物理科学概论

本书是学校教材出版基金项目，是在学校原科类基础课教材建设基础上，依据课程和教材建设需要进一步改进和完善的一部著作。一方面保留并秉承原教材风格和特点，另一方面则将物理科学视为一种文化范畴，系统地介绍基础物理学各领域发现、发展的科学思想，探求融合物理科学文化与人文精神之路。
全书以物理学自身的发展为主要线索，力求运用通俗易懂的语言构建物理学基本概念、规律及发展过程。考虑到高等学校各专业、学科的特点，尽量避免高深的数学知识，着眼于课程建设向纵深发展，提升学生的科学文化素养。

冯霞，湖北咸宁人，现为安徽师范大学物理与电子信息学院基础理实验中心教师。20多年来一直辛勤工作在基础物理教学第一线，主讲《普通物理学》、《光学》、《普通物理实验》等多门本科基础课程，担任学校科类基础课《普通物理学》课程负责人。在科研和教学研究方面发表省级以上论文多篇，并承担和参加多项省级、校级科研和教学研究项目。以“物”论“理”，重在懂理，是在哲理，是作者一贯坚持的学科课程理念。

绪论
第一章　运动和力
§1.1 力学的研究对象
　1.1.1　力学的研究对象
　 1.1.2　空间与时间
　 1.1.3 参照系
　 1.1.4　如何描述物体(质点)的运动
　 1.1.5　运动规律的研究
　 1.1.6 曲线运动
§1.2　牛顿运动定律
　1.2.1　牛顿第一定律
　 1.2.2　牛顿第二定律
　 1.2.3　牛顿第三定律
　 1.2.4　牛顿的科学思想方法
　 1.2.5　单位制和量纲
　 1.2.6　牛顿定律的应用
　§1.3　刚体的定轴转动
　 1.3.1　刚体的运动
　 1.3.2　力矩
　 1.3.3　转动定理
　思考题
　练习题
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第二章　守恒定律能量
§2.1　动量守恒定律
2.1.1　动量与动量定律
2.1.2　动量守恒定律
§2.2　角动量守恒定律
2.2.1　质点的角动量
2.2.2　刚体的角动量及角动量定理
2.2.3　角动量守恒定律
§2.3　能量
2.3.1 功
2.3.2　动能动能定理
2.3.3　保守力势能
2.3.4　功能原理机械能守恒定律
2.3.5　三种宇宙速度
思考题
练习题
第三章　太阳系和宇宙
§3.1　太阳系的认识
　3.1.1　古希腊人的看法
　 3.1.2　哥白尼的日心说
　 3.1.3　开普勒定律
　 3.1.4　万有引力定律
　 3.1.5　波德定则
§3.2　宇宙
　 3.2.1　宇宙的演变
　 3.2.2　太阳系的位置
　　……
第四章 物质的形态和性质
第五章 电和磁
第六章 波动和光
第七章 相对论和量子论
第八章 探索微观世界
主要参考书目
附录1：数学基本知识简介
附录2：国际单位制（SI）基本单位简介

第一章　运动和力
我们周围的世界最主要的特点可能就是运动，它也是最容易引起我们注意的现象。人们研究自然时，总是要想方设法解释他所看到的许许多多的事物和现象，而且要把所经历的东西理出个头绪。如何理出这个头绪，那就要看一个人的理解力和他对周围世界的认识了。本章将研究自然界最基本的概念——运动和力。这部分主要涉及物理学中发源最早的力学知识。研究这些概念所用的方法，有些是我们所熟悉的，有些又是陌生的。
公元前400年左右，古希腊伟大的思想家们研究的天文学体系可以称得上为力学的渊源之一。因为它包含了人们研究科学的方法以及人们在对宇宙的认识中产生的物理概念等等。
柏拉图（Plato，公元前427-347）在“星体是神圣不变永恒存在并沿绝对完美的路径绕地球作圆周或复合圆周运动”的假设之上来研究有规则或无规则的行星运动。试图建立一个符合“均匀有秩序的运动”原则的宇宙体系。他的学生们遵循他的原则，竭力构造一个数学体系，通过巧妙的计算，使之与观察数据相符合。柏拉图的地心说是建立在先验的形而上学（metaphysics）假定的基础之上。虽然这个教条不能成为科学的基础．但是，他的研究告诉后人，物理学的理论应该建立在可观测现象的基础上。
亚里士多德（Aristotle，公元前384-322）作为柏拉图的继承人，他对宇宙的认识是同他全部哲学体系密切结合的，因而，对于某些问题（如运动）就有错误的见解。他的研究特点是偏重于物理上的理解而不是数学计算。他轻视与传统观念不一致的观测结果，而实际上，这些观测的现象有时恰恰是有意义的。