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第一篇 宏观低速实物物质的运动规律第1章　质点运动学 3

1.1　质点及其运动的描述 3

1.1.1　参考系与坐标系 3

1.1.2　质点 4

1.1.3　质点的位置矢量和运动方程 4

1.1.4　质点的位移和路程 5

1.1.5　质点的速度和速率 6

1.1.6　质点的加速度 8

1.1.7　直角坐标系中运动学的三类问题 9

1.2　质点平面曲线运动的描述 14

1.2.1 自然坐标系中的速度和加速度 14

1.2.2　圆周运动 16

1.3　相对运动 21

本章提要 23

思考题 26

习题 27

第2章　动量与角动量守恒定律 30

2.1　牛顿运动定律 30

2.1.1　常见力 30

2.1.2　基本力 33

2.1.3　牛顿运动定律 34

2.1.4　惯性参考系惯性力 40

2.2　动量定理 43

2.2.1　质点的动量定理 43

2.2.2　质点系的动量定理 47

2.3　动量守恒定律 49

2.4　碰撞 52

2.4.1　完全弹性碰撞 53

2.4.2　完全非弹性碰撞 53

2.4.3　运载火箭的运动 55

2.5　质心　质心运动定理 57

2.5.1　质心 57

2.5.2　质心运动定理 59

2.6　质点的角动量与角动量定理 60

2.6.1　质点的角动量 60

2.6.2　力矩 62

2.6.3　质点的角动量定理 62

2.7　质点的角动量守恒定律 63

本章提要 66

思考题 69

习题 70

第3章　能量　能量守恒定律 74

3.1　功和功率 74

3.1.1　功 74

3.1.2　一对相互作用力的功 76

3.1.3　功率 76

3.2　动能　动能定理 78

3.2.1　质点的动能定理 78

3.2.2　质点系的动能定理 80

3.3　保守力　势能　功能原理 81

3.3.1　保守力的功 81

3.3.2　势能 83

3.3.3　势能曲线 85

3.3.4　功能原理 86

3.4　机械能守恒定律 90

本章提要 94

思考题 95

习题 96

第4章　刚体的转动 99

4.1　刚体运动的描述 99

4.1.1　刚体的平动和转动 99

4.1.2　刚体的定轴转动 100

4.1.3　描述刚体定轴转动的物理量 101

4.2　刚体的定轴转动定律 102

4.2.1　力对转轴的力矩 102

4.2.2　刚体定轴转动的转动定律 103

4.2.3　转动惯量 104

4.2.4　转动定律的应用举例 109

4.3　力矩的功　刚体定轴转动的动能定理 112

4.3.1　刚体的转动动能 112

4.3.2　刚体的重力势能 113

4.3.3　力矩做的功 114

4.3.4　刚体定轴转动的动能定理 114

4.3.5　刚体定轴转动的机械能守恒定律 115

4.4　刚体定轴转动的角动量守恒定律 118

4.4.1　刚体对定轴的角动量 118

4.4.2　刚体的角动量守恒定律 118

本章提要 125

思考题 127

习题 128

第二篇 宏观高速实物物质的运动规律第5章　狭义相对论基础 135

5.1　伽利略相对性原理　经典力学时空观 135

5.1.1　伽利略变换 135

5.1.2　经典力学时空观 136

5.2　狭义相对论基本原理　洛伦兹变换 137

5.2.1　狭义相对论的理论与实验基础 137

5.2.2　狭义相对论基本原理 140

5.2.3　洛伦兹变换 141

5.3　狭义相对论的时空观 144

5.3.1　同时性的相对性 144

5.3.2　时间的延缓 146

5.3.3　动杆的收缩（洛伦兹收缩） 148

5.4　狭义相对论动力学基础 149

5.4.1　动量守恒定律的洛伦兹变换　质量-速度关系 150

5.4.2　相对论中的质量-能量关系 153

本章提要 157

思考题 159

习题 160

第三篇 振动和经典波 165

第6章　振动学基础 165

6.1　简谐振动的运动学描述 165

