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绪论 1

一、什么是物理学 1

二、物理学与科学发展和技术进步的关系 3

三、物理学与药学的关系 3

四、物理学的学习方法 4

第一章 刚体的转动 5

第一节 刚体的定轴转动 6

一、刚体定轴转动的角量描述 6

二、匀变速转动基本公式 7

三、角量和线量的关系 7

第二节 转动动能 转动惯量 8

第三节 力矩 转动定律 11

一、力矩 11

二、转动定律 12

第四节 力矩的功 刚体定轴转动中的动能定理 15

一、力矩的功 15

二、刚体定轴转动中的动能定理 16

第五节 角动量 角动量守恒定律 18

一、角动量和冲量矩 18

二、角动量定理 19

三、角动量守恒定律 19

第六节 刚体的进动 21

习题一 24

第二章 流体力学 27

第一节 理想流体的定常流动 27

一、理想流体 27

二、定常流动 28

三、流线和流管 28

第二节 定常流动的连续性方程 29

第三节 伯努利方程及其应用 30

一、伯努利方程 30

二、伯努利方程的应用 32

第四节 黏性流体的运动 35

一、黏性定律 黏度 35

二、黏性流体的伯努利方程 37

三、泊肃叶定律 37

四、斯托克斯黏性公式 38

五、层流 湍流 雷诺数 39

习题二 39

第三章 振动学基础 42

第一节 简谐振动 42

一、简谐振动运动方程 42

二、简谐振动中的振幅 周期 频率和相位 43

三、振幅和相位的确定 46

四、简谐振动的矢量图表示法 47

五、简谐振动的能量 48

第二节 简谐振动的合成 50

一、同方向简谐振动的合成 50

二、相互垂直简谐振动的合成 53

习题三 56

第四章 波动学基础 58

第一节 机械波的产生和传播 58

一、机械波产生的条件 58

二、横波和纵波 59

三、波面和波线 60

四、波的传播速度 波长 波的周期和频率 61

第二节 平面简谐波的波函数 波的能量 62

一、平面简谐波的波函数 62

二、波的能量 66

第三节 惠更斯原理 68

一、惠更斯原理 68

二、波的衍射 69

三、波的反射和折射 70

第四节 波的叠加原理 波的干涉 71

一、波的叠加原理 71

二、波的干涉 72

三、驻波 73

第五节 声波 超声波 次声波 75

一、声强和声强级 76

二、多普勒效应 77

三、超声波的特性和应用 78

四、次声波 80

习题四 81

第五章 相对论基础 83

第一节 伽利略变换和经典力学时空观 83

一、力学相对性原理 83

二、伽利略变换 83

三、经典力学的时空观 84

第二节 狭义相对论的基本假设 85

一、迈克耳逊-莫雷实验 85

二、狭义相对论的基本假设 86

三、洛伦兹变换 86

第三节 相对论中的长度和时间 87

一、长度收缩 88

二、时间延缓 88

三、同时性的相对性 89

四、孪生子佯谬 89

五、时序的相对性与因果佯谬 90

第四节 相对论动力学基础 92

一、动量和质量 92

二、力和动能 93

三、能量 质能关系 94

四、能量和动量的关系 95

第五节 广义相对论简介 96

一、等效原理 96

二、广义相对性原理 97

三、广义相对论的检验 97

习题五 98

第六章 气体动理论 100

第一节 理想气体物态方程 100

一、平衡态 100

二、理想气体物态方程 101

第二节 理想气体的压强 102

一、理想气体的微观模型 102

二、理想气体的压强公式 103

第三节 温度与分子平均平动能的关系 104

第四节 能量均分定理 105

一、分子的自由度 105

二、能量均分定理 106

三、理想气体的内能 107

第五节 麦克斯韦速率分布律 107

一、麦克斯韦速率分布律 108

二、分子速率分布的实验测定 111

第六节 真实气体 113

一、真实气体的等温线 113

二、分子力 115

三、范德瓦耳斯方程 116

习题六 118

第七章 静电场 119

第一节 库仑定律 电场强度 119

一、库仑定律 119

二、电场强度 120

三、场强叠加原理 120

第二节 电场线 电通量 124

一、电场线 124

二、电通量 124

第三节 高斯定理 126

一、高斯定理 126

