前言



我為什么要寫這本書
面對巨大的挑戰(zhàn)很有樂趣。這是我對學物理的看法。這想法來自那一天，我曾教的一位名叫莎倫的學生（現(xiàn)已畢業(yè)）突然問我：在我的生活中，這些東西有什么用呢？當然我立即回答說：莎倫，在你的生活中每件事都和這有關這就是物理學。
她要我舉一個例子，我想來想去就是想不出一個合適的。那個晚上我就開始寫《物理學的飛行馬戲團》（John Wiley & Sons公司，1975）。這本書是為莎倫而寫，也是為我自己而寫，因為我知道她的疑問也是我的疑問。我花了六年時間認真鉆研了幾十本物理學教科書，這些書都是根據(jù)好的教學計劃認真地編寫出來的，但都缺少了某些東西。物理學是有趣的學科之一，因為它是關于自然界是怎樣運行的，但這些教科書完全沒有談到和真實自然界的任何關系，有趣的東西也都一點沒有了。
我已經(jīng)在《物理學原理》這本書中采納了從新版的《物理學的飛行馬戲團》中挑選出來的許多真實世界物理學的例子。許多材料來自我教的物理學導論課程。在這些課上，我可以從學生的面部表情和直率的評論判斷哪些材料和展示有好的效果，而哪些卻沒有。我的成功和失敗記錄是形成這本書的基礎。這里我要傳達的信息和多年前遇到莎倫以來我給我遇到過的每一位學生傳達的都同樣是：你們從基本的物理概念終究可以推導出有關真實世界的合理的結論，這種對真實世界的認識就是樂趣之所在。
我寫這本書有好幾個目標，但首要的目標是給教師提供一些工具，他們據(jù)此可以教學生如何有效地閱讀科學資料，懂得基本概念，思考科學問題，并且能夠定量地解題。無論對學生還是教師來說，這個過程并不容易。確實，使用這本書的課程或許是學生學過的所有課程中挑戰(zhàn)性的一門課。然而，它也可能是值得做的一件事，因為它揭示了所有科學和工程應用賴以實現(xiàn)的自然界的基本機理。
本書第9版的許多使用者（包括教師和學生）給我提出了改進本書的批評意見和建議。這些改進都體現(xiàn)在全書的敘述和習題中。出版商John Wiley & Sons公司和我把這本書看作不斷發(fā)展的項目并鼓勵使用者提出更多的意見。你們可以把建議、修改意見以及正面或負面的意見送交John Wiley & Sons或吉爾·沃克（通信地址：克利夫蘭州立大學物理系，Cleveland,OH 44115 USA）；或博客地址：www�眆lying circus of physics�眂om）。我們可能無法對所有的建議都做出回應，但我們會盡量保留并研究每一條建議。
哪些是新的東西？
單元和學習目標我要從這一節(jié)學習到什么？幾十年來好的學生和差的學生都問過我這個問題。問題在于，即使是一個善于思考的學生在閱讀一個小節(jié)時，對是否抓住了要點也可能會感到?jīng)]有信心�；叵肫鹞以谟玫�1版哈里德和瑞斯尼克合著的《物理學》教學年的物理學課程時也有同樣的感受。
在這一版中為使這個問題緩解一些，我在原來題目的基礎上把各章重組成概念的單元，并將各單元的學習目標列出作為每個單元的開始。這些列出的項目是對閱讀這一單元應當學到的要點和技巧的簡明表述。緊接著每一組列項是對應當學到的關鍵概念的簡明小結。例如，看一看第16章單元，學生在這一單元中要面臨一大堆的概念和名詞。我現(xiàn)在提供了明晰的檢索清單，學生可以靠自己的能力把這些概念收集和分類，它的作用就好像飛行員起飛前在跑道上滑行時要通盤核對一遍程序表格一樣。
課外作業(yè)習題和學習目標之間的關系在WileyPLUS中，每一章后面的每一個問題和習題都聯(lián)系著學習目標，要回答（通常不用說出來）這樣的問題：我為什么要做這個習題？我應該從它學到什么？通過明確一個習題的目的，我相信學生會用不同的語言但卻相同的關鍵概念把學習目標更好地轉移到其他的習題上。這種轉移有助于克服常常遇到的困難，就是學生學會了解某一特殊的習題，但卻不會把它的關鍵概念用于另一種條件下的問題。



重寫某幾章我的學生對關鍵的幾章和另外幾章中的一些方面不斷地提出建議，所以在這一版中我重寫了許多內(nèi)容。例如，我重新構思了關于高斯定律和電勢這兩章，因為原先的這兩章被證明對我的學生來說太困難了�，F(xiàn)在的表述更加流暢，并且關鍵的要點表述更加直截了當。在有關量子物理的幾章里，我擴展了薛定諤方程的范圍，包括物質波在階躍勢上的反射。遵照一些教師的要求，我將玻爾原子的討論和氫原子的薛定諤解分開，這樣就可以繞過對玻爾工作的歷史說明。還有，現(xiàn)在有了關于普朗克的黑體輻射的單元。
新的例題16個新的例題已經(jīng)被增加到各章中，這是為了突出我的學生們感到困難的一些領域。
可視圖解在WileyPLUS中可以得到這本教材的電子版，這是羅格斯大學（Rutgers University）的戴維·梅洛（David Maiullo）制作的教材中大約30幅照片和插圖的視頻。物理學中大部分是研究運動的事物，視頻常�？梢员褥o態(tài)的照片和圖片提供更佳的描述。
在線輔助WileyPLUS不僅僅是在線評分的程序，實際上它還是生動的學習中心，配有許多不同的學習輔助材料，包括實時的解題指導、鼓勵學生的嵌入式閱讀測驗、動畫、幾百道例題、大量的模擬和演示以及1500個以上的視頻，內(nèi)容從數(shù)學復習到與例題有關的微型課程。每學