6.1.1　弹簧振子 165

6.1.2　简谐振动的运动方程 165

6.1.3　简谐振动的相位 166

6.1.4　简谐振动的速度和加速度 167

6.2　简谐振动的动力学定义 168

6.2.1　简谐振动的动力学定义 168

6.2.2　简谐振动的能量 171

6.3　旋转矢量表示法 172

6.4　简谐振动的合成 176

6.4.1　两个同方向同频率的简谐振动的合成 176

6.4.2　两个同方向不同频率简谐振动的合成 179

6.4.3　两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成 181

6.4.4　两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成 182

6.5　阻尼振动 183

6.6　受迫振动 185

本章提要 187

思考题 189

习题 190

第7章　波动学基础 193

7.1　机械波的产生和传播 193

7.1.1　机械波产生的条件 193

7.1.2　横波与纵波 194

7.1.3　波线和波面 195

7.1.4　简谐波 195

7.1.5　描述波动的物理量 195

7.1.6　物体的弹性形变与弹性模量 197

7.2　平面简谐波的波函数 199

7.2.1　波函数的建立 199

7.2.2　波函数的物理意义 200

7.2.3　平面简谐波的微分方程 202

7.3　波的能量 205

7.3.1　平面简谐纵波传播时介质元的能量 205

7.3.2　波的能量密度和能流密度 206

7.3.3　球面波 207

7.3.4　波的吸收 207

7.3.5　声波简介 208

7.4　惠更斯原理及其应用 210

7.4.1　惠更斯原理 210

7.4.2　惠更斯原理的应用 211

7.5　波的叠加原理　波的干涉 213

7.5.1　波的叠加原理 213

7.5.2　波的干涉 213

7.6　驻波 217

7.6.1　驻波的产生 217

7.6.2　驻波的波函数 218

7.6.3　半波损失 219

7.6.4　弦线上的驻波 220

7.7　多普勒效应 223

本章提要 227

思考题 228

习题 230

第8章　波动光学 233

8.1　光的相干性 233

8.1.1　光源及原子的发光机理 233

8.1.2　光的颜色和光谱 234

8.1.3　光的强度 235

8.1.4　光的干涉现象 236

8.1.5　光程与光程差 238

8.1.6　透镜的等光程性 238

8.2　双缝干涉 239

8.2.1　杨氏双缝干涉 239

8.2.2　其他分波阵面干涉装置 240

8.3　薄膜干涉 243

8.3.1　薄膜的等倾干涉 244

8.3.2　增透膜和增反膜 246

8.3.3　薄膜的等厚干涉 248

8.3.4　迈克耳孙干涉仪 255

8.4　单缝衍射 257

8.4.1　光的衍射现象及分类 257

8.4.2　惠更斯-菲涅耳原理 257

8.4.3　单缝的夫琅禾费衍射 259

8.5　光栅衍射 262

8.5.1　衍射光栅 262

8.5.2　光栅衍射条纹的形成 263

8.5.3　光栅衍射光谱 265

8.6　光学仪器的分辨本领 269

8.6.1　圆孔衍射 269

8.6.2　光学仪器的分辨率 270

8.7　X射线衍射 272

8.8　偏振光与自然光 274

8.8.1　横波的偏振性 274

8.8.2　自然光　偏振光 275

8.8.3　偏振片　起偏与检偏 276

8.9　马吕斯定律 277

8.10　反射和折射时光的偏振 279

8.11　双折射现象 282

8.11.1　双折射的寻常光和非常光 282

8.11.2　偏振棱镜 283

8.11.3　人为双折射现象 285

8.12　偏振光的干涉 286

8.13　旋光现象 287

本章提要 288

思考题 293

习题 295

习题答案 298

附录1　常用基本物理常量表 305

附录2　国际单位制（SI） 306

附录3　希腊字母表 307