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绪论 1

第一部分 实物的性质和运动规律 7

第一章 牛顿力学概述 7

1.1 质点的运动状态的描述 7

1.2 质点动力学 19

习题 26

第二章 力学基本定律和非线性力学简介 28

2.1 力学的三个守恒定律 28

2.2 非线性力学简介 35

习题 38

3.1 相对论运动学 40

第三章 相对论力学 40

3.2 狭义相对论动力学 48

3.3 狭义相对论被实验事实证明的例证 52

3.4 广义相对论及其检验 54

3.5 物理学史与述评 人类对时空认识的飞跃 60

附录3.1 由牛顿的绝对时空观推导伽利略坐标变换 61

附录3.2 关于狭义相对论时空观的论证 62

附录3.3 洛伦兹变换的推导 66

习题 67

第四章 振动与波 70

4.1 谐振动 70

4.2 振子 75

4.3 非线性振动 78

4.4 简谐波 83

4.5 简谐波的干涉 85

4.6 非线性波 89

4.7 声波 超声与次声 90

习题 92

第五章 流体力学 95

5.1 理想流体的定常流动 95

5.2 黏滞流体的流动 100

5.3 物理与科技应用 生物大分子高速离心分离技术 104

5.4 多孔介质中的流体运动 106

5.5 物理与现代科技 分形与分形生物学介绍 110

5.6 物理与科技应用 生物材料流变学介绍 115

附录5.1 泊肃叶公式的推导 118

附录5.2 气体用达西定律的推导 119

习题 119

第六章 多粒子体系统计理论初步 121

6.1 经典统计的概念 121

6.2 分子平均平动动能统计分布规律 124

6.3 分子能量的统计分布 128

6.4 分子速率统计分布 133

6.5 分子碰撞的统计分布 136

习题 138

7.1 热力学第一定律 141

第七章 热物理学基础 141

7.2 热力学第一定律对理想气体的应用 145

7.3 循环过程 卡诺循环 151

7.4 制冷机 热泵应用分析 155

7.5 热力学第二定律 157

7.6 熵与熵增加原理 161

7.7 熵产生 熵流 生命系统的负熵 168

7.8 耗散结构 170

7.9 物理学史与述评 “热寂说”与宇宙的未来 175

附录7.2 不可逆过程的相互沟通的说明 177

附录7.1 理想气体绝热过程方程的推导 177

习题 179

第八章 输运过程与相变 183

8.1 气体中的输运过程 183

8.2 渗透现象 187

8.3 相变 191

8.4 液晶及其相变 197

8.5 物理与现代科技 凝聚态物理简介 201

习题 204

第九章 静电场 207

9.1 电场 电场强度 207

第二部分 电磁场运动规律 207

9.2 静电场的高斯定律 211

9.3 静电场的环路定理 电势 214

9.4 电场强度与电势的关系 218

9.5 静电场与电介质的相互作用 218

9.6 静电场的能量 221

9.7 物理与科技应用 压电效应 222

9.8 物理与科技应用 静电生物效应的应用 223

习题 225

第十章 电动势 电流与生物信号电子检测 227

10.1 电源电动势 227

10.2 接触电动势 温差电动势 228

10.3 生物膜内、外的电势差 231

10.4 电流强度与电流密度 233

10.5 欧姆定律的微分形式 234

10.6 生物信号电子检测基础 235

10.7 物理与科技应用 细胞和生物胶粒的电泳 243

10.8 物理与现代科技 细胞电场诱导融合 245

习题 246

第十一章 稳恒磁场 248

11.1 稳恒电流的磁场 毕奥-萨伐尔定律 248

11.2 稳恒磁场的基本特性 251

11.3 电磁相互作用 253

11.4 霍耳效应 256

物理与现代科技 量子霍耳效应 257

11.5 有磁介质时的安培环路定理 258

11.6 物理与科技应用 磁记录(磁带、软盘、硬盘) 260

11.7 物理与现代科技 超导及其应用 262

11.8 物理与科技应用 生物组织的磁特性 生物弱磁场的测量 267

习题 268

第十二章 交变电磁场 271

12.1 法拉第电磁感应定律 271

12.2 感应电动势与涡旋电场 273

12.3 自感与磁场能量 275

12.4 位移电流与磁场环路定理 278

12.5 麦克斯韦电磁方程组 281

12.6 物理学史与评述 “电磁现象的辩证统一论” 282

12.7 电磁辐射的产生 电磁波谱 284

12.8 物理与科技应用 微波的产生及其生物学应用 289

习题 290

第三部分 光和量子运动规律 295

第十三章 光的波动性 295

13.1 光的干涉 295

13.2 分波阵面干涉 298

13.3 分振幅干涉 301

13.4 物理与科技应用 305

13.5 迈克耳孙干涉仪 308

13.6 光的衍射 309

13.7 光学仪器的分辨率 319

13.8 光的偏振 323

13.9 椭圆偏振光和圆偏振光 波片 332

13.10 物质的旋光性及其应用 334

13.11 物理与科技应用 圆二色性(旋光色散)在生物学中的应用 336

13.12 物理与科技应用 液晶的光学性质 338

13.13 物理与科技应用 偏光显微镜 相衬显微镜 339

习题 341

14.1 热辐射与普朗克量子假说 345

第十四章 光的量子性 345

14.2 光电效应与爱因斯坦光子说 348

14.3 康普顿效应 353

14.4 光的波粒二象性 355

14.5 物理学史与述评 人类对光的本质认识的飞跃 357

习题 359

第十五章 量子力学初步 360

15.1 德布罗意波与电子衍射实验 360

15.2 不确定关系 364

15.3 薛定谔方程 366

15.4 薛定谔方程的应用——势阱和势垒 368

15.5 物理与现代科技 扫描隧道显微镜 372

15.6 原子结构的量子理论 375

15.7 原子壳层结构 380

15.8 物理与现代科技 核磁共振(NMR) 381

15.9 物理与现代科技 量子生物学简介 384

习题 386

第十六章 光谱分析原理及应用 389

16.1 光的吸收与散射 389

16.2 原子光谱 394

16.3 分子光谱 397

16.4 物理与现代科技 遥感技术及其在农、林业中的应用 401

16.5 荧光和磷光 404

16.6 X射线谱及其应用 406

习题 409

第十七章 激光的原理与应用 412

17.1 激光产生的基本原理 412

17.2 激光的特性及其与生物体作用的效应 417

17.3 激光的各种应用和农业生物学应用 419

17.4 物理与科技应用 激光全息照相 421

17.5 物理与科技应用 光盘 423

17.6 物理与现代科技 非线性光学介绍 424

习题 426

第十八章 为什么要学习物理学方法论 431

18.1 物理学方法论的意义 431

第四部分 物理学方法论 431

18.2 物理学方法论的形成和演变过程 432

18.3 认识过程中的物理学方法 435

18.4 物理学方法的分类 435

第十九章 实践性物理学方法 438

19.1 观察方法 438

19.2 实验方法 441

19.3 模拟实验方法 442

19.4 科学模型方法 443

第二十章 思维性物理学方法 445

20.1 归纳法 445

20.3 演绎法 446

20.2 类比法 446

20.4 分析和综合法 447

20.5 直觉思维方法 448

20.6 数学方法 448

20.7 假说方法 453

20.8 思想实验方法 456

20.9 基本原理方法(基本方法) 458

结束语 无所不在的物理学 458

附录 矢量的运算基础知识 460

附表1 基本物理常量1986年的推荐值 463

附表2 保留单位和标准值 463