《大學基礎物理學（第二版）》是根據高等農林院校基礎物理課的教學基本要求，結合編者多年教學實踐經驗和教學研究成果編寫的。《大學基礎物理學（第二版）》共11章，分別為：物質與物體運動，振動和波，生物流體力學基礎，熱物理學基礎，電場及其生物效應，磁場與生物磁現(xiàn)象，電磁場及其與生物體的相互作用，波動光學，波粒二象性，原子的量子理論，電離輻射生物效應.在每章末選編了現(xiàn)代物理學發(fā)展的新成果和物理學在相關領域的應用技術，以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、開拓創(chuàng)新的科學素質。另外，《大學基礎物理學（第二版）》還配有電子教案及智能化作業(yè)系統(tǒng)供老師及學生免費使用。
《大學基礎物理學（第二版）》可作為農林水、生物與海洋科學、食品與環(huán)境科學等本科專業(yè)72學時以內的大學物理課程教材，也可作為其他專業(yè)的參考資料。
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物理學是研究物質的結構、相互作用、運動規(guī)律及實際應用的科學，物理學的研究對象十分廣泛，從微觀、介觀到宏觀、宇觀，物理學把人類對自然界的認識推進到了前所未有的深度和廣度。在物理學研究過程中形成和發(fā)展起來的基本概念、基本理論、基本實驗手段和精密測量方法，不斷促進諸如天文學、化學、生物學、地學、醫(yī)學、農業(yè)科學和計量學等學科的發(fā)展。物理學還與其他學科相互滲透，產生了一系列交叉學科，如化學物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理、天體物理等。很多技術的誕生也是以物理學的發(fā)展為基礎的，原子能的研究和應用、激光技術的出現(xiàn)、半導體材料的發(fā)現(xiàn)以及電子計算機的飛速發(fā)展都是以20世紀物理學中的兩個偉大發(fā)現(xiàn)——相對論和量子理論為基礎的。
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，它是發(fā)展最成熟、高度定量化的精密科學，又是具有方法論性質、被人們公認為最重要的基礎科學。物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識，有力地促進了人類文明的進步。正如國際純粹物理和應用物理聯(lián)合會第23屆代表大會的決議《物理學對社會的重要性》所指出的，物理學是一項國際事業(yè)，它對人類未來的進步起著關鍵性的作用：探索自然，驅動技術，改善生活，培養(yǎng)人才。因此，向各專業(yè)的大學生介紹現(xiàn)代物理基礎知識，特別是物理學思想方法、物理學前沿及物理學在工程技術中的應用，將有利于他們開闊眼界、活躍思維、啟迪心智，使學生的創(chuàng)新精神等科學素養(yǎng)得到大幅度提高。
編者結合多年從事農、林、水產院校的大學物理教學實踐與研究成果，在吸取眾多優(yōu)秀教材優(yōu)點的基礎上編寫了本書，在編寫過程中力求做到概念準確，敘述清晰，可讀性強；在傳授物理基礎知識的同時，注重近代物理學內容的介紹。本書具有以下幾個特點：
�。�1）物理學系統(tǒng)完整，基本規(guī)律精煉；壓縮經典內容，增加現(xiàn)代物理知識應用；
�。�2）力圖把物理學與生命科學之間的聯(lián)系反映出來，介紹了各種物理環(huán)境因子的生物學效應；
�。�3）取材適當，選題典型，基本概念清晰，物理圖像鮮明；
�。�4）編人了一些具有啟發(fā)性和學科交叉的物理科技知識，以便在教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和知識應用能力；
�。�5）提供配套智能化作業(yè)系統(tǒng)支撐，首次實現(xiàn)了大學物理課程包括計算題在內的全部作業(yè)都能夠通過網絡智能化作業(yè)系統(tǒng)來完成。
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目錄
前言
第1章物質與物體運動 1
1.1物質與物質形態(tài) 2
1.1.1物質存在的基本形式 2
1.1.2物質形態(tài) 2
1.2質點力學的基本概念和基本定律 4
1.2.1質點運動的描述 4
1.2.2動量守恒定律 8
1.2.3角動量守恒定律 10
1.2.4機械能守恒定律 11
本章小結 13
思考題 14
習題1 14
【物理科技】I等離子體技術 15
II納米科學技術 18
第2章振動和波 22
2.1簡諧振動 23
2.1.1描述簡諧振動的特征量 23
2.1.2簡諧振動的速度和加速度 23
2.1.3旋轉矢量與振動的相位 24
2.1.4簡諧振動的能量 27
2.1.5阻尼振動、受迫振動和共振 28
2.2簡諧振動的合成 30
2.2.1同方向同頻率的簡諧振動的合成 30
