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第一章　质点运动学 1

1-1　参考系　运动方程 1

1-2　位移　速度　加速度 3

1-3　匀加速运动 10

1-4　曲线运动的加速度 15

1-5　圆周运动的角量描述 19

1-6　相对运动 22

本章提要 24

思考题 26

习题 27

历史人物　伽利略 29

第二章　质点动力学 31

2-1　牛顿运动定律 31

2-2　基本的自然力 33

2-3　牛顿运动定律的应用 36

2-4　惯性力 40

2-5　冲量和动量定理 44

2-6　质点系　动量守恒定律 45

2-7　质心　质心运动定理 49

2-8　力矩　角动量定理 52

2-9　角动量守恒定律 55

2-10　变力做功　动能定理 55

2-11　保守力　势能 58

本章提要 62

思考题 64

习题 65

历史人物　牛顿 68

第三章　连续体力学 70

3-1　刚体的定轴转动 70

3-2　转动定律 72

3-3　转动惯量 75

3-4　转动动能 77

3-5　角动量守恒定律 79

3-6　刚体的平面运动 81

3-7　理想流体的连续性原理 86

3-8　伯努利方程 88

3-9　粘性流体的运动规律 91

本章提要 94

思考题 95

习题 96

历史人物　开普勒 98

阅读材料　火箭　卫星　航天 99

第四章　狭义相对论基础 104

4-1　力学相对性原理　伽利略变换 104

4-2　爱因斯坦相对性原理和光速不变 107

4-3　同时的相对性和时间延缓 108

4-4　长度收缩 113

4-5　洛伦兹变换 115

4-6　相对论速度变换 119

4-7　质量和能量 122

4-8　动量和能量的关系 126

本章提要 126

思考题 127

习题 128

历史人物　爱因斯坦 130

第五章　振动 132

5-1　简谐振动方程 132

5-2　简谐振动的旋转矢量表示法 136

5-3　简谐振动的能量 138

5-4　单摆　复摆和扭摆 140

5-5　阻尼振动 143

5-6　受迫振动　共振 145

5-7　同一直线上的简谐振动的合成 146

本章提要 149

思考题 150

习题 151

阅读材料　粒子的分类和构成 153

第六章　波动 155

6-1　机械波的产生 155

6-2　简谐波的波函数 156

6-3　机械波的波速 161

6-4　机械波的能量 164

6-5　惠更斯原理　波的反射和折射 167

6-6　波的叠加原理　简谐波的干涉 169

6-7　声波 176

6-8　声波的多普勒效应 179

本章提要 184

思考题 185

习题 186

历史人物　惠更斯 188

第七章　温度与传热 190

7-1　宏观描述与微观描述 191

7-2　温度的概念 192

7-3　温度计与理想气体温标 194

7-4　传热 197

7-5　理想气体物态方程 201

本章提要 202

思考题 203

习题 203

历史人物　开尔文 204

第八章　气体动理论 206

8-1　理想气体的压强公式 206

8-2　温度的微观意义 210

8-3　能量均分定理 213

8-4　麦克斯韦速率分布律 216

8-5　玻耳兹曼分布律 222

8-6　气体分子的平均自由程 224

8-7　范德瓦耳斯方程 226

本章提要 228

思考题 229

习题 231

历史人物　麦克斯韦 233

阅读材料　超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚 234

第九章　热力学基础 236

9-1　准静态过程　体积功 236

9-2　热力学第一定律 240

9-3　热容量 242

9-4　热力学第一定律对理想气体的应用 245

9-5　绝热过程 248

9-6　循环过程 251

9-7　卡诺循环 255

9-8　自发过程的方向性 258

9-9　热力学第二定律 261

9-10　可逆过程 263

9-11　平衡态的最概然性 264

9-12　熵 266

9-13　熵增加原理 271

9-14　能量的退化 274

本章提要 275

思考题 276

习题 278

历史人物　焦耳 280

阅读材料　能源漫议 281

第十章　静电场 283

10-1　静电基本规律 284

10-2　静电场　电场强度 287

10-3　静电场中的高斯定理 293

10-4　利用高斯定理求静电场的电场强度 297

10-5　静电场的环路定理　电势 300

10-6　电势的计算 303

10-7　电场强度与电势梯度的关系 306

