定 價:28 元
叢書名:全國中學(xué)生物理競賽委員會指定參考書
- 作者:沈克琦
- 出版時間:2015/6/1
- ISBN:9787312036842
- 出 版 社:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社
- 中圖法分類:G634.73
- 頁碼:136頁
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書內(nèi)容包括熱學(xué)的基本概念、氣體、固體和液體、物態(tài)變化、熱力學(xué)定律等,每章附有閱讀材料,介紹科學(xué)家的事跡和擴大知識面的材料。
【圖書特色】
、偃珖袑W(xué)生物理競賽委員會指定參考書
、谥袑W(xué)物理課本和大學(xué)普通物理課本之間的橋梁
、畚锢砀拍顪(zhǔn)確,物理圖像清晰,物理思想深刻
、軐橹袑W(xué)生編寫,中學(xué)生看得懂,能消化
、輬D片質(zhì)量高,版式精美,注重閱讀體驗
這本教材是為學(xué)校里學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好且學(xué)有余力并對物理學(xué)科饒有興趣、愿意深入鉆研的學(xué)生編寫的,其內(nèi)容的深度和廣度均超出原來的教學(xué)大綱和現(xiàn)行課程標(biāo)準(zhǔn)的要求.其目的在于充分開發(fā)學(xué)生的智力,使學(xué)生在高中階段不僅能學(xué)到比較扎實的基礎(chǔ)知識,而且在科學(xué)思維和科學(xué)方法,理論結(jié)合實際地進行綜合分析的能力,熱愛科學(xué)、勇于探索創(chuàng)新的精神,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)等方面都能得到培養(yǎng)和提高,從而具有較全面的科學(xué)文化素質(zhì),為今后進一步學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ).
現(xiàn)就編寫這本教材的一些考慮和如何使用本教材的建議敘述如下.
1. 教學(xué)重點放在基本概念和基本原理上.從伽利略、牛頓時代開始,經(jīng)過300多年無數(shù)科學(xué)家的努力,物理學(xué)已經(jīng)成為比較成熟、系統(tǒng)性很強的學(xué)科.物理學(xué)的成果對現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展起著巨大的推動作用,每一門新技術(shù)的出現(xiàn)都是物理學(xué)研究取得突破的結(jié)果.說物理學(xué)成熟和系統(tǒng)指的是物理學(xué)的知識已形成一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的體系,廣泛的實踐已經(jīng)證明物理學(xué)的基本原理和規(guī)律正確地反映了客觀世界的運動、發(fā)展和演化.只要能正確地理解和掌握這些概念、原理和規(guī)律及研究問題的科學(xué)方法,許多看來頭緒紛繁的問題都有可能迎刃而解,對不斷出現(xiàn)的新知識的理解也將比較容易.所以,高中物理課的首要任務(wù)應(yīng)該是基本物理概念和原理的教與學(xué),力求使學(xué)生對它們有比較清楚的理解.因此,在教材中不惜多費筆墨對一些概念和原理作了比較深入的闡述,在教學(xué)中也應(yīng)當(dāng)在這方面多花一些時間.要做到真正的理解,單靠講和聽是不行的,必須通過學(xué)生獨立思考,把教學(xué)過程從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),才能使學(xué)習(xí)內(nèi)容成為學(xué)生頭腦中印象深刻、具有有機聯(lián)系的知識.這個過程需要多花一些時間.這樣,雖然表面上教學(xué)進度慢了,但實際上學(xué)生真正弄懂了所學(xué)內(nèi)容,就能牢記不忘,而且學(xué)會了科學(xué)思維的方法,可以舉一反三,觸類旁通,把知識變活了,將來學(xué)習(xí)會越來越順利,總的效果會是快而不是慢,且能學(xué)得更好、更扎實.
2. 如前所述,本教材的內(nèi)容與傳統(tǒng)和現(xiàn)行高中教材相比,在深度和廣度上均有所超出.對于這部分內(nèi)容的要求應(yīng)區(qū)別不同情況作不同處理,不要都與基本原理的要求一樣.這部分內(nèi)容大體上可以分為四種情況.
。1) 與基本概念、基本原理密切相關(guān)的內(nèi)容,學(xué)生應(yīng)該掌握,才能達(dá)到“真正的理解”.如力學(xué)中的矢量、近乎微積分的分析處理方法、簡諧振動表達(dá)式、振動的合成和波的疊加的推導(dǎo)等均屬這一類.這些概念和方法在物理學(xué)中使用較多,也有助于學(xué)生更好地理解有關(guān)內(nèi)容,高中學(xué)生也是能夠掌握的.其中一些內(nèi)容學(xué)生開始接觸時可能有些困難,不要因此而回避,也不要期望一步到位.經(jīng)過多次接觸,反復(fù)運用,最后可以達(dá)到預(yù)期目的.
