物理之所以能成為很多工程專業(yè)的必修基礎(chǔ)科目，是因?yàn)楹芏嗉夹g(shù)都來(lái)源于物理的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展。即使在技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)代，物理的新發(fā)現(xiàn)或者新進(jìn)展，都會(huì)給技術(shù)創(chuàng)新帶來(lái)無(wú)限的動(dòng)力，它可以說(shuō)是技術(shù)革命的源動(dòng)力。但是，實(shí)際上物理課程學(xué)習(xí)帶給人的不只是實(shí)用意義。更為重要的是通過(guò)物理學(xué)習(xí)，學(xué)到科學(xué)精神，學(xué)到物理思想和方法，學(xué)到很多處理問(wèn)題的智慧。通過(guò)物理學(xué)習(xí)，可以提高推理能力，學(xué)會(huì)理性思考，養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣。學(xué)習(xí)物理，不只是學(xué)習(xí)哪個(gè)定律，或者哪個(gè)定理、哪個(gè)結(jié)論如何。更為重要的是，通過(guò)物理學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)如何思考，如何分析、解決問(wèn)題。甚至可以學(xué)習(xí)如何建立理論框架，搭建學(xué)科體系。
張三慧先生編著的《大學(xué)物理學(xué)》包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和量子物理五篇，作為教材被國(guó)內(nèi)各大院校廣泛采用，是學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的經(jīng)典教材。這套教材的主題風(fēng)格是其科學(xué)性和系統(tǒng)性，準(zhǔn)確流暢地?cái)⑹鑫锢韮?nèi)容，由表及里、由淺入深地分析物理問(wèn)題，深刻地挖掘物理思想，宣揚(yáng)物理精神，其中也不乏對(duì)民族文化的自信。本書(shū)在講述物理過(guò)程時(shí)，追求邏輯的嚴(yán)密性，但也不乏靈活通俗的講解。不僅適用于像清華大學(xué)學(xué)生這樣普通物理基礎(chǔ)比較扎實(shí)的群體，也適用于其他具有微積分基礎(chǔ)的普通物理初學(xué)者。比如，運(yùn)動(dòng)學(xué)就是從最基本的參考系講起，介紹位移、速度、加速度等基本概念。介紹力的時(shí)候，既有像摩擦力、彈性力等常見(jiàn)力，也介紹四種基本力。也有不少篇幅介紹引潮力，解釋各種自然現(xiàn)象。所以，這是一套適用面比較寬闊的教材。
課后習(xí)題也是本教材的一個(gè)特色。習(xí)題豐富，不僅有為初學(xué)者練習(xí)編寫(xiě)的題目，也有些題目的難度對(duì)于有一定普通物理基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者而言仍具有挑戰(zhàn)性。通過(guò)習(xí)題可以加深理解，掌握方法。另外書(shū)中還附有很多思考題，需要認(rèn)真思考和分析。同學(xué)們也可以用來(lái)互相討論。
根據(jù)需要本教材隔一段時(shí)間會(huì)做一些修訂，這次修訂工作也同往常一樣，得到了使用教材師生的大力支持，得到很多反饋意見(jiàn)。根據(jù)這些反饋意見(jiàn)，本次修訂我們將延續(xù)本書(shū)的原有特點(diǎn)，繼續(xù)貫徹原作者寫(xiě)書(shū)時(shí)的意圖，基本保留原書(shū)的風(fēng)貌，只是針對(duì)少數(shù)不合理的文字描述以及排版錯(cuò)誤等進(jìn)行修改。比較大的變動(dòng)是把原來(lái)科學(xué)家的故事和今日物理趣聞的閱讀材料全部刪除，可通過(guò)二維碼掃描進(jìn)行擴(kuò)展閱讀。并且增加了很多知識(shí)點(diǎn)講解的微視頻。這次修訂工作由清華大學(xué)物理系的三位教師合作完成。安宇負(fù)責(zé)力學(xué)和電磁學(xué)部分；阮東負(fù)責(zé)熱學(xué)和光學(xué)部分；李巖松負(fù)責(zé)振動(dòng)和波動(dòng)、狹義相對(duì)論和量子物理部分。
我們希望能繼續(xù)聽(tīng)到教師和學(xué)生關(guān)于本教材的修改建議和批評(píng)意見(jiàn)，通過(guò)以后的修訂工作使教材不斷完善。