2.2.2互相垂直的簡諧振動的合成 31
2.3波的描述 32
2.3.1機械波的傳播 32
2.3.2簡諧波的波函數(shù) 34
2.4波的衍射和干涉 37
2.4.1惠更斯原理 37
2.4.2波的衍射 37
2.4.3波的干涉 38
2.5聲波及超聲波的生物效應 41
2.5.1聲波 41
2.5.2超聲波及其生物效應 42
本章小結 43
思考題 44
習題2(A) 45
習題2(B) 46
【物理科技】超聲技術 46
第3章生物流體力學基礎 52
3.1流體靜力學 53
3.1.1靜止流體內的壓強 53
3.1.2帕斯卡原理 55
3.1.3阿基米德原理 56
3.2液體表面性質 57
3.2.1液體的表面現(xiàn)象 57
3.2.2表面張力及表面張力系數(shù) 57
3.2.3球形液滴內外的壓強差 58
3.2.4毛細現(xiàn)象 59
3.3液體的流動 61
3.3.1理想流體的概念 61
3.3.2定常流動、流線和流管 62
3.3.3連續(xù)性原理 62
3.4伯努利方程及應用 63
3.4.1方程的推導 63
3.4.2方程的應用舉例 64
3.5黏滯流體的流動 67
3.5.1實際流體的黏滯性 67
3.5.2泊肅葉公式 69
3.5.3斯托克斯公式 71
本章小結 73
思考題 73
習題3(A) 74
習題3(B) 74
【物理科技】液晶與液晶生物膜 75
力學部分綜合習題 82
第4章熱物理學基礎 84
4.1理想氣體動理論的基本公式 85
4.1.1理想氣體狀態(tài)方程 85
4.1.2氣體動理論的壓強公式 87
4.1.3理想氣體的溫度公式 90
4.2能量均分定理 91
4.2.1自由度 91
4.2.2能量按自由度均分定理 92
4.2.3理想氣體的內能 93
4.3氣體分子按速率分布律和按能量分布律 93
4.3.1麥克斯韋速率分布律 93
4.3.2玻耳茲曼分布律 97
4.4熱力學第一定律 99
4.4.1熱力學的基本概念 99
4.4.2熱力學第一定律 101
4.5氣體的摩爾熱容焓 102
4.5.1氣體的摩爾熱容 102
4.5.2化學反應熱與焓 105
4.6熱力學第一定律對理想氣體的應用 106
4.6.1等溫過程 106
4.6.2理想氣體的絕熱過程 108
4.7循環(huán)過程 110
4.7.1正循環(huán) 110
4.7.2卡諾循環(huán) 112
4.7.3致冷循環(huán) 113
4.8熱力學第二定律 114
4.8.1可逆過程與不可逆過程 114
4.8.2熱力學第二定律的表述 115
4.8.3熱力學第二定律的統(tǒng)計意義 116
4.9熵及熵增加原理 118
4.9.1玻耳茲曼熵公式熵增加原理 118
4.9.2克勞修斯熵公式 119
4.10自由能和自由焓 123
4.10.1自由能 123
4.10.2自由焓 124
4.11氣體內的輸運過程 125
4.11.1平均自由程與碰撞頻率 125
4.11.2氣體內的輸運過程 127
本章小結 131
思考題 133
習題4(A) 134
習題4(B) 135
習題4(C) 136
【物理科技】新能源技術 137
熱學部分綜合習題 141
第5章電場及其生物效應 143
5.1電荷與電場 144
5.1.1電荷及其相互作用 144
5.1.2電場及電場強度 145
5.2高斯定理 149
5.2.1電場線 149
5.2.2電場強度通量 150
5.2.3高斯定理 151
5.2.4高斯定理應用舉例 152
5.3電勢 155
5.3.1電場力的功 155
5.3.2電勢能和電勢 156
5.3.3電勢疊加原理 157
5.3.4場強與電勢的關系 158
5.4電場中的導體和電介質 160
5.4.1靜電場中的導體 160
5.4.2靜電場中的電介質 162
5.5生物電現(xiàn)象 167
5.5.1生物電的產生 167
5.5.2跨膜電勢產生的離子學說 168
5.6電場生物效應 173
5.6.1電場生物效應實驗研究結果 173
5.6.2電場生物效應的宏觀特點 175
5.6.3電場生物效應機理探討 176
5.7靜電技術在農業(yè)工程中的應用 177
5.7.1靜電分級技術 177
5.7.2靜電噴灑技術 178
5.7.3農產品加工技術 178
本章小結 178
思考題 179
習題5(A) 179
習題5(B) 180
暰物理科技暱栺超導技術 181
栻電泳技術 184
第6章磁場與生物磁現(xiàn)象 189
6.1磁場及其描述 190
6.1.1磁場 190
6.1.2磁感應強度 190
6.1.3磁感應線 191
6.2畢奧薩伐爾定律 192
6.2.1畢奧薩伐爾定律的內容 192
6.2.2畢奧薩伐爾定律應用舉例 193
6.3磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理 195
6.3.1磁場的高斯定理 195
6.3.2磁場的安培環(huán)路定理 196
