內容介紹：

《馬祖爾物理學》包含《原理篇》和《實踐篇》。《原理篇》講授物理知識，每章分為兩部分：第壹部分為基本概念，通過定性描述與插圖示意，用淺顯的語言描繪概念框架，幫助學生建立物理圖像，理解概念和規律的本質；第二部分為定量研究，用數學工具分析物理思想。《實踐篇》主要涉及對知識的應用與解題方法的介紹。

《馬祖爾物理學》系埃里克·馬祖爾教授在開發並使用同伴教學法後，歷經20餘年的教學磨礪，精心打造而成。全書以守恆律為基本框架，從實驗和生活中的例子出發，使用真實數據，強調物理建模，細化推理過程，滲透近代物理知識。書中的每一個例題都使用了與科學家實際工作流程相似的問題解決框架，包括四個重要環節：分析問題(Getting started)、設計方案(devise plan)、實施推導(execute plan)、評估結果(evaluate result)，將科學研究方法細化和外顯，目的是藉助問題教會學生科學的思維方法，培養其創新能力。

馬祖爾教授認為，「學習不是機械地記憶，而是通過思考和反思體會到發現的樂趣，掌握必要的科學思維方法，以便將來更好地工作。」可以說，這部《馬祖爾物理學》不僅具有前沿科學家的專業視角，又具有教學教法的適用性，是一部「仰望天空，腳踏實地」的教材，彌補了我國一般大學物理教材的不足，可以有效地支持教學改革和創新。

