伯克利物理学教程 第1卷 力学 SI版 翻译版 原书第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章 绪论1

1.1 自然界2

1.2 理论的作用3

1.3 几何学与物理学5

空间曲率的估计8

小尺度的几何学11

1.4 不变性12

平移不变性12

转动不变性12

习题12

拓展读物13

第2章 矢量21

2.1 语言和概念：矢量22

矢量符号22

矢量相等23

2.2 矢量加法24

2.3 矢量的乘积26

标量积27

矢量积31

2.4 矢量微商35

速度36

加速度38

例.圆周运动38

2.5 不变量40

各种基本矢量运算的例子41

习题42

数学附录45

对时间的微商，速度和加速度45

角度47

函数ex47

级数展开49

矢量与球极坐标50

解析几何公式50

有用的矢量恒等式51

拓展读物51

第3章 牛顿运动定律52

3.1 牛顿运动定律53

F＝0时的运动54

3.2 力和运动方程54

单位55

量纲56

3.3 粒子在均匀重力场中的运动57

例.最大射程58

3.4 牛顿万有引力定律58

例.在圆轨道上的卫星59

3.5 作用在带电粒子上的电力和磁力 单位60

电场61

磁场与洛伦磁力62

带电粒子在均匀恒定电场中的运动64

例.质子的纵向加速64

例.电子的纵向加速65

例.电子的横向加速65

带电粒子在均匀恒定磁场中的运动66

例.回转频率70

例.回转半径70

3.6 动量守恒73

用牛顿第三定律导出动量守恒74

例.两个等质量质点的弹性碰撞（其中之一碰前静止）74

3.7 接触力：摩擦76

例.μ的测量77

例.在不同方向的切向力作用下的滑动77

例.摩擦力恒定时的水平运动79

习题79

高级课题83

均匀交变电场中的带电粒子83

数学附录85

微分方程85

历史注记87

回旋加速器的发明87

拓展读物88

第4章 参考系：伽利略变换89

4.1 惯性参考系和加速参考系90

例.超高速离心机90

以地球为参考系94

固定的恒星：一个惯性参考系95

惯性参考系中的力96

4.2 绝对加速度和相对加速度98

虚设力100

例.加速度计100

例.匀速定轴转动参考系中的离心力和向心加速度101

例.在自由下落的升降机中的实验101

例.傅科摆102

4.3 绝对速度和相对速度104

4.4 伽利略变换105

动量守恒109

例.等质量两物体的非弹性碰撞111

例.化学反应111

例.重粒子和轻粒子的碰撞112

习题113

高级课题116

转动坐标系中的速度和加速度116

正交电磁场中质子的运动120

数学附录122

矢量乘积的微商122

拓展读物124

第5章 能量守恒125

5.1 物理世界中的守恒定律126

5.2 概念的定义127

例.上抛物体的自由运动133

能量守恒133

功134

动能135

例.自由落体136

势能137

例.线性回复力：动能和势能之间的转化137

例.瀑布中的能量转化139

例.撑竿跳中的能量转化140

5.3 保守力141

引力场和电场中的势能与能量守恒145

例.脱离地球和脱离太阳系的逃逸速度148

例.地面附近的重力势能150

例.抛体运动150

例.静电场 电势 电势差 带电粒子能量与电势差之间的关系 均匀电场中质子的加速151

例.电子伏特152

5.4 功率153

习题154

历史注记157

谷神星的发现157

海王星的发现157

拓展读物159

第6章 动量守恒和角动量守恒160

6.1 内力和动量守恒161

6.2 质心162

例.粒子相粘的碰撞163

例.动量的横向分量165

例.具有内激发态的粒子的碰撞166

例.质量不同的粒子的一般弹性碰撞166

6.3 变质量系统169

例.行星际尘埃中的卫星170

例.空间飞船问题170

例.链状落体的作用力171

6.4 角动量守恒172

内力矩之和为零173

重力矩174

相对质心的角动量175

例.质子被重核散射177

例.伴随着收缩的角加速度178

例.银河系的形状179