二、高斯定理的应用 127

第四节 静电场的环路定理 电势 130

一、静电场的环路定理 130

二、电势差 电势 131

第五节 等势面 场强与电势的关系 135

一、等势面 135

二、电场强度与电势的关系 135

习题七 137

第八章 静电场中的导体和电介质 140

第一节 静电场中的导体 140

一、导体的静电平衡条件 140

二、静电平衡时导体的性质 141

三、空腔导体和静电屏蔽 142

第二节 静电场中的电介质 143

一、电介质的极化 143

二、极化强度和极化电荷 145

三、电位移 有电介质时的高斯定理 147

第三节 电容和电容器 150

一、孤立导体的电容 150

二、电容器的电容 150

三、电容器电容的计算 150

四、电容器的串联和并联 152

第四节 静电场的能量 153

一、电容器的能量 153

二、电场的能量和能量密度 154

第五节 铁电体 永电体 压电体 156

一、铁电体 156

二、永电体 156

三、压电体 157

习题八 158

第九章 直流电路 160

第一节 电源电动势 一段含源电路的欧姆定律 160

一、电源电动势 160

二、含源电路的欧姆定律 161

第二节 基尔霍夫定律及其应用 161

一、基尔霍夫定律 162

二、基尔霍夫定律的应用举例 163

习题九 164

第十章 电流的磁场 166

第一节 磁场 磁感应强度 166

一、磁场 167

二、磁感应强度 167

三、磁感应线 168

四、磁通量 169

第二节 毕奥-萨伐尔定律 170

一、毕奥-萨伐尔定律 170

二、毕奥-萨伐尔定律应用举例 171

第三节 安培环路定律 172

一、安培环路定律 172

二、用安培环路定律计算磁感应强度 174

第四节 磁场对电流的作用 175

一、安培定律 175

二、磁场对载流线圈的作用 176

第五节 磁场对运动电荷的作用 178

一、洛伦兹力 178

二、质谱仪 180

三、霍耳效应 181

第六节 磁介质 182

一、磁介质的磁化机制 182

二、磁导率 磁场强度 183

三、铁磁质的磁化 184

习题十 186

第十一章 电磁感应 190

第一节 法拉第电磁感应定律 190

一、楞次定律 190

二、法拉第电磁感应定律 191

第二节 动生电动势 193

一、在磁场中运动的导线产生的动生电动势 193

二、动生电动势产生的原因 193

第三节 感生电动势 194

一、感生电场 195

二、涡电流 195

三、电子感应加速器 196

第四节 自感和互感 197

一、自感现象 197

二、互感现象 200

第五节 磁场的能量 201

第六节 电磁场及其传播 203

一、位移电流 204

二、麦克斯韦电磁场方程组 205

三、电磁波 206

第七节 超导电性 208

一、超导现象 208

二、迈斯纳效应 209

三、BCS理论 209

四、超导电性的应用 210

第八节 电与磁在医药方面的应用 210

一、直流电的应用 210

二、磁场的应用 211

习题十一 212

第十二章 光的干涉 216

第一节 光的相干性 216

一、光矢量 216

二、普通光源的发光机制 217

三、光的相干性 217

第二节 获得相干光的方法 217

一、杨氏双缝实验 218

二、菲涅耳双镜实验 219

三、劳埃德镜实验 220

第三节 光程和光程差 222

一、光程 222

二、薄透镜成像的等光程原理 223

第四节 薄膜干涉 224

一、等倾干涉 224

二、等厚干涉 227

第五节 干涉仪 干涉现象的应用 231

一、迈克耳逊干涉仪的结构和光路 231

二、干涉现象的应用 232

习题十二 233

第十三章 光的衍射 235

第一节 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 235

一、光的衍射现象及分类 235

二、惠更斯-菲涅耳原理 237

第二节 单缝衍射 237

第三节 衍射光栅 241

一、光栅 241

二、光栅衍射和光栅方程 241

三、光栅衍射光谱 242

第四节 圆孔衍射 光学仪器的分辨率 243

一、圆孔夫琅和费衍射 243

二、光学仪器的分辨率 244

第五节 X射线的衍射 布喇格方程 246

