和运用天积的知识,如果在前面略去未讲,可以在这里讲授,角动量守恒对许多学生来说是一个有吸引力的课题。第七章在这里,如果学生对运用微分方程有困难,应该先学习“数学附录”弹簧振子和单摆是为讲授振动这一重要课题而引入的两个简明例子,如果课时不够,关于动能和势能的平均值、阻尼运动以及受迫振动的几节,全都可以删去。实验课还可以提供这种运动的一些非常好的实例。对于那些程度较高的学生,关于非谐振子和受迫振子的“高级课题”是会有吸引力的.第八章我们认为,对刚体作一人门介绍,对于所有学生都是有益的。绕固定轴的力矩和角加速度这两个概念并不难懂,它们能使学生得到同周围现实世界的联系。本章对陀螺仪的简单分析也是有价值的,但是,介绍主轴、惯量积和转动坐标系的那些内容,在大多数力学课中慈伯应当删去,第九章有心力问题是非常重要的。有些教师也许不愿在计算球体内外引力势方面花那么多时间,这些当然可以略去,他们可能还感到积分求解,的运动方程太费事了,如果是这样,也可以删去它,他们对本章中的“高级课题”应该感到满意尽管这一章中有不少材料必要时可以珊删去,但是,花点功夫掌握它们还是很有好处的,两体问题和约化质量的概念也是很有用的,不过,如果课时不够也可以删去。第十章这一章介绍了几种测定光速的方法。对于力学课来说,这些材料并非必不可少的。不过,我们相信学生会对它感到兴趣,也可以把它指定为课外阅读材料,接着介绍了迈克耳孙-莫雷实验,在这样的力学课中,它是用来说明伽利略变换需要加以改变的最令人信服的证据:还介绍了多普勒效应,这是因为退离的多普勒效应为遥远星体的高速运动提供了证据,本章结尾用一节讨论了光速是有重物体的极限速V
度问题,以及牛顿动能公式的失效.对只能花不多时间学习狭义相对论的学生,浏览一下本章也许就够了,第十一章这一章里推导出了洛伦兹变换式,并把它们用于通常最说明狭义相对论的特征的现象,即长度收缩和时间膨胀.本章介绍了速度变换,并举出了一些例子,这一章是学习以后各章的基础,应当花足够时间认真学习,第十二章这一章利用第十一章的结果证明需要改变动量和相对论性能量的定义,最后证明了E=mc?的来源,讲授时应当着重介绍与高能粒子实验以及与高能核物理学的关系,在这个阶段,学生们也许(警如说)对核物理学只有一些模糊的认识,然而,这些例子在今天已如此普遍,讲授起来不会有任何困难,最后,关于静止质量为零的粒子的讨论,将能够回答许多机敏学生的疑问。第十兰章本章进一步深人论述了前一章提出的许多例子引人了质心系,指出了它的优点。课时不多时,这些都可以略去.学得好的学生对这些内容会感到兴趣,可以在学习其他物理课程涉及狭义相对论时作为课外阅读材料。第十四章近年来,学习广义相对论已经相当普遍,这一章就是为学习广义相对论作准备的。当然,就通常意义说,这一章内容对于狭义相对论并不是重要的,但是,有许多学生可能对于引力质量与惯性质量的差别感到兴趣,而且,几乎每个人都听说过关于广义相对论的验证问题
致学生大学物理课的头一年一向是最困难的,在第一年里,学生要接受的新思想、新概念和新方法,要比在高年级或研究院课程中还要多得多,一个学生如果清楚地理解了力学中所阐述的基本物理内容,即使他还不能在复杂情况下运用自如,他也已经克服了学习物理学的大部分的真正困难了,一个学生,如果对理解本书的某些部分感到困难,或者在解习题上遇到困难,甚至在把课文反复阅读过后也仍然如此,那他应当怎么办呢?首先,他应当回头重读高中物理课本的有关部分:这其中特别值得推荐的是《PSSC物理学》教本,《哈佛物理学》*(HarvardProjectPhysics)也很不错,然后,他应当选一本大学人门水平的物理书作参考和阅读这些书中有很多都没有用微积分,因而由于数学方面引起的困难便可以大大减少,习题,特别是看那些已做出的例题,可能是很有帮助的。最后,当他已经理解了这些较浅的书之后,他还可以找一些与本书水平相当的书来阅读,当然,他应当记住,找教师答疑解惑总是最好办法许多学生总是在数学方面感到困难,因此,除了正规学习的微积分书外,也可以阅读一些小册子,*这是美国近年来出版的两套中学物理学教材:其中PSS物理学?已有中译本,简称为物理》,由科学出版社出版,——译者xyi
符号单位科学技术中的每一成熟领域,对于其中经常出现的量都有它自已的特定单位。MeV即兆电子伏特是核物理学家使用的一个自然能量单位,于卡是化学家的能量单位,而千瓦·时是动力工程师的能量单位。理论物理学家常常爱简单地说:选择单位使光速等于1:一位从事实际工作的科学工作者不会把很多时间花在单位换算上,他对于计算中碰到的因子(如2)和正负号倒会特别留意,他也不会费很多时间去讨论单位制,因为好的科学从来就不会从单位制讨论得出来。物理学中主要采用的是高斯厘米-克-秒制(cgs)单位和国际制(SI)即米-千克-秒制(mks)单位.任何一个科学家或工程师要想顺利地阅读物理学文献,都必须熟悉这两种单位制。本书采用的是高斯厘米-克一秒制,在一些地方也提到了国际制单位;后一种单位制,直到不久前更常用的名称是米-千克-秒制或米-千克-秒-安培制,在力学问题中把厘米-克-秒制单位换成国际制是很容易的,在课文中将作说明。但是,碰到电学和磁学问题时有些麻烦。本书中对这两种单位制都作了说明,有些例题是用两种单位制解出的,二于多年前就并始提倡改用国际单位制,这件事是否会继续下去尚不清楚,不过,在现行的物理学文献中,看来采用厘米-克-秒制的文章还比较多,这就是我们在本书中保留这种单位制的理由,在这.xvii
样一本物理学教程中,我们力求能使科学家和工程师阅读期刊、特别是阅读物理学期刊时会感到容易些,物理常数- =*本书正文前印有物理常数和一些有用的物理量近似值更为精确的物理常数值可参阅最新出版的有关刊物。记号和符号一般说来,我们总是让本书中的符号和单位缩写与物理学文献中所使用的一致,它们大多是与国际习惯相符合的我们这里把本书采用的几种记号总列如下:等于近似地等于:粗略地等于1兰差不多等于数量级为恒等于8正比于这几种记号的用法还没有标准化,不过我们&R~上面给出的定义是多数物理学家都采用的,美国物理学会极力提倡在那些可能会有人用一或的地方,最好一律都采用2A之或记号表示对>,右方的东西从i一1到1=1i乙表示对两个指标i和i的双重求和。jN求和.符号i.jM或M符号表示除去一的双重求和,3数量级数量级通常理解为“出入不到10倍”。大致地去估计一下一个量的数量级,是物理学家工作和说话方式的特征。这xviii