习题182

拓展读物186

第7章 谐振子：性质与实例187

7.1 弹簧振子188

7.2 单摆190

7.3 LC电路195

7.4 系统偏离稳定平衡位置的运动196

7.5 平均动能和平均势能197

7.6 摩擦198

收尾速度200

7.7 阻尼谐振子200

例.功率消耗202

品质因数Q204

7.8 受迫谐振子204

7.9 叠加原理205

习题206

高级课题208

非谐振子208

有阻尼力的受迫谐振子211

例.一个谐振子问题的数值例题217

数学附录219

阻力219

收尾速度220

弹簧力221

弹簧力和阻力222

复数和受迫谐振子223

拓展读物226

第8章 初等刚体力学227

8.1 运动方程228

8.2 角动量和动能228

8.3 转动惯量229

平行轴定理230

垂直轴定理231

几种特例232

8.4 定轴转动：运动随时间的变化234

例.一个受到力矩作用的实心圆柱体的角加速度235

纯滚动235

对质心的力矩238

例.在加速运动的粗糙平面上的圆柱体238

复摆239

8.5 定轴转动：角动量矢量的整体行为240

8.6 转动惯量和惯性积：主轴和欧拉方程242

欧拉方程的一些简单应用244

习题247

拓展读物250

第9章 平方反比律的力252

9.1 质点与球壳之间的势能和力254

9.2 质点与实心球之间的势能和力257

9.3 引力自能与静电自能258

例.银河系的引力能259

例.均质球的引力能259

例.电子的半径261

平方反比律的力和静力平衡261

9.4 轨道：方程和偏心率262

圆轨道267

开普勒三定律269

二体问题：约化质量271

例.双原子分子的振动274

习题277

高级课题279

求解1／r表达式的另一方法279

拓展读物280

第10章 光的速率282

10.1 自然界中的基本常数c283

10.2 c的测量283

光通过地球轨道的渡越时间284

星光的光行差285

齿轮与旋转镜287

空腔共振器289

克尔盒290

10.3 在做相对运动的各惯性参考系中的光速291

迈克耳孙-莫雷实验293

c的不变性298

10.4 多普勒效应298

例.退行红移299

10.5 极限速率301

10.6 结论303

习题303

拓展读物305

第11章 狭义相对论：洛伦兹变换306

11.1 基本假设307

11.2 洛伦兹变换307

长度收缩310

垂直于相对速度方向的长度测量312

运动时钟的时间膨胀314

例.π＋介子的寿命319

速度变换320

例.速度合成323

例.光行差323

例.纵向多普勒效应324

加速的时钟325

习题326

拓展读物328

第12章 相对论动力学：动量和能量330

12.1 动量守恒和相对论性动量的定义331

12.2 相对论性能量336

12.3 动量与能量的变换339

例.非弹性碰撞340

质量和能量的等效性341

例.质量-能量转换342

例.恒星的产能反应343

静止质量为零的粒子344

12.4 动量变化率的变换346

12.5 电荷的守恒性348

习题348

高级课题350

γ射线的无反冲发射350

历史注记351

质能关系351

拓展读物353

第13章 相对论动力学中的相关问题354

13.1 带电粒子在恒定纵向电场作用下的加速355

13.2 横向电场作用下的加速357

13.3 磁场中的带电粒子359

13.4 质心系和阈能360

例.光生π0介子的阈能361

例.运动粒子的资用能364

例.反质子阈365

例康普顿效应365

习题368

历史注记369

同步加速器369

拓展读物373

第14章 等效原理374

14.1 惯性质量和引力质量375

14.2 光子的引力质量378

引力红移380

太阳引起的光线偏转381

14.3 水星近日点的进动382

14.4 等效性383

14.5 引力波383

习题384

历史注记385

牛顿的摆385

拓展读物385

附录386

教学影片列表387

数值表392

索引395