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第1章 物理学导论1

1.1 物理学的形成与发展1

1.1.1 从自然哲学到物理学1

1.1.2经典物理学的建立2

1.1.3 20世纪初物理学的革命3

1.2物质的层次4

1.3物理学的特点5

1.4物理学的方法及思想6

1. 5 几何学与物理学8

1.5.1 欧几里德几何空间8

1.5.2 时空观8

2.1.1 参考系与质点10

2.1 质点运动的描述10

第2章 质点运动学10

2.1.2质点运动的矢量描述11

2.1.3几种常用的坐标15

2.1.4运动学的基本问题19

2.1.5运动的叠加20

2.2相对运动21

2.2.1相对位移21

2.2.2相对速度22

第3章 牛顿运动定律27

3.1牛顿运动定律27

3.1.1牛顿第一定律27

3.1.2 牛顿第二定律28

3.1.3牛顿第三定律29

3.2常见力和基本力30

3.2.1 基本的自然力30

3.2.2 万有引力37

3.2.3 电磁力39

3.3物理量的单位和量纲40

3.3.1物理量的单位40

3.3.2物理量的量纲40

3.4惯性参考系和力学相对性原理40

3.4.1惯性参考系40

3.4.2力学相对性原理41

3.5牛顿定律的应用42

3.5.1 应用牛顿定律解题步骤42

3.5.2 实例43

第4章 守恒定律51

4.1 动量守恒51

4.1.1 质点和质点系的动量定理51

4.1.2动量守恒定律53

4.1.3火箭飞行原理56

4.2 能量守恒58

4.2.1 功 质点的动能定理58

4.2.2保守力与非保守力 势能61

4.2.3 功能原理64

4.2.4机械能守恒定律66

4.3碰撞问题68

4.3.1 碰撞分类68

4.3.2恢复系数69

4.4.1 力矩 质点的角动量及角动量守恒定律71

4.4角动量守恒71

4.4.2 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律74

4.5对称性与守恒定律78

4.5.1宏观物理世界中的对称性79

4.5.2微观物理世界中的对称性80

4.5.3对称性与守恒律80

4.6综合训练80

第5章 静电场88

5.1电荷的量子化和电荷守恒定律88

5.1.1 电荷的量子化88

5.2库仑定律89

5.1.2电荷守恒定律89

5.3 电场和电场强度90

5.3.1 电场90

5.3.2 电场强度91

5.3.3场强的计算92

5.4电通量和高斯定理96

5.4.1 电场线和电通量96

5.4.2 高斯定理98

5.4.3高斯定理的应用99

5.5静电场的环路定理102

5.5.1静电场力所做的功102

5.6.1 电势和电势差103

5.6 电势103

5.5.3 电势能103

5.5.2静电场的环路定理103

5.6.2 电势的计算104

5.6.3 等势面107

5.7静电场中的导体和电介质108

5.7.1 静电场中的导体108

5.7.2 电容和电容器112

5.7.3 电容器中存储的能量117

5.7.4静电的一些应用119

5.7.5 电介质的标化和介质中的场强120

5.7.6有介质时的高斯定理123

6.1.1 电流131

6.1 电流和电流密度131

第6章 恒定电流131

6.1.2 电流密度132

6.2电阻和欧姆定律133

6.2.1 电阻、电阻率及欧姆定律133

6.2.2 电流的功和功率及焦耳定律134

6.3 电动势135

6.3.1 电源的电动势135

6.3.2 电动势源的内阻136

6.4全电路欧姆定律137

6.5 电动势源所供给的功率138

第7章 稳恒磁场141

7.1磁场和磁感强度141

7.1.1基本磁现象及磁场141

7.1.2磁感应强度142

7.2毕奥—萨伐尔定律143

7.2.1毕奥—萨伐尔定律144

7.2.2毕奥—萨伐尔定律的应用145

7.3磁场的高斯定理148

7.3.1 磁感应线148

7.3.2磁通量及磁场的高斯定理149

7.4安培环路定理151

7.4.1安培环路定理151

7.4.2安培环路定理的应用153

7.5磁场对电流的作用156

7.5.1 磁场对载流导线的作用力156

7.5.2磁场对载流线圈的作用力矩158

7.5.4 霍耳效应160

7.5.3磁场对运动电荷的作用力160

7.5.5介质中的磁场162

第8章 麦克斯韦方程组170

8.1 电磁感应170

8.1.1 电磁感应现象170

8.1.2电磁感应定律172

8.1.3 楞次定律173

8.2动生电动势和感生电动势176

8.2.1动生电动势176

8.2.2感生电动势178

8.3 自感与互感180

8.3.1 自感180

8.3.2互感182

8.4磁场的能量184

8.5麦克斯韦方程组186

8.5.1 位移电流186

8.5.2麦克斯韦方程组189

8.6电磁波与人类文明190

第9章 振动198

9.1简谐振动198

9.1.1简谐振动实例198

9.1.2简谐振动的描述方法201

9.1.3简谐振动的能量208

9.1.4简谐振动的合成209

9.2阻尼振动213

9.3.1 受迫振动214

9.3受迫振动和共振214

9.3.2 共振215

第10章 波动220

10.1机械波的几个概念220

10.1.1机械波的形成220

10.1.2横波与纵波221

10.1.3波长、波的周期和频率、波速222

10.2 平面简谐波223

10.2.1 平面简谐波的表达式223

10.2.2波动微分方程227

10.3波的能量227

10.4惠更斯原理229

10.5.2波的干涉230

10.5波的干涉230

10.5.1波的叠加230

第11章 光236

11.1光的本性236

11.2光的干涉237

11.2.1 相干光237

11.2.2杨氏双缝干涉实验239

11.2.3薄膜的干涉245

11.2.4劈尖的干涉和牛顿环246

11.3光的衍射248

11.3.1 光的衍射现象249

11.3.2惠更斯—菲涅耳原理249

11.3.3单缝的夫琅和费衍射249

11.4.1 自然光和偏振光252

11.3.4衍射光栅252

11.4光的偏振252

11.4.2偏振片、起偏与检偏253

11.4.3 马吕斯定理254

11.5光的传播254

第12章 当代物理前沿259

12.1超导电性259

12.1.1 超导体的基本性质260

12.1.2高温超导体261

12.1.3 BCS理论262

12.1.4超导材料的应用262

1 2.2.1 纳米材料264

1 2.2 纳米技术264

12.2.2纳米加工与原子操纵265

12.2.3 C60与碳纳米管267

12.2.4纳米技术的应用268

12.3 光导纤维271

12.3.1光及其特性271

12.3.2光纤271

12.3.3均匀折射率光纤导光原理272

12.3.4光纤制造与衰减272

12.3.5光纤的应用273

12.4声学274

12.4.1 声学的基本概念和理论274

12.4.2听觉、语言和音乐276

12.4.3超声277

12.4.4声与海洋279

12.5光彩夺目的新光源280

12.5.1激光产生的基本原理280

12.5.2激光技术的应用283

12.5.3同步辐射光源289

12.6原子能及其和平利用290

12.6.1原子能及其释放290

12.6.2裂变与聚变292

12.6.3原子能和中国的能源问题294

附录A 微积分初步296

附录B 矢量基础297