6.4電流與磁場的相互作用 199
6.4.1磁場對載流導線的作用 199
6.4.2磁場對載流線圈的作用 200
6.4.3磁場對運動電荷的作用 201
6.4.4霍爾效應 203
6.5物質的磁性 204
6.5.1相對磁導率 204
6.5.2磁介質的磁化 204
6.6生物磁場 206
6.6.1生物體磁性與環(huán)境 206
6.6.2人體的磁場 207
6.7磁致生物效應 209
6.7.1磁場生物效應的宏觀特點 209
6.7.2磁場生物效應應用 211
6.7.3磁場生物效應的微觀機理 212
本章小結 213
思考題 214
習題6(A) 214
習題6(B) 215
【物理科技】核磁共振 216
第7章電磁場及其與生物體的相互作用 219
7.1電磁場的基本規(guī)律 220
7.1.1法拉第電磁感應定律 220
7.1.2麥克斯韋的兩個假說 220
7.1.3麥克斯韋方程組 221
7.2電磁波 222
7.2.1電磁波的輻射和傳播 222
7.2.2電磁波譜 224
7.3微波的生物效應 225
7.3.1微波生物效應現(xiàn)象 225
7.3.2熱效應和非熱效應的基本特點 226
7.3.3非熱生物效應的一些機理問題討論 226
7.4紅外技術 227
7.4.1紅外輻射 227
7.4.2熱輻射規(guī)律 228
7.4.3紅外技術應用 229
7.5X射線及其應用 230
7.5.1X射線的產生 230
7.5.2X射線的特點 230
7.5.3X射線的應用 231
本章小結 233
思考題 233
習題7 234
【物理科技】遙感技術 235
電磁學部分綜合習題 239
第8章波動光學 243
8.1光源及光的顏色生物效應 244
8.1.1光源 244
8.1.2單色光與復色光 244
8.1.3光環(huán)境的生態(tài)影響 245
8.1.4人工光源及其生物效應 245
8.2光的干涉 248
8.2.1相干光源 248
8.2.2楊氏雙縫干涉 249
8.2.3薄膜干涉 251
8.3光的衍射 255
8.3.1光的衍射現(xiàn)象 255
8.3.2單縫夫瑯禾費衍射 255
8.3.3光柵衍射 257
8.3.4光學儀器分辨本領 259
8.4光的偏振 260
8.4.1光的偏振態(tài) 260
8.4.2偏振光的獲得 262
8.4.3馬呂斯定律 264
8.4.4旋光現(xiàn)象 264
8.5光和視覺 266
8.5.1人眼的結構 266
8.5.2視桿細胞和視錐細胞 267
8.5.3視覺靈敏度 268
8.5.4色覺 269
8.6光學儀器 271
8.6.1望遠鏡 271
8.6.2光學顯微鏡 272
8.6.3分光光度計 272
本章小結 273
思考題 274
習題8(A) 275
習題8(B) 275
習題8(C) 276
【物理科技】I激光技術 277
II光譜技術 282
光學部分綜合習題 285
第9章波粒二象性 287
9.1光電效應 288
9.2光子與光的二象性 289
9.3光合作用 291
9.4粒子的波動性 293
本章小結 294
思考題 295
習題9 295
【物理科技】同步輻射技術 296
第10章原子的量子理論 302
10.1量子力學概述 303
10.1.1概率波 303
10.1.2測不準原理 303
10.1.3薛定諤方程 305
10.2氫原子 308
10.2.1玻爾的氫原子理論 308
10.2.2氫原子的量子理論 309
10.3氫原子光譜 311
10.4電子自旋 312
10.5元素周期表 313
10.5.1泡利不相容原理 313
10.5.2能量最小原理 314
10.6生命物質的光譜 315
10.6.1原子光譜 315
10.6.2分子光譜 316
本章小結 319
思考題 319
習題10 319
【物理科技】掃描隧道顯微鏡 320
第11章電離輻射生物效應 324
11.1電離輻射的基本概念 325
11.1.1電離輻射的種類 325
11.1.2電離輻射的量和單位 326
11.2電離輻射與物質的相互作用 328
11.2.1X射線和毭射線與物質的相互作用 328
11.2.2帶電粒子與物質的相互作用 328
11.2.3中子與物質的相互作用 329
11.3水的電離輻射 329
11.3.1水的輻射分解與水自由基 329
11.3.2水自由基的特性及其在細胞中的行為 330
11.3.3水自由基與生物分子的主要反應 331
11.4電離輻射的生物效應 332
11.4.1電離輻射的分子效應 332
11.4.2電離輻射的細胞效應 333
11.5低水平輻射的興奮效應 334
11.5.1低水平輻射刺激基本生命活動 335
11.5.2低水平輻射誘導細胞遺傳學適應性反應 336
11.5.3低水平輻射增強免疫功能 336
思考題 338
近代物理部分綜合習題 339
參考文獻 340
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