目錄：

第1章緒論1

11科學方法2

12對稱性4

13物質和宇宙6

14時間和變化8

15表徵9

16物理量和單位14

17有效數字17

18解題20

19估算23

第2章一維運動28

21從現實到模型29

22位置和位移30

23描述運動32

24平均速率和平均速度34

25標量和矢量39

26位置矢量和位移矢量41

27速度矢量45

28勻速運動46

29瞬時速度48

第3章加速度53

31速度的改變54

32重力加速度55

33拋體運動57

34運動簡圖59

35勻加速運動63

36自由落體方程66

37斜面69

38瞬時加速度70

第4章動量75

41摩擦力76

42慣性76

43決定慣性的要素80

44系統81

45慣性質量標準86

46動量87

47孤立系統89

48動量守恆定律94

第5章能量101

51碰撞的分類102

52動能103

53內能105

54封閉系統108

55彈性碰撞112

56非彈性碰撞115

57能量守恆116

58分離118

第6章相對性原理121

61運動的相對性122

62慣性參考系124

63相對性原理126

64零動量參考系130

65伽利略相對性133

66質心137

67可轉化動能142

68守恆定律和相對性145

第7章相互作用148

71相互作用的效果149

72勢能152

73能量耗散153

74源能量156

75相互作用範圍158

76基本相互作用160

77相互作用和加速度164

78無耗散相互作用165

79地面附近的勢能168

710耗散相互作用171

第8章力176

81動量和力177

82力的相互作用178

83力的分類180

84平動平衡181

85分體受力圖182

86彈簧和張力184

87運動方程188

88重力191

89胡克定律192

810衝量194

811兩體相互作用196

812多體相互作用198

第9章功202

91力位移203

92正功和負功204

93能量圖206

94系統的選擇208

95對單個質點所做的功213

96對多個質點構成的系統所做的功216

97變力與分布力220

98功率223

第10章平面運動226

101直線運動是一個相對概念227

102平面矢量228

103力的分解231

104摩擦力234

105功和摩擦力235

106矢量代數238

107二維拋體運動240

108二維碰撞和動量242

109功的標量積表達式243

1010摩擦係數248

第11章圓周運動254

111勻速圓周運動255

112力與圓周運動259

113轉動慣量262

114轉動運動學264

115角動量269

116延伸物體的轉動慣量274

第12章力矩281

121力矩和角動量282

122自由轉動285

123擴展性分體受力圖286

124轉動的矢量性質288

125角動量守恆293

126滾動297

127力矩和能量302

128矢積304

第13章引力308

131萬有引力309

132引力和角動量314

133重量317

134等效原理320

135引力常量325

136引力勢能326

137天體力學329

138球體產生的萬有引力334

第14章狹義相對論337

141時間的測量338

142同時的相對性341

143時空間隔345

144物質與能量350

145鐘慢效應355

146尺縮效應360

147動量守恆364

148能量守恆368

第15章周期性運動374

151周期性運動和能量375

152簡諧運動377

153傅里葉定理379

154簡諧運動的回復力381

155簡諧振子的能量385

156簡諧運動和彈簧389

157回復力矩393

158阻尼振動396

第16章一維波400

161波的圖形表示401

162波的傳播404

163波的疊加409

164邊界效應411

165波函數416

166駐波421

167波速424

168波的能量傳遞426

169波動方程429

第17章二維波和三維波433

171波陣面434

172聲波436

173干涉439

174衍射445

175波的強度448

176拍451

177多普勒效應454

178衝擊波459

第18章流體463

181流體中的力464

182浮力469

183流471

184表面效應475

185壓強與重力482

186流體中的壓強487

187伯努利方程491

188黏度與表面張力494

第19章熵501

191態502

192能量均分505

193空間均分507

194向概然態演化509

195熵與體積的關係514

196熵與能量的關係519

197單原子分子理想氣體的性質523

198單原子分子理想氣體的熵526

第20章熱能的傳輸529

201熱交換530

202溫度的測量534

203熱容537

204PV圖與熱力學過程541

205功與能547

206理想氣體的等體過程與絕熱

過程549

207理想氣體的等壓過程與等溫

過程551

208理想氣體的熵變555

209液體與固體的熵變559

第21章能量的退化562

211能量的轉化563

212能量的品質566

213熱機與熱泵570

214熱力學循環575

215能量傳輸中的熵變580

216熱機效率583

217卡諾循環587

218布雷頓循環589

第22章電相互作用593

221靜電594

222電荷595

223載流子的移動598

224電荷的極化602

225庫侖定律606

226電荷連續分布時靜電力的

計算610

第23章電場615

231電場模型616

232電場圖618

233電場的疊加原理619

234電場和靜電力622

235帶電粒子的電場626

236電偶極子627

237連續分布電荷的電場629

238電場中的電偶極子634

第24章高斯定理639

241電場線640

242電場線密度642

243閉合曲面643

244對稱性與高斯面645

245帶電導體648

246電通量652

247高斯定理的推導654

248高斯定理的應用656

第25章靜電學中的功和能663

251電勢能664

252靜電力的功665

253等勢667

254靜電場中的功和能671

255電勢差674

256電荷連續分布時電勢的計算680

257由電勢求電場強度682

第26章電荷的分離和儲存685

261電荷的分離686

262電容器688

263電介質692

264原電池和電池694

265電容697

266電場能和電動勢700

267相對介電常數703

268有電介質存在時的高斯定理707

第27章磁相互作用710

271磁性711

272磁場713

273電荷運動與磁場715

274磁力的相對性718

275電流與磁場723

276磁通量725

277帶電粒子在電磁場中的運動727

278電力和磁力的相對性731

第28章運動電荷產生的磁場735

281磁場的來源736

282載流線圈與自旋磁性737

283磁偶極矩和力矩739

284安培環路742

285安培環路定理746

286螺線管和螺繞環749

287電流產生的磁場752

288運動電荷產生的磁場755

第29章變化的磁場759

291導體在磁場中的運動760

292法拉第定律762

293伴隨著變化磁場產生的電場763

294楞次定律764

295感應電動勢769

296伴隨著變化磁場產生的電場773

297自感775

298磁能777

第30章變化的電場781

301伴隨著變化電場產生的磁場782

302運動電荷的場785

303振蕩電偶極子和天線788

304位移電流794

305麥克斯韋方程組798

306電磁波801

307電磁場的能量806

第31章電路811

311基本電路812

312電流與電阻814

313節點與多迴路816

314導體內的電場819

315電阻和歐姆定律824

316單迴路電路828

317多迴路電路833

318電路的功率838

第32章電子學842

321交變電流843

322交流電路845

323半導體849

324二極體晶體管邏輯門851

325電抗857

326RC串聯電路和RLC串聯電路862

327共振869

328交流電路的功率871

第33章光線光學875

331光線876

332吸收透射反射877

333折射和散射880

334成像884

335折射定律891

336薄透鏡和光學儀器894

337球面鏡901

338透鏡設計公式904

第34章波動光學和粒子光學908

341光的衍射909

342衍射光柵911

343X射線衍射914

344物質波918

345光子919

346多縫干涉923

347薄膜干涉928

348單縫衍射930

349圓孔和解析度極限931

3410光子的能量和動量935

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目錄

作者簡介

前言

第1章緒論1

第2章一維運動16

第3章加速度34

第4章動量51

第5章能量69

第6章相對性原理86

第7章相互作用105

第8章力124

第9章功145

第10章平面運動165

第11章圓周運動189

第12章力矩209

第13章引力232

第14章狹義相對論248

第15章周期性運動267

第16章一維波286

第17章二維波和三維波303

第18章流體317

第19章熵338

第20章熱能的傳輸355

第21章能量的退化373

第22章電相互作用393

第23章電場409

第24章高斯定理427

第25章靜電學中的功和能449

第26章電荷的分離和儲存467

第27章磁相互作用483

第28章運動電荷產生的磁場503

第29章變化的磁場526

第30章變化的電場548

第31章電路566

第32章電子學590

第33章光線光學612

第34章波動光學和粒子光學635

附錄A符號A-1

附錄B數學知識回顧A-11

附錄C國際單位、有用數據，以及換算關係A-17

習題答案（奇數題號）A-21

作者介紹：

埃里克·馬祖爾是哈佛大學物理與應用物理學「巴爾坎斯基」講席教授，應用物理方向的負責人。他是光學和教育學領域的科學家，同時也是廣受歡迎的作家和演說家。

在荷蘭萊頓大學獲得博士學位後，馬祖爾教授赴哈佛大學工作。2012年，他被巴黎綜合理工大學和蒙特利爾大學授予榮譽博士學位。他是荷蘭皇家科學院院士，還是中國科學院半導體研究所、北京工業大學激光工程研究院和北京師範大學的榮譽教授。

馬祖爾教授曾在卡內基梅隆大學、俄亥俄州立大學、賓夕法尼亞州立大學、普林斯頓大學、范德比爾特大學、香港大學、比利時魯汶大學和台灣大學等多所高校擔任客座教授或傑出講師職務。

除了光學之外，馬祖爾教授還對教育、科技政策、科技應用以及公共科學教育等領域甚感興趣。1990年，他提出了同伴教學法，將互動式教學運用於大班教學中。後來，這種教學方法在美國國內和國際上廣為傳播，其他許多學科也將這一方法應用於教學實踐之中。

馬祖爾教授的著述包括250餘篇論文和專著以及20餘項。他在教育學方面的著作Peer Instruction：A User』s Manual（Pearson，1997）介紹了在大班實現互動式教學的方法。2006年，在他的幫助下，獲獎DVD《交互教學》（Interactive Teaching）錄製完成。此外，他還是教學平台「Learning Catalytics」的創始人之一，該教學平台能在課堂教學中通過互動式教學提高學生的解題能力。中文版《同伴教學法：大學物理教學指南》已由機械工業出版社出版。