一般来说美国的大学生必须要上一些基础课程,依笔者之见,物理也应该算全民必修课了。流行的是:Physics for Scientists and Engineers(with Physics NOW and InfoTrac),作者是serway。
这本书也是年代久远,应用广泛,版本繁多,多得眼花缭乱。最流行的版本是6版,分上、下两册,当然还分一册的,超级厚,那个Physics Now and info Trac是随书附赠的网络学习账号,上册包含了力学,波,热学,下册有电磁,光学,现代物理。该教材以微积分为背景,既然名字是physics for scientists and engineers,就说明其把自己定位成了理工科专业的课本。从理论上讲,要学习整四个学期来完成全部课程。
上册力学部分很简单,对中国人来说就像高中三年物理知识+微积分,该有的也都有了,然后是关于震动、波的内容。热学很薄弱,只有几章的内容。下册一开始是电磁学,从高斯定律开始,到法拉第定律,一直到麦克斯韦电磁方程。我只有一套高等教育出版社的大学物理专业用教材:《电磁学》上、下册作为参考,编排内容相似,顺序也类似。不同之处是这本书没有发挥“知其然,知其所以然”的科学精神,没有给出公式的来源,很多推导都没有。另外,这套书有些内容很薄弱,简直就是一带而过,像热学,只有三章内容,连100页都不到。还有光学,也只有四章:折射反射,几何光学,干涉,衍射。这本书的优点是例题编排得当,都是经典得不能再经典的典型例题。这书价格也不菲,159美元,但是很流行,可以容易下载到。
物理课本的选择余地非常大,An Introduction To Mechanics(力学)是又一本非常经典的物理专业课本。
这本书也是偏重于理论,我们的教授将它作为阅读材料布置,笔者也有一本,读了之后感觉回味无穷。
这本书对于公式的来源有很深入的介绍,与高教那本《力学》很相似。我个人以为既然以“力学”为标题,那么就比较偏重于物理专业的学生。国内的课本也是,非物理专业的只学“大学物理”,“普通物理”课本,很少学习“力学”,“电磁学”这样的单独分册。
这本书从向量开始,以数学为手段介绍物理,对数学的背景要求很深。然后是牛顿法则,冲量,能量,角冲量,重点不是在牛顿力学上,而是在旋转这部分,后面捎带了一章震动,外加狭义相对论,相对冲量,能量等。
这本书的最大优点是写得很流畅,让人一看就明白在说什么。作业题目是出了名地好,所有的人都对其作业题目选编赞不绝口。另外,它对数学的要求很高。所有的题目都偏难,有人号称认真做好每一道题,就踏上了物理的世界。
这本书也是一些很牛的学校的选择,MIT、caltech就不说了,另外这本书是著名的berkeley系列中的一本。总之,你要是对这本书很适应,基本上就能笑傲美国顶尖大学了。
电磁学是很重要的一部分内容,除了上面说的serway的第二册开始有半本是电磁学,但是难度还是不够,只能评为简单,深一点的课本,还是那种单独命名为“电磁学”的,如大名鼎鼎,非常流行的berkeley物理系列第二本(刚才上面提到了,那本力学算是第一册)。这本书卖103美元,还算公道,后面没有作者的名字,而一律是berkeley physics(伯克里物理),可能是集体的智慧吧。
这本书编排得很传统,第一章电荷与场,从电荷守恒,到高斯法则,第二章电势电场线,什么都有,而且不该有的也有,比如说拉普拉斯算子、拉普拉斯等式等,比较高教版的“电磁学”,很多也是没有要求到的高度。然后是导体,电流,移动电荷场,磁场,磁感,交流电路,电磁波,物体电场,物体磁场,最后是狭义相对论。在传统的编排下,每章都有大量的“作料”(大于1/3),一般的简单课本根本不会涉及到的内容,可见这本教材的要求很高。个人感觉是讲解得非常流畅,但是有大量高深的内容掺杂在其间。
这本书很流行,非常容易在网上下载到。
量子物理方面,这本Quantum Physics of Atoms,Molecules,Solids,Nuclei,and Particles(Hardcover)很有名,价格也不便宜,107美元。
这本书笔者正在看,感觉写得很好。曾经有人说第五章和第六章,关于薛定鄂方程的推导以及定态分析的内容特别精彩,看了一下,觉得的确非常有条理。书中最大的特点是将历史知识与学习内容结合起来,由历史上著名的实验推导出某个定理/公式的推导过程,真正达到了“知其然,知其所以然”的最高境界。书的写作非常流畅,读起来不会有英文上的问题。虽然我只读了一半而已,但是已经决定将来认真收藏这本书。总之最重要的是它的学术风格,脚踏实地,比国内的高教版的“量子力学”好太多了。国内的课本都很薄,只有公式没有解释,不知道为什么,没有老师简直读不懂。可是这本800多页的“量子力学”完全可供自学。
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