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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