安宇阮東李巖松2024年6月于清華園前言第5版前言這部《大學(xué)物理學(xué)》（第三版）含力學(xué)篇、熱學(xué)篇，電磁學(xué)篇、光學(xué)篇和量子物理篇，共5篇。按照篇章的組織順序，本套教材又分為兩個(gè)版本，稱為A版和B版。A版分為3冊(cè)，第1冊(cè)為《力學(xué)、熱學(xué)》，第2冊(cè)為《電磁學(xué)》（或《基于相對(duì)論的電磁學(xué)》，二選其一），第3冊(cè)為《光學(xué)、量子物理》。B版分為2冊(cè)，第1冊(cè)為《力學(xué)、電磁學(xué)》，第2冊(cè)為《熱學(xué)、光學(xué)、量子物理》。讀者可根據(jù)實(shí)際教學(xué)和學(xué)習(xí)的需要，選擇使用A版或B版；其中A版中的第2冊(cè)又分為兩個(gè)版本《電磁學(xué)》或《基于相對(duì)論的電磁學(xué)》，選用A版的讀者可選擇其中一個(gè)版本使用。本冊(cè)為A版的第1冊(cè)《力學(xué)、熱學(xué)》。
本書(shū)內(nèi)容完全涵蓋了2006年我國(guó)發(fā)布的非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程基本要求。書(shū)中各篇對(duì)物理學(xué)的基本概念與規(guī)律進(jìn)行了正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規(guī)律和概念為基礎(chǔ)，推演出相應(yīng)的概念與規(guī)律。筆者認(rèn)為，在教學(xué)上應(yīng)用這種演繹邏輯更便于學(xué)生從整體上理解和掌握物理課程的內(nèi)容。
力學(xué)篇是以牛頓定律為基礎(chǔ)展開(kāi)的。除了直接應(yīng)用牛頓定律對(duì)問(wèn)題進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析外，還引入了動(dòng)量、角動(dòng)量、能量等概念，并著重講解相應(yīng)的守恒定律及其應(yīng)用。除慣性系外，還介紹了利用非慣性系解題的基本思路，剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、波動(dòng)這三章內(nèi)容都是上述基本概念和定律對(duì)于特殊系統(tǒng)的應(yīng)用。狹義相對(duì)論的講解以兩條基本假設(shè)為基礎(chǔ)，從同時(shí)性的相對(duì)性這一關(guān)鍵的和革命的（楊振寧語(yǔ)）概念出發(fā)，逐漸展開(kāi)得出各個(gè)重要結(jié)論。這種講解可以比較自然地使學(xué)生從物理上而不只是從數(shù)學(xué)上弄懂狹義相對(duì)論的基本結(jié)論。
熱學(xué)篇的講述是以微觀的分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性這一基本概念為基礎(chǔ)的。除了闡明經(jīng)典力學(xué)對(duì)分子運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用外，特別引入并加強(qiáng)了統(tǒng)計(jì)概念和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，包括麥克斯韋速率分布律的講解。對(duì)熱力學(xué)第一定律也闡述了其微觀意義。對(duì)熱力學(xué)第二定律是從宏觀熱力學(xué)過(guò)程的方向性講起，說(shuō)明方向性的微觀根源，并利用熱力學(xué)概率定義了玻耳茲曼熵并說(shuō)明了熵增加原理，然后再進(jìn)一步導(dǎo)出克勞修斯熵及其計(jì)算方法。這種講法最能揭露熵概念的微觀本質(zhì)，也便于理解熵概念的推廣應(yīng)用。
