本书是一部面向前沿、内容丰富、信息量大、独具特色的大学物理教材。全书分上、下两册。上册包括力学与相对论、气体动理论与热力学。下册包括电磁学、光学、原子与原子核物理学。书中叙述了物理概念的形成、发展和演变过程，具体且深入地揭示了物理概念的内涵。在阐述物理学的基本原理和基本定律时，还介绍了这些理论建立的过程，在重大发现中物理学家探索的历程,分析了他们的研究思路、创造性工作特点以及所用的研究方法。在保持经典物理知识体系相对完整的同时，还介绍了物理学的新进展和前沿物理中的新知识，例如守恆定律与对称性，混沌与牛顿力学的内在随机性，相对论与近代宇宙论，耗散结构与信息熵，遗传信息的传递，X射线衍射对DNA结构的分析，原子和分子结构，化学键的量子理论以及原子核和基本粒子等。
本书可作为理、工、农、医院校普通物理课程的教材，也可供中学物理教师阅读和参考。

第3篇电磁学

第10章静电场

*10.1近代对电的认识的发展

10.2库侖定律

10.2.1平方反比关係的提出

10.2.2卡文迪什的论证

10.2.3库侖扭秤实验

10.2.4叠加原理

10.3电场 电场强度

*10.3.1超距作用与近距作用之争

10.3.2电场强度的定义

10.3.3电场强度叠加原理

10.3.4场强的计算

10.4高斯定理

10.4.1电场线

10.4.2电通量

10.4.3高斯定理的表述和证明

10.5高斯定理的套用

10.5.1利用高斯定理求静电场的分布

10.5.2求解有导体存在时的电场和电荷分布

10.5.3电场线性质的证明

10.6电势

10.6.1静电场的环路定理

10.6.2电势差和电势

10.6.3电势叠加原理

10.7电场的能量

10.7.1电容器

10.7.2电容器的静电能

10.7.3电场的能量

思考题

习题

第11章磁场

11.1稳恆电流电动势

11.1.1电流电流密度

11.1.2电流的连续方程稳恆条件

11.1.3欧姆定律

11.1.4电动势

11.2磁场磁感应强度

11.2.1电流磁效应的发现

11.2.2磁场

11.2.3磁感应强度

11.3毕奥萨伐尔定律

11.3.1毕奥萨伐尔定律的发现

11.3.2运动电荷的磁场

11.3.3毕奥萨伐尔定律的套用

11.4磁通量磁场的“高斯定理”

11.4.1磁感应线

11.4.2磁通量

11.4.3磁场的“高斯定理”

