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今日物理趣闻A 基本粒子 1

A.1 粒子的发现与特征 1

A.2 粒子分类 2

A.3 粒子的转化与守恒定律 4

A.4 夸克 5

A.5 色 6

A.6 粒子研究与技术 8

第1篇 力学 13

第1章 质点运动学 13

1.1 参考系 13

1.2 质点的位矢、位移和速度 17

1.3 加速度 21

1.4 匀加速运动 25

1.5 抛体运动 27

1.6 圆周运动 30

1.7 相对运动 34

提要 36

思考题 37

习题 38

科学家介绍 伽利略 41

第2章 运动与力 43

2.1 牛顿运动定律 43

2.2 常见的几种力 47

2.3 基本的自然力 50

2.4 应用牛顿定律解题 52

2.5 非惯性系与惯性力 57

2.6 科里奥利力 60

2.7 潮汐 63

提要 67

思考题 68

习题 70

科学家介绍 牛顿 76

今日物理趣闻B 混沌——决定论的混乱 78

B.1 决定论的可预测性 78

B.2 决定论的不可预测性 78

B.3 对初值的敏感性 80

B.4 几个混沌现象实例 81

第3章 动量与角动量 84

3.1 冲量与动量定理 84

3.2 动量守恒定律 87

3.3 火箭飞行原理 90

3.4 质心 91

3.5 质心运动定理 93

3.6 质点的角动量和角动量定理 97

3.7 角动量守恒定律 99

3.8 质点系的角动量定理 101

3.9 质心参考系中的角动量 103

提要 104

思考题 105

习题 106

科学家介绍 开普勒 109

第4章 功和能 110

4.1 功 110

4.2 动能定理 113

4.3 势能 116

4.4 引力势能 118

4.5 由势能求保守力 120

4.6 机械能守恒定律 121

4.7 守恒定律的意义 127

4.8 碰撞 128

4.9 两体问题 133

4.10 流体的稳定流动 135

4.11 伯努利方程 136

提要 140

思考题 141

习题 143

今日物理趣闻C 奇妙的对称性 147

C.1 对称美 147

C.2 对称性种种 149

C.3 物理定律的对称性 150

C.4 宇称守恒与不守恒 150

C.5 自然界的不对称现象 152

C.6 关于时间的对称性 153

第5章 刚体的转动 155

5.1 刚体转动的描述 155

5.2 转动定律 157

5.3 转动惯量的计算 159

5.4 转动定律的应用 162

5.5 角动量守恒 165

5.6 转动中的功和能 168

5.7 进动 172

提要 174

思考题 175

习题 177

第6章 狭义相对论基础 181

6.1 牛顿相对性原理和伽利略变换 181

6.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变 184

6.3 同时性的相对性和时间延缓 185

6.4 长度收缩 189

6.5 洛伦兹坐标变换 191

6.6 相对论速度变换 195

6.7 相对论质量 197

6.8 力和加速度的关系 200

6.9 相对论动能 201

6.10 相对论能量 202

6.11 动量和能量的关系 205

6.12 相对论力的变换 208

提要 209

思考题 210

习题 211

科学家介绍 爱因斯坦 214

今日物理趣闻D 弯曲的时空——广义相对论简介 216

D.1 等效原理 216

D.2 光线的偏折和空间弯曲 218

D.3 广义相对论 219

D.4 引力时间延缓 221

D.5 引力波 222

D.6 黑洞 224

今日物理趣闻E 大爆炸和宇宙膨胀 226

E.1 现时的宇宙 226

E.2 宇宙膨胀和大爆炸 227

E.3 从大爆炸到今天 229

E.4 宇宙的未来 232

E.5 至大和至小的理论结合起来了 235

第2篇 电磁学 239

第7章 静电场 239

7.1 电荷 239

7.2 库仑定律与叠加原理 242

7.3 电场和电场强度 244

7.4 静止的点电荷的电场及其叠加 246

7.5 电场线和电通量 251

