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绪论 1

一、物理学是自然科学的基础 1

二、物理学与科学发展和技术进步的关系 3

三、物理学与医学、药学的关系 4

四、学习物理学的重要性 5

第一章 刚体的转动 6

第一节 刚体的定轴转动 8

一、刚体定轴转动的角量描述 8

二、匀变速转动基本公式 9

三、角量和线量的关系 10

第二节 力矩 转动定律 转动惯量 10

一、力矩 10

二、刚体的转动定律 11

三、转动惯量 12

第三节 力矩的功 刚体定轴转动中的动能定理 16

一、力矩的功 16

二、转动动能 17

三、刚体定轴转动中的动能定理 17

第四节 角动量角动量守恒定律 19

一、质点的角动量和刚体的角动量 20

二、角动量定理 20

三、角动量守恒定律 21

第五节 刚体的进动 23

习题一 26

第二章 流体力学 28

第一节 理想流体的定常流动 28

一、理想流体 28

二、定常流动 29

三、流线和流管 29

第二节 定常流动的连续性方程 30

第三节 伯努利方程及其应用 31

一、伯努利方程 31

二、伯努利方程的应用 32

第四节 黏性流体的运动 36

一、黏性定律 36

二、黏性流体的伯努利方程 37

三、泊肃叶定律 38

四、斯托克斯黏性定律 39

五、层流、湍流与雷诺数 40

习题二 41

第三章 气体动理论 43

第一节 理想气体物态方程 43

一、平衡态 43

二、理想气体物态方程 44

第二节 理想气体的压强 45

一、理想气体的微观模型 45

二、理想气体的压强公式 46

第三节 温度与分子平均平动动能的关系 47

第四节 能量均分定理 49

一、分子的自由度 49

二、能量均分定理 50

三、理想气体的内能 50

第五节 麦克斯韦速率分布律 51

一、麦克斯韦速率分布律 51

二、分子速率分布的实验测定 54

第六节 真实气体 56

一、真实气体的等温线 56

二、分子力 58

三、范德瓦尔斯方程 59

第七节 液体的表面现象 61

一、液体的表面张力 61

二、液体表面现象 63

习题三 66

第四章 振动学基础 68

第一节 简谐振动 68

一、简谐振动运动学方程 68

二、简谐振动中的特征量 69

三、简谐振动的矢量图表示法 73

四、简谐振动的能量 74

第二节 简谐振动的合成 75

一、同方向简谐振动的合成 76

二、相互垂直简谐振动的合成 78

习题四 81

第五章 波动学基础 84

第一节 机械波的形成和特征 84

一、机械波产生的条件 84

二、横波和纵波 85

三、波长 周期和频率 波速 87

第二节 平面简谐波 87

一、平面简谐波的波函数 87

二、波的能量 91

第三节 惠更斯原理和波的叠加原理 93

一、惠更斯原理 93

二、波的反射和折射 94

三、波的叠加原理 95

四、波的干涉和衍射 96

五、驻波 98

第四节 声波及其应用 100

一、声强和声强级 100

二、多普勒效应 101

三、超声波 103

四、次声波 105

习题五 106

第六章 静电场 108

第一节 库仑定律 电场强度 108

一、库仑定律 108

二、电场强度 109

三、场强叠加原理 109

第二节 电场线 电通量 112

一、电场线 112

二、电通量 113

第三节 高斯定理 114

一、高斯定理 114

二、高斯定理的应用 115

第四节 静电场的环路定理 电势 118

一、静电场的环路定理 118

二、电势差 电势 119

第五节 等势面 场强与电势的关系 123

一、等势面 123

二、电场强度与电势的关系 124

习题六 126

第七章 静电场中的导体和电介质 128

第一节 静电场中的导体 128

一、导体的静电平衡条件 128

二、静电平衡时导体的性质 129

三、空腔导体和静电屏蔽 130

第二节 静电场中的电介质 131

一、电介质的极化 131

二、极化强度和极化电荷 133

三、电位移 有电介质时的高斯定理 135

第三节 电容和电容器 138

一、孤立导体的电容 138

二、电容器的电容 138

三、电容器电容的计算 138

四、电容器的串联和并联 140

第四节 静电场的能量 141

一、电容器的能量 141

二、电场的能量和能量密度 142

第五节 铁电体 永电体 压电体 144

一、铁电体 144

二、永电体 144

三、压电体 145

习题七 146

第八章 电流的磁场 149

第一节 磁场 磁感应强度 150

一、磁场 151

二、磁感应强度 151

三、磁感应线和磁通量 152

第二节 毕奥-萨伐尔定律 154

一、毕奥-萨伐尔定律 154

二、毕奥-萨伐尔定律应用举例 154

第三节 安培环路定律 156

一、安培环路定律 156

二、安培环路定律应用举例 157

第四节 磁场对电流的作用 158

一、安培定律 158

二、磁场对载流线圈的作用 159

第五节 磁场对运动电荷的作用 161

一、洛伦兹力 162

二、质谱仪 163

三、霍尔效应 164

第六节 磁介质 165

一、磁介质的磁化机制 165

二、磁导率 磁场强度 166

三、铁磁质的磁化 167

习题八 170

第九章 电磁感应 174

第一节 法拉第电磁感应定律 174

一、楞次定律 174

二、法拉第电磁感应定律 175

第二节 动生电动势 177

一、在磁场中运动的导线产生的动生电动势 177

二、动生电动势产生的原因 177

第三节 感生电动势 179

一、感生电场 179

二、涡电流 179

三、电子感应加速器 180

第四节 自感和互感 181

一、自感现象 181

二、互感现象 184

第五节 磁场的能量 186

第六节 电磁场及其传播 187

一、位移电流 188

二、麦克斯韦电磁场方程组 189

三、电磁波 190

第七节 超导电性 192

一、超导现象 192

二、迈斯纳效应 193

三、BCS理论 193