(2) 屬于物理學(xué)基本原理,但在高中階段只能達(dá)到初步理解的內(nèi)容.如力學(xué)中的角動量、剛體定軸轉(zhuǎn)動、流體動力學(xué)等均屬此類.這些內(nèi)容涉及的物理現(xiàn)象是生活中經(jīng)常遇到的,它們又是進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).因此在高中應(yīng)該教一點初步知識,以拓寬學(xué)生的思路,并為進一步學(xué)習(xí)做點準(zhǔn)備.對這部分內(nèi)容要求要適當(dāng),不能要求學(xué)生有深入的理解.在課后作業(yè)方面只要求做一些有助于理解所講內(nèi)容的習(xí)題.
。3) 適當(dāng)增加了一些近代物理方面的內(nèi)容.面向21世紀(jì)的中學(xué)生應(yīng)該對20世紀(jì)初以來的近代物理學(xué)有一定的了解,跳出經(jīng)典物理學(xué)的框框,獲得比較完整、準(zhǔn)確的物理概念.但由于學(xué)生數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)的限制,這部分內(nèi)容只能是初步的.對于書中增加的一些近代物理的基本概念、原理和結(jié)論,如相對論、量子論和粒子與宇宙等內(nèi)容,有的采取滲透的方法,在講授經(jīng)典物理知識時加入有關(guān)的內(nèi)容;有的則比較系統(tǒng)地進行簡要介紹,講解中側(cè)重基本概念、發(fā)展脈絡(luò)和研究方法.近代物理學(xué)的發(fā)展過程充滿了新舊觀念的矛盾、理論與實驗的矛盾,也正是這些矛盾推動了物理學(xué)的發(fā)展.這對于啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新精神是十分有利的.這部分內(nèi)容以及新增加的經(jīng)典物理學(xué)中的統(tǒng)計概念、不可逆過程等,不可能要求學(xué)生完全理解,只要求學(xué)生知道一些最基本的概念,知道還有不少問題有待進一步學(xué)習(xí)就行了.這樣,學(xué)生學(xué)到的知識是開放型的,而不是封閉型的,學(xué)生的求知欲得到進一步的激發(fā).學(xué)到的某些新知識就如一個嫩芽,遇到適宜的環(huán)境,它就能夠生長起來.每個人的條件不同,今后的發(fā)展也會有很大差別.這樣安排有利于學(xué)有余力的學(xué)生通過學(xué)習(xí)較早地接觸到更深一些的內(nèi)容從而達(dá)到更高的水平.
教師在講授這方面內(nèi)容時可以相機行事,進行適當(dāng)?shù)脑鰟h.學(xué)生則要改變老師教多少就學(xué)多少的被動學(xué)習(xí)習(xí)慣,采取主動學(xué)習(xí)、充分發(fā)揮自己潛力的學(xué)習(xí)方法.
。4) 閱讀材料.多數(shù)是介紹科學(xué)家的事跡和擴大知識面的材料.這些材料有利于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì).閱讀這些材料不費多少時間,希望每位學(xué)生都能認(rèn)真閱讀、思考并有所體會.
3. 一定要通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)加強能力培養(yǎng),特別是科學(xué)思維能力的培養(yǎng).要結(jié)合理論教學(xué)和具體事例講授科學(xué)家如何發(fā)現(xiàn)問題、如何探索解決問題的途徑,他們采用的科學(xué)方法,他們具有的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、兢兢業(yè)業(yè)的敬業(yè)精神和勇于突破的創(chuàng)新精神.講授原理時要注意講清思路而不是只講結(jié)論.有的內(nèi)容可以不講而要求學(xué)生自學(xué),思考題要求學(xué)生認(rèn)真思考并相互討論,把有關(guān)概念和原理真正搞清楚.做習(xí)題是教學(xué)過程的必要環(huán)節(jié),要求學(xué)生在認(rèn)真復(fù)習(xí)課堂講授內(nèi)容基礎(chǔ)上獨立完成作業(yè).希望學(xué)生在解題過程中弄清思路,務(wù)求做一題就有一題的收獲.
4. 實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié).實驗教學(xué)既與理論教學(xué)相聯(lián)系,又有一定的相對獨立性.鑒于已有專門的中學(xué)物理實驗教材出版,本教材未編入具體的實驗內(nèi)容.
在編寫這套教材時,曾組織大、中學(xué)校老師召開過多次座談會,他們提出了許多寶貴的意見和建議.這套教材的力學(xué)部分先后由張繼恒、張維善執(zhí)筆;熱學(xué)部分由張維善執(zhí)筆;電磁學(xué)部分由林婉執(zhí)筆;光學(xué)和近代物理部分由張維善執(zhí)筆.沈克琦主持編寫并對全書進行了審閱.