電磁學(xué)篇按照傳統(tǒng)講法，講述電磁學(xué)的基本理論，包括靜止和運(yùn)動(dòng)電荷的電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)電荷和電流的磁場(chǎng)，介質(zhì)中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)，電磁波等�；�于相對(duì)論的電磁學(xué)篇中電磁學(xué)的講法則是以愛(ài)因斯坦的《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》為背景，完全展現(xiàn)了帕塞爾教授講授電磁學(xué)的思路從愛(ài)因斯坦到麥克斯韋，以場(chǎng)的概念和高斯定律為基礎(chǔ)，根據(jù)狹義相對(duì)論演繹地引入磁場(chǎng)，并進(jìn)而導(dǎo)出麥克斯韋方程組其他方程。這種講法既能滿足教學(xué)的基本要求，又充分顯示了電磁場(chǎng)的統(tǒng)一性，從而使學(xué)生體會(huì)到自然規(guī)律的整體性以及物理理論的和諧優(yōu)美。電磁學(xué)的講述未止于麥克斯韋方程組，而是繼續(xù)講述了電磁波的發(fā)射機(jī)制及其傳播特征等。
光學(xué)篇以電磁波和振動(dòng)的疊加的概念為基礎(chǔ)，講述了光的干涉和衍射的規(guī)律。第24章光的偏振講述了電磁波的橫波特征。然后，根據(jù)光的波動(dòng)性在特定條件下的近似特征直線傳播，講述了幾何光學(xué)的基本定律及反射鏡和透鏡的成像原理。
第三版前言第三版前言以上力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)各篇的內(nèi)容基本上都是經(jīng)典理論，但也在適當(dāng)?shù)胤酱┎辶肆孔永碚摰母拍詈徒Y(jié)論以便相互比較。
量子物理篇是從波粒二象性出發(fā)以定態(tài)薛定諤方程為基礎(chǔ)講解的。介紹了原子、分子和固體中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及核物理的知識(shí)。關(guān)于教學(xué)要求中的擴(kuò)展內(nèi)容，如基本粒子和宇宙學(xué)的基本知識(shí)是在今日物理趣聞A和今日物理趣聞C欄目中作為現(xiàn)代物理學(xué)前沿知識(shí)介紹的。
本書(shū)除了5篇基本內(nèi)容外，還開(kāi)辟了今日物理趣聞欄目，介紹物理學(xué)的近代應(yīng)用與前沿發(fā)展，而科學(xué)家介紹欄目用以提高學(xué)生素養(yǎng)，鼓勵(lì)成才。
本書(shū)各章均配有思考題和習(xí)題，以幫助學(xué)生理解和掌握已學(xué)的物理概念和定律或擴(kuò)充一些新的知識(shí)。這些題目有易有難，絕大多數(shù)是實(shí)際現(xiàn)象的分析和計(jì)算。題目的數(shù)量適當(dāng)，不以多取勝。也希望學(xué)生做題時(shí)不要貪多，而要求精，要真正把做過(guò)的每一道題從概念原理上搞清楚，并且用盡可能簡(jiǎn)潔明確的語(yǔ)言、公式、圖像表示出來(lái)，需知，對(duì)一個(gè)科技工作者來(lái)說(shuō)，正確地書(shū)面表達(dá)自己的思維過(guò)程與成果也是一項(xiàng)重要的基本功。
本書(shū)在保留經(jīng)典物理精髓的基礎(chǔ)上，特別注意加強(qiáng)了現(xiàn)代物理前沿知識(shí)和思想的介紹。本書(shū)內(nèi)容取材在注重科學(xué)性和系統(tǒng)性的同時(shí)，還注重密切聯(lián)系實(shí)際，選用了大量現(xiàn)代科技與我國(guó)古代文明的資料，力求達(dá)到經(jīng)典與現(xiàn)代，理論與實(shí)際的完美結(jié)合。
本書(shū)在量子物理篇中專門(mén)介紹了近代（主要是20世紀(jì)30年代）物理知識(shí)，并在其他各篇適當(dāng)介紹了物理學(xué)的最新發(fā)展，同時(shí)為了在大學(xué)生中普及物理學(xué)前沿知識(shí)以擴(kuò)大其物理學(xué)背景，在今日物理趣聞專欄中，分別介紹了基本粒子混沌決定論的混亂大爆炸和宇宙膨脹能源與環(huán)境等離子體超導(dǎo)電性激光應(yīng)用二例新奇的納米技術(shù)等專題。這些都是現(xiàn)代物理學(xué)以及公眾非常關(guān)心的題目。本書(shū)所介紹的趣聞?dòng)械囊焉煺沟阶罱鼛啄甑陌l(fā)現(xiàn)，這些趣聞很受學(xué)生的歡迎，他們拿到新書(shū)后往往先閱讀這些內(nèi)容。
