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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