7.6 高斯定律 253

7.7 利用高斯定律求静电场的分布 254

提要 258

思考题 259

习题 260

第8章 电势 264

8.1 静电场的保守性 264

8.2 电势差和电势 266

8.3 电势叠加原理 268

8.4 电势梯度 271

8.5 电荷在外电场中的静电势能 273

8.6 电荷系的静电能 274

8.7 静电场的能量 276

提要 278

思考题 279

习题 279

第9章 静电场中的导体 283

9.1 导体的静电平衡条件 283

9.2 静电平衡的导体上的电荷分布 284

9.3 有导体存在时静电场的分析与计算 285

9.4 静电屏蔽 287

9.5 唯一性定理 288

提要 291

思考题 291

习题 292

今日物理趣闻F 大气电学 294

F.1 晴天大气电场 294

F.2 雷暴的电荷和电场 296

F.3 闪电 299

第10章 静电场中的电介质 302

10.1 电介质对电场的影响 302

10.2 电介质的极化 303

10.3 D的高斯定律 306

10.4 电容器和它的电容 310

10.5 电容器的能量 313

提要 315

思考题 316

习题 316

第11章 恒定电流 321

11.1 电流和电流密度 321

11.2 恒定电流与恒定电场 323

11.3 欧姆定律和电阻 324

11.4 电动势 327

11.5 有电动势的电路 328

11.6 电容器的充电与放电 331

11.7 电流的一种经典微观图像 332

提要 335

思考题 336

习题 336

第12章 磁场和它的源 339

12.1 磁力与电荷的运动 339

12.2 磁场与磁感应强度 340

12.3 毕奥-萨伐尔定律 343

12.4 匀速运动点电荷的磁场 348

12.5 安培环路定理 349

12.6 利用安培环路定理求磁场的分布 352

12.7 与变化电场相联系的磁场 354

12.8 电场和磁场的相对性和统一性 357

提要 358

思考题 359

习题 360

科学家介绍 麦克斯韦 363

第13章 磁力 366

13.1 带电粒子在磁场中的运动 366

13.2 霍尔效应 368

13.3 载流导线在磁场中受的磁力 370

13.4 载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩 371

13.5 平行载流导线间的相互作用力 374

提要 376

思考题 377

习题 378

今日物理趣闻G 等离子体 383

G.1 物质的第四态 383

G.2 等离子体内的磁场 385

G.3 磁场对等离子体的作用 386

G.4 热核反应 387

G.5 等离子体的约束 388

G.6 冷聚变 391

第14章 磁场中的磁介质 392

14.1 磁介质对磁场的影响 392

14.2 原子的磁矩 393

14.3 磁介质的磁化 396

14.4 H的环路定理 398

14.5 铁磁质 400

14.6 简单磁路 404

提要 405

思考题 406

习题 407

第15章 电磁感应 410

15.1 法拉第电磁感应定律 410

15.2 动生电动势 412

15.3 感生电动势和感生电场 415

15.4 互感 417

15.5 自感 419

15.6 磁场的能量 421

提要 423

思考题 424

习题 425

科学家介绍 法拉第 428

今日物理趣闻H 超导电性 431

H.1 超导现象 431

H.2 临界磁场 432

H.3 超导体中的电场和磁场 433

H.4 第二类超导体 434

H.5 BCS理论 435

H.6 约瑟夫森效应 436

H.7 超导在技术中的应用 438

H.8 高温超导 439

第16章 麦克斯韦方程组和电磁辐射 441

16.1 麦克斯韦方程组 441

16.2 加速电荷的电场 444

16.3 加速电荷的磁场 446

16.4 电磁波的能量 448

16.5 同步辐射 451

16.6 电磁波的动量 453

16.7 A-B效应 454

提要 456

思考题 456

习题 457

数值表 460

习题答案 462

索引 476