一、X射线的衍射 246

二、布喇格方程 247

三、电子的衍射与电子显微镜的分辨率 247

第六节 全息照相 248

一、全息照相的记录 248

二、全息图像的再现 248

三、全息技术的应用 250

习题十三 250

第十四章 光的偏振 252

第一节 自然光和偏振光 252

一、光的偏振态 252

二、自然光 线偏振光 部分偏振光 252

第二节 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 253

一、偏振片的起偏和检偏 253

二、马吕斯定律 254

第三节 反射光和折射光的偏振 256

一、布儒斯特定律 256

二、玻璃片堆 257

第四节 光的双折射现象 257

一、光的双折射现象 257

二、惠更斯原理在双折射现象中的应用 259

三、尼科尔棱镜 260

四、偏振片与二向色性 262

第五节 偏振光的干涉 圆偏振光与椭圆偏振光 263

一、圆偏振光与椭圆偏振光 263

二、偏振光的干涉 色偏振 264

第六节 人为双折射 265

一、光弹效应 265

二、克尔效应 266

三、磁致效应 266

第七节 旋光现象 267

习题十四 269

第十五章 光的吸收与散射 271

第一节 光的吸收 朗伯-比尔定律 271

第二节 光的散射 274

一、瑞利散射定律 275

二、散射光的强度和偏振情况 275

三、拉曼散射 276

四、超显微镜 277

习题十五 278

第十六章 光的量子性 279

第一节 热辐射 279

一、热辐射 279

二、绝对黑体 281

三、基尔霍夫辐射定律 281

第二节 黑体辐射 282

一、斯特藩-玻耳兹曼定律 283

二、维恩位移定律 283

第三节 普朗克的量子假设 285

第四节 光电效应 287

一、光电效应的基本规律 287

二、爱因斯坦光量子论 289

三、光电效应的应用 292

第五节 康普顿效应 293

一、康普顿散射实验 293

二、用光子理论解释康普顿散射 294

习题十六 295

第十七章 量子力学基础 297

第一节 原子光谱的实验规律 297

一、氢原子光谱 297

二、里兹组合原理 298

第二节 玻尔的氢原子理论 299

一、玻尔理论的基本假设 299

二、玻尔理论的改进及其局限性 302

第三节 实物粒子的波粒二象性 302

一、德布罗意波 303

二、电子衍射实验 304

三、应用 305

四、德布罗意波的统计解释 305

第四节 不确定性原理 306

一、坐标和动量的不确定关系式 306

二、能量和时间的不确定关系式 307

第五节 波函数 薛定谔方程 308

一、波函数的意义和性质 308

二、薛定谔方程 309

第六节 一维定态问题 310

一、一维无限深方势阱 310

二、求解定态薛定谔方程 311

三、势垒的穿透、隧道效应 312

第七节 氢原子的量子力学处理方法 313

一、氢原子的薛定谔方程 313

二、电子自旋 315

三、原子的壳层结构 317

习题十七 318

第十八章 激光 319

第一节 激光产生的原理 319

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转 319

二、光学谐振腔 321

三、激光器的结构 321

第二节 激光的特性 322

第三节 几种常见的激光器 323

第四节 激光对生物组织的作用和在医药研究中的应用 324

一、激光对生物组织的作用 324

二、激光在医药学方面的应用 325

习题十八 326

第十九章 原子核与粒子物理 327

第一节 原子核的基本性质 327

一、原子核的组成 327

二、原子核的性质 328

三、原子核的质量亏损与结合能 329

四、核力 331

第二节 原子核的放射性衰变 332

一、原子核的放射性衰变类型 332

二、放射性衰变规律 336

第三节 核磁共振 339

一、原子核的自旋 340

二、原子核的磁矩 341

三、核磁共振及其应用 342

第四节 粒子物理简介 344

一、人类对物质组成的探索 344

二、粒子的分类 345

三、粒子的相互作用 346

四、强子结构的夸克模型 348

习题十九 349

附录 351

附录一 国际单位制 351

附录二 基本物理常量 353