具体描述
全书共分3篇14章，涵盖了教育部非力学专业课程指导委员会最新制订的多学时理论力学课程基本要求的内容，包括：静力学基本概念和物体受力分析、力系的简化、力系平衡方程及应用、静力学应用专题、点的运动和刚体的基本运动、点的合成运动、刚体平面运动、动力学基础、动量定理、动理矩定理、动能定理、达朗贝原理、虚位移原理及动力学普遍方程、单自由度系统的振动等。
全书以工程实际为背景，注重力学概念，力学解题能力和力学建模能力的培养，通过课程内容和体系的改革，力求理论与应用并重、知识传授与能力培养并重。全书力求论述简明扼要，例题分析透彻，并通过较多的例题，寻求解题规律，以便使学生达到熟练掌握基本概念、基本理论、基本方法和计算技能的教学要求并注意与相关课程的贯通和融合。
本书可作为一般高等院校应用型工科各专业理论力学课程的教材，也可作为夜大、函授大学、职工大学相应专业的自学和函授教材，还可供有关工程技术人员参考。
跨越经典与现代的物理学之旅：一部探索宇宙运行之道的精深著作 本书聚焦于一系列宏大而基础的物理学主题，致力于构建一个严谨、深刻且富有洞察力的知识体系。 本书深入剖析了经典力学与电磁学的基础原理，并将其拓展至现代物理学的核心领域，旨在为读者提供一个全面而连贯的物理学视野。 第一部分：经典力学的基石与精妙 本书首先从牛顿经典力学出发，但迅速超越了教科书式的陈述，转而探讨拉格朗日力学和哈密顿力学在解决复杂系统问题中的无可替代的优势。 1. 变分原理的普适性： 我们详尽地考察了达朗贝尔原理和最小作用量原理（哈密顿原理）在描述保守系统运动时的优雅性。通过对欧拉-拉格朗日方程的推导与应用，读者将掌握如何将物理问题转化为数学上的泛函极值问题。重点讨论了约束力的处理，展示了在复杂机械系统（如移动的连杆机构或滚动的物体）中，使用广义坐标如何极大地简化分析过程，避免了冗余的力分析。 2. 刚体动力学的高级视角： 刚体运动的分析是经典力学中的一个重要挑战。本书摒弃了仅停留在瞬时速度和角速度的描述，而是深入探讨了刚体运动的欧拉角分解，并着重阐述了刚体转动惯量张量和主轴的概念。我们通过矩阵形式的惯量张量，清晰地揭示了各向异性和主轴选择的物理意义。对于进动的陀螺仪，本书运用了欧拉方程，结合角动量守恒定律，提供了对进动、章动等现象的精确数学描述和物理图像，帮助读者理解地球自转和太空探测器姿态控制背后的物理规律。 3. 进阶的分析力学应用： 在分析力学部分，本书着重展示了泊松括号在哈密顿力学中的核心地位。我们不仅介绍了泊松括号的代数性质，更重要的是阐明了它与守恒量之间的深刻联系。通过泊松括号，可以直观地判断一个物理量是否是守恒的，并为过渡到量子力学中的对易关系奠定了必要的数学和概念基础。书中还探讨了正则变换的理论，展示了如何通过选择不同的正则坐标系来简化哈密顿函数，使复杂的运动方程变得可积分或更易求解。 第二部分：电磁场的精确定量描述 本书的第二部分转向了电磁场理论，重点关注麦克斯韦方程组的物理内涵及其在波动传播中的应用。 4. 静电场与静磁场的边界条件： 在深入研究麦克斯韦方程组之前，本书对静电场和静磁场在导体、介质界面上的行为进行了详尽的分析。通过引入表面电荷密度、束缚电荷以及磁荷密度（或磁流体密度）的概念，我们严格推导了电场和磁场在界面上必须满足的四个边界条件。这部分内容对于理解电磁波的反射与折射至关重要。 5. 麦克斯韦方程组的统一性与电磁波： 本书将四个麦克斯韦方程整合在一起，强调了位移电流在统一电与磁、预言电磁波存在过程中的关键作用。随后，本书详细推导了在真空和各向同性介质中，电磁场的波动方程。我们对平面电磁波的传播特性进行了深入分析，包括波矢、坡印廷矢量（能量流密度）的定义及其方向性。书中特别讨论了电磁波在导体和介质中的衰减与相移，例如趋肤深度效应，解释了高频电流为何只在导体表面附近流动。 6. 电磁场的辐射理论： 本书没有止步于传播，而是探讨了加速电荷的电磁辐射。通过分析有限电荷的运动，我们引出了利纳德-维歇尔势（Liénard-Wiechert potentials），这是描述运动点电荷产生的电磁场的基础。在此基础上，本书推导了加速电荷的总辐射功率公式（如阿布拉罕-洛伦兹力公式的修正形式），清晰地阐释了电磁辐射的物理机制——任何非匀速运动的电荷都必然向外辐射能量，这直接关联到经典物理学的辐射阻尼问题。 第三部分：迈向现代物理学的阶梯 本书的第三部分旨在搭建一座桥梁，连接宏观的经典世界与微观的量子世界。 7. 狭义相对论的几何基础： 相对论部分不从光速不变公设开始，而是侧重于洛伦兹变换的内在结构，即闵可夫斯基时空的概念。本书使用四维矢量和张量的语言来描述物理定律，展示了四维动量、四维力以及能量-动量关系如何在洛伦兹变换下保持形式不变。重点分析了相对论性碰撞问题，例如粒子衰变和高能散射过程，阐明了质能等价的真正含义。 8. 基础的统计物理学： 为理解大量粒子系统的宏观行为，本书引入了必要的统计物理学工具。我们区分了相空间、微正则系综、正则系综和巨正则系综，并详细解释了它们各自适用的物理条件。书中对于玻尔兹曼统计（适用于宏观粒子）和费米-狄拉克统计、玻色-爱因斯坦统计（适用于微观粒子）进行了严格的推导和比较，特别是对绝对零度附近理想费米气体和玻色气体（如黑体辐射和超流体现象的萌芽）的热力学性质进行了详尽的计算，为理解固体物理和量子统计奠定了基础。 本书的结构旨在引导读者从最基础的运动定律出发，通过数学工具的不断深化，最终达到对物质和能量在各种尺度上相互作用的深刻理解。它要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础，并愿意投入精力去掌握严谨的物理推导过程。
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