具体描述
本书是依据教育部颁布的“高等工业学校特理课程教学基本要求”综合编者多年的教学实践经验编写而成的。
全书分上、下两册，上册内容有力学、热物理学；下册包括电磁学、光学和近物理学。书中主要是理工科普通物理教学林纲要求的基本内容；另选编有阅读材料，所涉及的是物理学知识在各相关领域的应用及拓展，以利于开阔学生的视野。
本套教材配有学习指导书，书中对大学物理课程学习过程中的重点，难点问题，作出了更为详尽的描述。
在全书编写过程中，编者充分考虑了非物理类专业具有多样性这个因素，着重讲述了对各专业来说都是最基本的内容，加强了物理理论中基本概念和重要知识点的描述，降低了对数学运算的要求，对可繁可简，可深可浅的内容，分层次表述，以便于任课教师根据实际情况自行取舍。
本书可作为高等学校非物理专业大学物理课程的教材。
跨越学科的探索：现代工程科学基础与应用 书籍简介 本书旨在为理工科学生、工程师以及对现代工程科学原理感兴趣的读者，提供一套系统而深入的知识体系。它立足于严谨的数学基础，但更侧重于如何将这些理论工具应用于解决实际的工程问题，特别是那些涉及跨学科交叉领域的复杂挑战。本书的叙述风格力求清晰、逻辑严密，同时融入了丰富的案例分析，以期达到理论与实践的完美结合。 第一部分：核心力学原理的深化与扩展 本卷首先从经典力学的高阶视角出发，探讨了从牛顿体系到拉格朗日和哈密顿力学的过渡，重点在于理解系统能量守恒和广义坐标下的运动规律。 高级动力学分析： 详细剖析了刚体动力学在非惯性系中的处理，引入了欧拉角、角动量定理的矩阵表示，并重点讨论了陀螺仪运动的稳定性和进动问题，这对于航空航天和机器人学中的姿态控制至关重要。 连续介质力学基础： 区别于质点力学，本章深入介绍了材料的本构关系，从微观应变到宏观应力场的建立。重点覆盖了线弹性理论，特别是二维问题（如平面应力与平面应变）的应力函数法和有限元分析的初步概念。流体力学的章节则专注于不可压缩牛顿流体的纳维-斯托克斯方程的简化形式（如伯努利原理的严格推导和边界层理论的引入），并结合了实际工程中的管道流动和翼型绕流的初步分析。 第二部分：电磁场理论与信息传输基础 本部分从麦克斯韦方程组的矢量微分形式出发，构建了完整的电磁场理论框架，并将其应用于现代通信和电子设备的设计。 静电与静磁的高阶应用： 除了基础的库仑定律和安培定律外，本书强调了电势和磁势的唯一性定理在求解复杂边界条件问题中的应用。引入了泊松方程和拉普拉斯方程在电介质和磁介质中的解法，并探讨了磁屏蔽技术的原理。 时变场与电磁波传播： 麦克斯韦方程组的完整形式是本章的核心。重点在于理解坡印廷矢量（Poynting Vector）及其在能量流分析中的作用。随后，深入讲解了平面电磁波在无损和有损介质中的传播特性，包括反射、折射的菲涅耳公式推导，以及传输线理论（如史密斯圆图的应用）在微波电路设计中的基础作用。特别强调了介质对波速和相位的色散效应。 电磁兼容性（EMC）概念： 鉴于现代电子设备的日益复杂，本书加入了一章专门探讨电磁干扰的产生、传播途径和抑制方法，如接地设计、滤波器的选择与布局。 第三部分：热力学、统计物理与能源科学 本部分超越了宏观的热力学定律，力求从统计力学的微观角度理解能量转换的本质。 热力学第二定律的深入探讨： 熵的概念被提升到信息论的高度进行阐释，并讨论了不可逆过程的极限效率。详细分析了朗肯循环、布雷顿循环等实际动力循环的优化，考虑了真实气体效应和㶲（Exergy）分析在评估系统性能中的关键作用。 统计力学导论： 介绍了微观粒子系综（正则、巨正则、微正则）的概念，以及玻尔兹曼分布在描述粒子能量状态中的应用。重点阐述了理想气体比热的微观解释，以及费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计在半导体物理和黑体辐射中的应用背景。 相变与材料科学交叉： 讨论了克劳修斯-克拉佩龙方程的应用，并初步引入了吉布斯相律。结合热力学驱动力，简要概述了固态材料中扩散过程的微观机制。 第四部分：量子力学基础与材料特性 本卷侧重于微观世界的物理规律，为理解现代电子学、光学和材料科学奠定基础。 薛定谔方程的建立与求解： 从波粒二象性出发，推导一维无限深势阱、有限深势阱和势垒穿透问题（隧道效应）。重点分析了谐振子模型在振动分析中的重要性。 角动量与氢原子结构： 详细阐述了轨道角动量算符和自旋角动量算符的对易关系，并推导了三维定态薛定谔方程在球坐标下的分离变量解——氢原子能级和波函数，强调了量子数（$n, l, m$）的物理意义。 晶体结构与能带理论： 介绍了布拉维晶格和晶体衍射（X射线衍射的初步概念）。核心在于介绍周期性势场下的电子运动，即布洛赫定理的意义，并基于能带理论解释了导体、半导体和绝缘体在导电性上的本质区别。 总结与展望 本书的结构旨在引导读者构建一个从宏观现象到微观机制的完整物理认知框架。它不仅要求读者掌握计算技巧，更要求理解物理定律背后的哲学基础和跨学科的普适性。学习者通过本书，将能更有效地衔接高等数学、计算方法、材料科学及专业工程课程，为未来的科研和工程实践做好充分准备。
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