四、超导电性的应用 193

习题九 195

第十章 光的干涉 199

第一节 光的相干性 199

一、光矢量 199

二、普通光源的发光机制 200

三、光的相干性 200

四、相干光的获得 200

第二节 双缝干涉 201

一、杨氏双缝实验 201

二、菲涅耳双镜实验 202

三、劳埃德镜实验 203

第三节 光程和光程差 205

一、光程 205

二、薄透镜成像的等光程原理 206

第四节 薄膜干涉 207

一、等倾干涉 207

二、等厚干涉 211

第五节 干涉仪 干涉现象的应用 215

一、迈克耳逊干涉仪的结构和光路 215

二、干涉现象的应用 216

习题十 217

第十一章 光的衍射 219

第一节 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 219

一、光的衍射现象及分类 219

二、惠更斯-菲涅耳原理 220

第二节 单缝衍射 221

第三节 衍射光栅 225

一、光栅 225

二、光栅衍射和光栅方程 225

三、光栅衍射光谱 226

第四节 圆孔衍射 光学仪器的分辨率 227

一、圆孔夫琅和费衍射 227

二、光学仪器的分辨率 227

第五节 X射线的衍射 布喇格方程 229

一、X射线的衍射 229

二、布喇格方程 230

三、电子的衍射与电子显微镜的分辨率 231

第六节 全息照相 232

一、全息照相的记录 232

二、全息图像的再现 232

三、全息技术的应用 233

习题十一 235

第十二章 光的偏振 237

第一节 自然光和偏振光 237

一、自然光 237

二、线偏振光 238

三、部分偏振光 238

第二节 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 238

一、偏振片的起偏和检偏 238

二、马吕斯定律 239

第三节 反射光和折射光的偏振 241

一、布儒斯特定律 241

二、玻璃片堆 241

第四节 光的双折射现象 242

一、光的双折射现象 242

二、惠更斯原理在双折射现象中的应用 244

三、偏振片与二向色性 246

第五节 偏振光的干涉 246

一、圆偏振光与椭圆偏振光 246

二、偏振光的干涉 247

第六节 旋光现象 248

习题十二 251

第十三章 光的吸收与散射 253

第一节 光的吸收 253

第二节 光的散射 256

一、瑞利散射定律 256

二、散射光的强度和偏振情况 257

三、拉曼散射 258

四、超显微镜 259

习题十三 260

第十四章 激光 262

第一节 激光产生的原理 262

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转 262

二、光学谐振腔 264

三、激光器的结构 264

第二节 激光的特性 265

第三节 几种常见的激光器 266

第四节 激光对生物组织的作用和在医药领域中的应用 267

一、激光对生物组织的作用 267

二、激光在医药领域中的应用 268

习题十四 270

第十五章 光的量子性 271

第一节 热辐射 271

一、热辐射 271

二、绝对黑体 272

三、基尔霍夫辐射定律 273

第二节 黑体辐射 273

一、斯特藩-玻耳兹曼定律 274

二、维恩位移定律 274

第三节 普朗克的量子假设 276

第四节 光电效应 277

一、光电效应的基本规律 277

二、爱因斯坦光量子论 280

三、光电效应的应用 282

第五节 康普顿效应 283

一、康普顿散射实验 284

二、用光子理论解释康普顿散射 284

习题十五 286

第十六章 相对论基础 288

第一节 伽利略变换和经典力学时空观 288

一、相对性原理 288

二、伽利略变换 288

三、经典力学的时空观 289

第二节 狭义相对论的基本假设 290

一、迈克耳逊-莫雷实验 290

二、基本假设 291

三、洛伦兹变换 291

第三节 相对论中的长度和时间 293

一、长度收缩 293

二、时间延缓 293

三、同时性的相对性 294

四、孪生子佯谬 295

五、时序的相对性与因果佯谬 295

第四节 相对论动力学基础 297

一、动量和质量 297

二、力和动能 298

三、能量质能关系 299

四、能量和动量的关系 300

第五节 广义相对论简介 301

一、等效原理 301

二、广义相对性原理 302

三、广义相对论的检验 303

习题十六 304

第十七章 量子力学基础 306

第一节 原子光谱的实验规律 306

一、氢原子光谱 306

二、里兹组合原理 307

第二节 玻尔的氢原子理论 308

一、玻尔理论的基本假设 308

二、玻尔理论的改进及其局限性 311

第三节 实物粒子的波粒二象性 311

一、德布罗意波 311

二、电子衍射实验 312

三、应用 314

四、德布罗意波的统计解释 314

第四节 不确定性原理 315

一、坐标和动量的不确定关系式 315

二、能量和时间的不确定关系式 316

第五节 波函数 薛定谔方程 316

一、波函数的意义和性质 317

二、薛定谔方程 317

第六节 一维定态问题 319

一、一维无限深方势阱 319

二、求解定态薛定谔方程 320

三、势垒的穿透、隧道效应 321

第七节 氢原子的量子力学处理方法 322

一、氢原子的薛定谔方程 322

二、电子自旋 324

三、原子的壳层结构 325

习题十七 327

第十八章 原子核与放射性 329

第一节 原子核的基本性质 329

一、原子核的组成 329

二、原子核的性质 330

三、原子核的质量亏损与结合能 331

四、核力 333

第二节 原子核的放射性衰变类型 333

一、α衰变 334

二、γ衰变和内转换 334

三、β衰变 335

第三节 放射性衰变规律 336

一、衰变定律 336

二、平均寿命 337

三、半衰期 337

四、放射性活度 338

习题十八 339

附录 物理学常用常量（2010年推荐值） 340