物理學(xué)很多理論都直接聯(lián)系著當(dāng)代科技乃至人們的日常生活。教材中列舉大量實(shí)例，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又有助于對(duì)物理概念和定律的深刻理解以及創(chuàng)造性思維的啟迪。本書(shū)在例題、思考題和習(xí)題部分引用了大量的實(shí)例，特別是反映現(xiàn)代物理研究成果和應(yīng)用的實(shí)例，如全球定位系統(tǒng)、光盤(pán)、宇宙探測(cè)、天體運(yùn)行、雷達(dá)測(cè)速、立體電影等，同時(shí)還大量引用了我國(guó)從古到今技術(shù)上以及生活上的有關(guān)資料，例如古籍《宋紀(jì)要》關(guān)于客星出沒(méi)的記載，北京天文臺(tái)天線陣、長(zhǎng)征火箭、神舟飛船、天壇祈年殿、黃果樹(shù)瀑布、阿迪力走鋼絲、本人抖空竹、1976年唐山地震、1988年特大洪災(zāi)等。這些例子體現(xiàn)了民族文化，可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理的親切感，而且有助于學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任心的提升。
物理教學(xué)除了授業(yè)外，還有育人的任務(wù)。為此本書(shū)介紹了十幾位科學(xué)大師的事跡，簡(jiǎn)要說(shuō)明了他們的思想境界、治學(xué)態(tài)度、開(kāi)創(chuàng)精神和學(xué)術(shù)成就，以之作為學(xué)生為人處事的借鑒。在此我還要介紹一下我和帕塞爾教授的一段交往。帕塞爾教授是哈佛大學(xué)教授，1952年因?qū)�核磁共振研究的成果榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。我于1977年看到他編寫(xiě)的《電磁學(xué)》，深深地為他的新講法所折服。用他的書(shū)講述兩遍后，于1987年冒然寫(xiě)信向他請(qǐng)教，沒(méi)想到很快就收到他的回信（見(jiàn)附圖）和贈(zèng)送給我的教材（第二版）及習(xí)題解答。他這種熱心幫助一個(gè)素不相識(shí)的外國(guó)教授的行為使我非常感動(dòng)。
帕塞爾《電磁學(xué)》（第二版）封面
本書(shū)第一作者與帕塞爾教授合影（1993年）

帕塞爾回信復(fù)印件
他在信中寫(xiě)道本書(shū)170171頁(yè)關(guān)于L. Page的注解改正了第一版的一個(gè)令人遺憾的疏忽。1963年我寫(xiě)該書(shū)時(shí)不知道Page那篇出色的文章，我并不認(rèn)為我的講法是原創(chuàng)的遠(yuǎn)不是這樣但當(dāng)時(shí)我沒(méi)有時(shí)間查找早先的作者追溯該講法的歷史�，F(xiàn)在既然你也喜歡這種講法，我希望你和我一道在適當(dāng)時(shí)機(jī)宣揚(yáng)Page的1912年的文章。一位物理學(xué)大師對(duì)自己的成就持如此虛心、謙遜、實(shí)事求是的態(tài)度使我震撼。另外他對(duì)自己書(shū)中的疏漏（實(shí)際上有些是印刷錯(cuò)誤）認(rèn)真修改，這種嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度和科學(xué)精神也深深地教育了我。帕塞爾這封信所顯示的作為一個(gè)科學(xué)家的優(yōu)秀品德，對(duì)我以后的為人處事治學(xué)等方面都產(chǎn)生了很大影響，始終視之為楷模追隨仿效，而且對(duì)我教的每一屆學(xué)生都要展示帕塞爾的這一封信對(duì)他們進(jìn)行教育，收到了很好的效果。
本書(shū)的撰寫(xiě)和修訂得到了清華大學(xué)物理系老師的熱情幫助（包括經(jīng)驗(yàn)與批評(píng)），也采納了其他兄弟院校的教師和同學(xué)的建議和意見(jiàn)。此外也從國(guó)內(nèi)外的著名物理教材中吸取了很多新的知識(shí)、好的講法和有價(jià)值的素材。這些教材主要有： 《新概念物理教程》（趙凱華等），F(xiàn)eyman Lectures on Physics，Berkeley Physics Course（Purcell E M, Reif F, et al.），The Manchester Physics Series（Mandl F, et al.），Physics（Chanian H C.），F(xiàn)undamentals of Physics（Resnick R），Physics（Alonso M et al.）等。
對(duì)于所有給予本書(shū)幫助的老師和學(xué)生以及上述著名教材的作者，本人在此謹(jǐn)致以誠(chéng)摯的謝意。清華大學(xué)出版社諸位編輯對(duì)第三版雜亂的原稿進(jìn)行了認(rèn)真的審閱和編輯，特在此一并致謝。

張三慧
2008年1月于清華園