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社為本書的編寫、出版做了大量工作,謹(jǐn)表誠摯的謝意.我們還由衷地希望看過和用過此教材的老師和同學(xué)提出寶貴的批評和意見,以幫助我們進一步改進,使之日臻完善.謹(jǐn)致謝忱.
沈克琦
前言
第7章 熱學(xué)的基本概念
7.1 熱現(xiàn)象的研究
7.1.1 熱現(xiàn)象與熱運動
7.1.2 宏觀量與微觀量
7.1.3 熱力學(xué)和統(tǒng)計物理學(xué)
7.2 分子動理論基礎(chǔ)
7.2.1 物體由分子構(gòu)成
7.2.2 分子在不停地?zé)o規(guī)則運動
7.2.3 分子之間有相互作用力
7.3 溫度和溫標(biāo)
7.3.1 平衡態(tài)和狀態(tài)參量
7.3.2 熱平衡和溫度
7.3.3 溫標(biāo)和溫度計
7.4 內(nèi)能
7.4.1 分子的動能
7.4.2 分子勢能
7.4.3 內(nèi)能
7.5 熱量和熱傳遞
7.5.1 熱量
7.5.2 熱傳遞
7.5.3 熱平衡方程
第7章習(xí)題
閱讀材料
第8章 氣體
8.1 氣體的實驗定律
8.1.1 玻意耳定律
8.1.2 查理定律和蓋·呂薩克定律
8.2 理想氣體狀態(tài)方程
8.2.1 理想氣體及其狀態(tài)方程
8.2.2 克拉珀龍方程
8.3 氣體分子運動的特點
8.3.1 分子間的距離較大
8.3.2 分子間的碰撞頻繁
8.3.3 分子沿各個方向運動的機會均等
8.3.4 分子速率按一定規(guī)律分布
8.3.5 統(tǒng)計規(guī)律和漲落現(xiàn)象
8.4 理想氣體的壓強
8.4.1 單一理想氣體的壓強
8.4.2 道爾頓分壓定律
8.5 理想氣體的溫度和內(nèi)能
8.5.1 理想氣體的溫度
8.5.2 理想氣體的內(nèi)能
8.6 真實氣體范德瓦耳斯方程
8.6.1 分子體積所引起的修正
8.6.2 分子間引力所引起的修正
第8章習(xí)題
閱讀材料
第9章 固體和液體
9.1 固體
9.1.1 晶體的宏觀特征
9.1.2 晶體的微觀結(jié)構(gòu)
9.1.3 晶體中粒子的熱運動
9.2 液體
9.2.1 液體的微觀結(jié)構(gòu)
9.2.2 液體中分子的熱運動
9.3 液體的表面現(xiàn)象
9.3.1 液體的表面張力
9.3.2 潤濕(浸潤)現(xiàn)象
9.3.3 毛細(xì)現(xiàn)象
9.4 固體和液體的熱膨脹
第9章習(xí)題
閱讀材料
第10章 物態(tài)變化
10.1 熔化和凝固
10.1.1 熔點
10.1.2 熔點與壓強的關(guān)系
10.1.3 熔化熱
10.2 蒸發(fā)飽和氣與飽和蒸氣壓
10.2.1 蒸發(fā)現(xiàn)象
10.2.2 飽和氣與飽和蒸氣壓
10.3 沸騰汽化熱
10.3.1 沸騰
10.3.2 汽化熱
10.4 液化臨界溫度
10.4.1 液化與汽化曲線
10.4.2 臨界溫度
10.5 升華和凝華三相點和三相圖
10.5.1 升華和凝華升華曲線
10.5.2 三相點和三相圖
10.6 空氣的濕度露點
10.6.1 空氣的濕度
10.6.2 露點
第10章習(xí)題
閱讀材料
第11章 熱力學(xué)定律
11.1 熱力學(xué)第一定律
11.1.1 焦耳實驗功與內(nèi)能
11.1.2 熱量與內(nèi)能
11.1.3 熱力學(xué)第一定律
11.2 理想氣體的幾種熱力學(xué)過程
11.2.1 等容過程
11.2.2 等壓過程
11.2.3 等溫過程
11.2.4 絕熱過程
11.3 自然過程的“方向”和熱力學(xué)第二定律
11.3.1 自然過程的“方向”
11.3.2 熱力學(xué)第二定律
11.4 熱力學(xué)第二定律的微觀意義
11.4.1 宏觀狀態(tài)與微觀狀態(tài)
11.4.2 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義
11.5 熵與“熱寂”
第11章習(xí)題
閱讀材料
總復(fù)習(xí)題
部分習(xí)題答案
附錄