10-8　静电场中的导体 308

10-9　电容和电容器 313

10-10　电介质对电容器电容的影响 316

10-11　电介质的极化 317

10-12　介质中的高斯定理 320

10-13　静电场的能量 322

本章提要 324

思考题 326

习题 328

历史人物　卢瑟福 330

第十一章　电流和电场 332

11-1　电流密度矢量 332

11-2　欧姆定律的微分形式 334

11-3　电动势 338

11-4　电子逸出功　温差电现象 341

11-5　生物膜电势 343

本章提要 347

思考题 348

习题 348

阅读材料　李约瑟难题 350

第十二章　恒定磁场 353

12-1　磁场及磁感应强度 353

12-2　毕奥-萨伐尔定律 355

12-3　恒定磁场的基本性质 361

12-4　磁场对运动电荷的作用 366

12-5　霍耳效应 369

12-6　磁场对载流导线的作用 371

12-7　载流平面线圈在磁场中受到的力矩 373

12-8　磁介质的磁化 376

12-9　磁化电流 378

12-10　磁介质中的高斯定理和环路定理 380

12-11　铁磁质 383

本章提要 387

思考题 388

习题 389

阅读材料　地磁场 392

第十三章　电磁感应 394

13-1　法拉第电磁感应定律 394

13-2　动生电动势 397

13-3　感生电动势 400

13-4　自感 404

13-5　互感 406

13-6　RL电路的暂态过程 408

13-7　磁场的能量 410

本章提要 413

思考题 414

习题 414

阅读材料　历史上著名的物理实验 417

第十四章　电磁场 420

14-1　非稳恒电路的安培环路定理 420

14-2　麦克斯韦方程组 424

14-3　电磁波 425

14-4　电磁波的动量 427

14-5　电磁波谱 428

本章提要 429

思考题 430

习题 430

阅读材料　物理学中的创新思维方法 431

第十五章　光的干涉 434

15-1　光的相干性 435

15-2　杨氏双缝干涉实验 436

15-3　劳埃德镜实验 439

15-4　光程和光程差 440

15-5　薄膜干涉 442

15-6　迈克耳孙干涉仪 447

本章提要 449

思考题 450

习题 450

历史人物　托马斯·杨 452

第十六章　光的衍射 454

16-1　光的衍射 454

16-2　夫琅禾费单缝衍射 455

16-3　光栅衍射 459

16-4　圆孔衍射　光学仪器的分辨本领 463

16-5　X射线衍射与结构分析 468

本章提要 470

思考题 471

习题 472

历史人物　菲涅耳 473

第十七章　光的偏振 476

17-1　光的偏振态 476

17-2　反射与折射起偏 479

17-3　双折射起偏 480

17-4　偏振片　检偏 482

17-5　偏振光的干涉　偏光显微镜 485

17-6　旋光现象 487

17-7　椭圆偏振光 489

本章提要 490

思考题 491

习题 491

阅读材料　恒星的一生 492

第十八章　量子力学基础 496

18-1　光电效应 497

18-2　康普顿效应 499

18-3　德布罗意波 502

18-4　概率波 505

18-5　海森伯不确定关系 509

18-6　薛定谔方程 512

18-7　无限深方势阱中的粒子 514

18-8　势垒 516

18-9　谐振子 520

18-10　氢原子的量子力学处理方法 522

本章提要 528

思考题 528

习题 529

历史人物　玻尔 530

第十九章　激光 532

19-1　光的发射 532

19-2　粒子数反转 535

19-3　光学谐振腔 536

19-4　激光器 538

19-5　激光器的谱线展宽 541

19-6　激光的特性及应用 542

19-7　激光的生物学效应 544

本章提要 546

思考题 547

习题 547

阅读材料　光纤及光纤通信 548

第二十章　原子核 551

20-1　原子核的基本性质 551

20-2　核力 553

20-3　核的结合能 554

20-4　原子核的放射性 556

20-5　放射性原子核的寿命 558

20-6　核反应 562

20-7　放射生物学基础 563

本章提要 565

思考题 565

习题 566

阅读材料　大爆炸 566

附录1　矢量 570

附录2　基本积分表 580

附录3　基本物理常量 582

附录4　天体常量 583

附录5　物理学年谱 584

主要参考文献 608