的類比思想
  3.9  電場和磁場的「力線」和場的初步物質觀思想
    3.9.1  「電力線」和「磁感應線」的引入——電磁場物質觀思想的初步體現
    3.9.2  《電磁通論》巨著的問世——電磁理論上一次偉大的變革
  3.10  電場和磁場的互相轉化和電磁場的因果觀思想
    3.10.1  電流產生的磁效應——物理學發展的一條嶄新的道路
    3.10.2  電可以產生磁，磁又可以產生電——多元因果邏輯層次上的「因果觀」思想
第4章  波和光學中的物理學思想
  4.1  古代人們對振動和聲波現象的樸素認識
    4.1.1  「形氣者，聲之源」——有形之物和無形之氣的運動發聲的思想
    4.1.2  「縱橫尋丈而猶未歇」——聲波傳播與水波傳播類比的思想
  4.2  機械振動和機械波
    4.2.1  簡諧振動和簡諧波——從本體論到物理建模的思想
    4.2.2  簡諧振動和簡諧波的時空變化和能量傳播——運動的周期性思想
    4.2.3  確定性運動和非確定性運動——周期運動和非周期運動可以互相轉換的思想
  4.3  簡諧振動的合成和分解
    4.3.1  簡諧振動合成和分解——不同運動形式之間的互相轉換的思想
    4.3.2  簡諧振動合成的四種基本類型——初相位差的決定性作用
  4.4  線性波的疊加和波的能量
    4.4.1  線性波的疊加原理——波的獨立性原理的思想
    4.4.2  線性波能量的疊加原理——能量在介質中重新分佈的思想
    4.4.3  多普勒效應與波動頻率的相對性
  4.5  光的干涉和光的衍射與光的相干性
    4.5.1  笛卡兒假設和惠更斯原理——光的波動思想的提出
    4.5.2  楊氏雙縫干涉實驗——光的相干思想的形成
    4.5.3  菲涅耳衍射理論和實驗——光的相干思想的發展
  4.6  光的偏振與介質對光矢量的選擇性
    4.6.1  光的偏振——光與介質的相互作用
    4.6.2  馬呂斯定律——光的起偏與光強度變化的思想
第5章  相對論中的物理學思想
  5.1  時空觀是物理學中最基本的物理思想
    5.1.1  空間是一個「大容器」，時間是物體某些屬性「流逝」的表現——日常生活中的樸素時空觀
    5.1.2  看不見的三維空間和微觀世界——對空間和時間的隱喻模式
  5.2  牛頓相對性原理和經典力學的絕對時空觀
    5.2.1  伽利略變換——牛頓相對性原理的思想
    5.2.2  絕對運動和絕對時空觀——對時間和空間的理性認識的第一次大飛躍
  5.3  狹義相對論的相對性原理和相對時空觀
    5.3.1  經典物理學中的不對稱性——愛因斯坦對經典時空觀的超越
    5.3.2  時間和空間的相對性和統一性——狹義相對論的一個核心思想
    5.3.3  相對論時空觀下的質量和能量——狹義相對論質量觀和能量觀
  5.4  廣義相對論的相對性原理和等效原理以及時空幾何化
    5.4.1  物理定律在任何參考系中都是適用的——廣義相對論的相對性原理
    5.4.2  「我們根本不需要重力」——廣義相對論的加速度與重力等效的思想
    5.4.3  平直空間與彎曲空間——廣義相對論的時空幾何化思想
    5.4.4  洛倫茲變換不是普適的——非線性變換下的場方程的協變性思想
第6章  量子論中的物理學思想
  6.1  「量子化」思想是20世紀物理學的重要思想

    6.1.3  「紫外災難」——黑體輻射面臨的思想上的「災難性」
    6.1.4  兩個經驗公式的提出——能量「量子化」假設的思想
    6.1.5  光電效應——愛因斯坦的「光量子」假設的思想
  6.2  三種原子結構模型和「量子化」思想的發展
    6.2.1  三種原子結構模型的提出——20世紀創立量子力學的重要起點
    6.2.2  從理論假設到實驗驗證——三種原子結構模型包含的物理學思想
  6.3  物質波理論和「量子化」思想的提升
    6.3.1  微觀粒子的「波粒二象性」——微觀粒子的本質屬性
    6.3.2  物質波理論和德布羅意關係式——微觀客體「非此非彼」的複雜性思想
    6.3.3  波函數及其動力學方程——波函數的概率性因果觀思想
  6.4  海森伯不確定原理和現代複雜性科學中的「不確定性」思想
    6.4.1  海森伯不確定原理——微觀粒子的內在不確定性思想
    6.4.2  非線性科學的出現——現代複雜性科學中的「不確定性」思想
第7章  大學物理課程的「學科文化」思想
  7.1  大學物理課程是進入教育領域的一種物理學科文化
    7.1.1  物理學科文化——科學的一種文化形態
    7.1.2  大學物理課程——進入物理教育領域的一種特定的物理學科文化
  7.2  大學物理課程的「學科結構」體系是「物理學科文化」的體現
    7.2.1  「動態歷程」和「心智地圖」——構建「學科結構」體系的文化
    7.2.2  構建「學科結構」體系的文化意義——三個「有利於」的思想
  7.3  不同學科文化理念形成的兩種大學物理的「學科結構」體系
    7.3.1  「金字塔」體系——基於「邏輯統一性」的大學物理「學科結構」體系
    7.3.2  「細胞型」體系——基於「層次相關性」的大學物理「學科結構」體系
  7.4  大學物理課程「學科結構」體系的複雜性思想探討
    7.4.1  「整體」與「部分」的關係——「整體思維」：複雜性理念的一種表現
    7.4.2  「分解」和「關聯」的關係——「關聯思維」：複雜性理念的一種表現
主要參考文獻

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