本书是在全国高等学校大力推进新工科建设的大背景下，基于教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会制定的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010年版）编写而成的，内容包括热学、振动与波动、光学和近代物理等。本书的主要特点是：加强了一些培养工科学生所普遍需要的物理学内容及其与高新技术和日常生活的联系，并引入了研究性教学理念；引导学生运用物理学的思维方式进行思考和探索；内容、例题和课后作业的取材注重与当今科学技术和日常生活相结合，以激发学生的学习兴趣；内容的展现努力与当今学生的认知规律和思维习惯相适应，注重内容与叙述的生动性、趣味性，让物理学内容鲜活起来；力求语言通俗易懂，便于阅读，助力学生自主学习。各章最后还设有自主探索研究项目，让学生可以利用身边的物品，如手机、笔记本计算机等，搭建研究条件，自主探索、研究有趣的物理现象。 本书为高等学校工科各专业大学物理基础课程的教材，也可供理科非物理学类专业学生和社会读者参考。

前言
热学
第8章 热学概论
8.1 热学的研究对象与研究方法
8.1.1 热学的研究对象
8.1.2 热学的研究方法
8.2 平衡态与状态参量
8.2.1 热力学系统
8.2.2 平衡态与非平衡态
8.2.3 状态参量温度与热量
8.2.4 物态方程
8.3 物质的热性质
8.3.1 物质的相与相变
8.3.2 物质的热行为
课后作业
自主探究研究项目——自制温度计
第9章 分子动理论
9.1 物质的微观模型
9.1.1 物质微观模型的三个要点
9.1.2 理想气体的微观模型
9.2 理想气体的压强
9.2.1 单位时间内碰撞在单位面积器壁上的平均分子数
9.2.2 理想气体的压强公式
9.2.3 气体分子的平均平动动能
9.2.4 温度的微观解释
9.3 气体分子热运动速度、速率和能量的统计分布
9.3.1 气体分子热运动速度分布函数麦克斯韦速度分布函数
9.3.2 麦克斯韦速率分布函数
9.3.3 麦克斯韦-玻耳兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布
9.3.4 能量按自由度均分定理
9.4 气体内的输运过程
9.4.1 输运过程的宏观规律
9.4.2 输运过程的微观解释
课后作业
自主探索研究项目——碳粉在水中的布朗运动
第1O章 热力学基础
1O.1 热力学第一定律
1O.1.1 热力学第一定律的内涵
10.1.2 准静态过程热力学第一定律的数学表达式
1O.2 热力学第一定律在理想气体中的应用
1O.2.1 理想气体的内能与焓
10.2.2 理想气体在典型准静态过程中的功热量与内能
1O.2.3 循环过程与卡诺循环
1O.3 热力学第二定律与卡诺定律
1O.3.1 热力学第二定律
1O.3.2 卡诺定律与热力学温标
1O.4 熵、熵增加原理及玻耳兹曼关系
10.4.1 熵函数
10.4.2 熵增加原理与热力学第二定律数学表达式
1O.4.3 熵与热力学概率玻耳兹曼关系
1O.5 热力学第三定律
课后作业
自主探索研究项目——自制斯特林热机振动与波动
第11章 振动
11.1 简谐振动
11.1.1 简谐振动的运动学描述
11.1.2 简谐振动的动力学方程
11.1.3 简谐振动的能量
11.1.4 简谐振动的合成
11.2 阻尼振动
11.3 受迫振动
课后作业
自主探究研究项目——计步器的原理
第12章 波动
12.1 机械波的产生和传播
12.2 简谐机械波
12.2.1 简谐机械波的描述
12.2.2 波动方程
12.2.3 弹性介质中的波速
12.2.4 能量和强度
12.3 惠更斯原理及其应用
12.3.1 惠更斯原理
12.3.2 波的反射
12.3.3 波的折射
12.3.4 波的衍射
12.4 波的叠加
12.4.1 波的干涉
12.4.2 驻波
12.5 声波的多普勒效应
课后作业
自主探索研究项目——水波
光学
第13章 波动光学
13.1 光的干涉
13.1.1 干涉的基本原理
13.1.2 分波前干涉
13.1.3 分振幅干涉
13.2 光的衍射
13.2.1 衍射的基本原理
13.2.2 单缝衍射
13.2.3 圆孔衍射
13.2.4 光栅衍射
13.2.5 晶体衍射
13.3 光的偏振
13.3.1 光的偏振状态
13.3.2 起偏和检偏马吕斯定律
13.3.3 反射光和折射光的偏振布儒斯特定律
13.3.4 晶体中的双折射
课后作业
自主探究研究项目——光芒
第14章 几何光学
14.1 光的传播规律
14.2 反射的基本原理
14.2.1 平面上的反射
14.2.2 球面上的反射
14.3 折射的基本原理
14.3.1 平面上的折射
14.3.2 球面上的折射
14.3.3 薄透镜
14.3.4 理想光学系统的组合
14.4 光学仪器的基本原理
14.4.1 眼睛
14.4.2 放大镜
14.4.3 显微镜
14.4.4 望远镜
14.4.5 照相机
课后作业
自主探究研究项目——水透镜
近代物理
第15章 相对论初步
15.1 牛顿相对性原理
15.2 狭义相对论的基本原理洛伦兹变换
15.2.1 狭义相对论的基本原理
15.2.2 洛伦兹变换
15.3 狭义相对论的时空观
15.3.1 “同时”的相对性
15.3.2 时间延缓
15.3.3 长度收缩
15.4 相对论速度变换
15.5 狭义相对论的动力学基础
15.5.1 动量、质量与速度的关系
15.5.2 质量与能量的关系
15.5.3 动量与能量的关系
课后作业
第16章 原子位形
16.1 电子的发现
16.2 卢瑟福模型
16.2.1 卢瑟福模型的提出
16.2.2 卢瑟福散射公式
16.2.3 行星模型的意义及困难
课后作业