11.5安培环路定理

11.5.1安培环路定理的表述和证明

11.5.2安培环路定理套用举例

11.6磁场对运动电荷的作用

11.6.1洛伦兹力

11.6.2带电粒子在均匀磁场中的运动

11.6.3质谱仪

11.6.4回旋加速器

11.6.5非均匀磁场的磁约束

11.7磁场对载流导线的作用

11.7.1安培力

11.7.2平行无限长直电流间的相互作用力

11.7.3载流线圈在均匀磁场中所受的力矩

思考题

习题

第12章电磁感应和电磁场

12.1电磁感应定律的建立

*12.1.1电磁感应现象的发现

*12.1.2法拉第的科学思想方法

12.1.3亨利和楞次的贡献

12.1.4法拉第电磁感应定律

12.2动生电动势和感生电动势

12.2.1动生电动势

12.2.2感生电动势感生电场

12.3互感与自感

12.3.1互感

12.3.2自感

12.4自感磁能与磁场能量

12.4.1自感磁能

12.4.2磁场的能量

12.5位移电流

12.6麦克斯韦电磁场理论的建立

*12.6.1法拉第观念的数学表示

12.6.2场的概念与电磁场方程组

*12.6.3麦克斯韦的科学思想方法

12.7电磁波

12.7.1赫兹实验

12.7.2电磁波的性质

12.7.3光的电磁理论

12.7.4电磁波谱

思考题

习题

第4篇光学

第13章光的干涉

*13.1近代对光的本性认识的发展

13.1.1微粒说与波动说之争

13.1.2波动理论的确立及实验证明

13.2相干光源光程

13.2.1光源发光与相干光源

13.2.2光程

13.3分波阵面的双光束干涉

13.3.1杨氏双缝干涉实验

13.3.2其他分波阵面的干涉实验

13.4分振幅的双光束干涉等厚条纹

13.4.1劈形膜的等厚干涉条纹

13.4.2牛顿环

13.4.3增透膜

13.4.4迈克耳孙干涉仪

思考题

习题

第14章光的衍射

14.1光的衍射现象和惠更斯菲涅耳原理

14.1.1光的衍射现象

14.1.2惠更斯菲涅耳原理

14.2单缝的夫琅禾费衍射

14.3光栅衍射

14.3.1多缝的夫琅禾费衍射

14.3.2光栅光谱

14.4光学仪器的分辨本领

14.4.1光学仪器的最小分辨角

14.4.2显微镜的最小分辨距离

14.5X射线的衍射

14.5.1X射线的发现

14.5.2X射线衍射的布拉格公式

*14.5.3X射线衍射分析的原理和方法

*14.5.4DNA纤维的X射线衍射分析

14.6全息照相

14.6.1全息照片的拍摄

14.6.2全息图像的观察

14.6.3全息照相的特点

14.6.4全息的套用

思考题

习题

第15章光的偏振

15.1光的偏振状态

15.1.1自然光

15.1.2偏振光

15.2偏振光的产生

15.2.1起偏和检偏

15.2.2反射和折射时光的偏振

15.3光在晶体中的传播双折射

15.3.1双折射

15.3.2单轴晶体中光的传播惠更斯作图法

15.3.3偏振稜镜

15.4波晶片椭圆偏振光和圆偏振光

15.4.1波晶片

15.4.2线偏振光通过各种波片后偏振状态的变化

思考题

习题

第5篇原子物理学

第16章量子假说与玻尔的氢原子理论

*16.1黑体辐射和普朗克的量子假说

16.1.1热辐射的实验定律

16.1.2黑体辐射的经典公式

16.1.3普朗克的黑体辐射公式

16.1.4普朗克对新生量子的态度

16.1.5启示与教益

16.2光电效应与爱因斯坦的光子假说

16.2.1光电效应的发现

16.2.2光电效应的实验规律

16.2.3光的波动说遇到的困难

16.2.4爱因斯坦的光量子假说

16.2.5光的波粒二象性

16.3康普顿散射

16.3.1实验规律

16.3.2量子解释

16.4原子模型

16.4.1汤姆孙的原子模型

16.4.2卢瑟福的原子模型

16.5氢光谱的实验规律

16.6玻尔氢原子理论的建立

*16.6.1接受卢瑟福原子模型

*16.6.2分立定态概念的形成

*16.6.3玻尔的基本假设

16.6.4氢原子的能级和光谱

*16.6.5玻尔理论的成功和缺陷

思考题

习题

第17章量子力学的基本概念与基本原理

17.1德布罗意的物质波假说

*17.1.1物质波概念的提出

*17.1.2物质波理论的套用

17.1.3物质波思想的影响及实验验证

17.2机率波

17.2.1波粒二重性佯谬

17.2.2玻恩的统计解释

17.2.3电子双缝干涉实验

17.3不确定关係

17.3.1不确定关係的提出

17.3.2不确定关係的物理解释

17.3.3套用举例

*17.4关于量子力学完备性的争论

17.4.1量子力学的机率解释之争

17.4.2爱因斯坦的光子盒

17.5薛丁格方程的提出

*17.5.1物理思想背景

17.5.2波函式

17.5.3定态薛丁格方程

*17.5.4薛丁格的科学思想及其理论的影响

17.6薛丁格方程套用举例

17.6.1势阱中的粒子

17.6.2势垒和隧道效应

17.6.3谐振子

17.7量子力学对氢原子的描述

17.7.1波函式

17.7.2能量和角动量

17.7.3电子被发现的机率的分布

17.8电子自旋和四个量子数

17.8.1电子的自旋

17.8.2四个量子数

思考题

习题

第18章原子、分子结构与化学键

18.1原子的壳层结构

18.1.1泡利不相容原理

18.1.2电子壳层的填充

18.1.3原子的电子层结构与元素周期表

18.1.4原子结构与元素性质变化的周期性

18.2离子键

18.2.1离子键的形成

18.2.2离子键的特徵

18.3共价键分子

18.3.1氢分子离子H+2

18.3.2氢分子H2

18.3.3共价键的类型、特点和键参数

18.3.4杂化轨道理论

18.4氢键和分子晶体

18.4.1氢键

18.4.2氢键型分子晶体

18.5纳米科技

18.5.1纳米科技概述

18.5.2纳米技术的工具和手段

18.5.3纳米技术的套用前景

18.6雷射

18.6.1雷射诞生的历程

18.6.2自发辐射、受激辐射和受激吸收

18.6.3粒子数布居反转

18.6.4光学谐振腔

18.6.5雷射的特性及其套用

思考题

习题

第19章原子核

19.1原子核的组成

*19.1.1早期的构想

*19.1.2中子的发现

19.1.3原子核的组成

19.2原子核的结合能

19.2.1核质量

19.2.2结合能

19.3核力

19.3.1核力的性质

19.3.2核力的介子理论

19.4放射性衰变的规律

19.4.1指数衰变律

19.4.2半衰期

19.4.3平均寿命

19.4.4放射性活度

19.5α衰变

19.5.1α衰变的表示式

19.5.2α衰变的条件

19.5.3α衰变能与核能级图

19.5.4α衰变的机制

19.6β衰变

19.6.1面临的难题

19.6.2中微子假设及其证实

19.6.3β-衰变的表示式和衰变能

19.7γ衰变

19.8核反应

19.8.1核反应的能量

19.8.2反应截面

19.9重核裂变和核能

19.9.1核裂变的发现

19.9.2核裂变的过程及条件

19.9.3核裂变能量的利用

19.10轻核聚变和核能

19.10.1轻核聚变的过程和条件

19.10.2热核聚变的几种约束形式

思考题

习题

*第20章基本粒子

20.1基本力和基本粒子

20.1.1四种相互作用力

20.1.2基本粒子的分类

20.2强子的夸克模型

20.2.1夸克模型的确立

20.2.2c夸克的发现

20.2.3b夸克和t夸克的发现

20.3夸克间的相互作用

20.3.1夸克的“颜色”

20.3.2色是强作用的根源

20.4弱作用中的对称性破缺

20.4.1空间反演不变性和宇称守恆

20.4.2弱作用中宇称不守恆的发现

20.4.3C，T变换下的对称性破缺

20.4.4不对称性的来源

思考题

习题

附表

附表1原子的电子层结构

附表2元素周期表

附表3能量转换因子

附表4希腊字母

习题答案

参考文献