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第1篇　力学2

第1章　质点运动学2

1.1　质点运动的描述2

1.1.1　参考系、质点、单位制2

1.1.2　位置矢量运动方程位移3

1.1.3　速度5

1.1.4　加速度6

1.1.5　直线运动的运动图线7

1.2 圆周运动9

1.2.1　角量描述9

1.2.2　切向加速度和法向加速度10

1.3　相对运动12

习题14

第2章　牛顿运动定律16

2.1 牛顿三大运动定律16

2.2　牛顿运动定律的应用举例18

2.3　力学相对性原理20

2.3.1　惯性参考系20

2.3.2　力学相对性原理21

习题22

第3章 动量24

3.1 动量定理24

3.1.1 冲量24

3.1.2 动量定理24

3.2　动量守恒定律25

习题28

第4章　功和能30

4.1 动能定理30

4.1.1 功和功率30

4.1.2　动能定理31

4.2　势能34

4.2.1 保守力34

4.2.2　势能36

4.3 功能原理机械能守恒定律37

4.3.1 功能原理37

4.3.2　机械能守恒定律38

4.4　碰撞41

习题43

第5章　刚体的转动45

5.1　刚体的定轴转动45

5.1.1　刚体的定轴转动的运动学特征45

5.1.2　角速度、角加速度的方向性45

5.2　转动定律47

5.2.1 力矩47

5.2.2　转动定律47

5.2.3　转动惯量48

5.3　角动量51

5.3.1　质点和刚体的角动量51

5.3.2　刚体转动的角动量定理52

5.3.3　角动量守恒定律53

5.4　刚体转动的动能定理53

5.4.1　力矩的功53

5.4.2　转动动能54

5.4.3　刚体转动的动能定理54

习题56

第2篇　热学60

第6章　气体动理论60

6.1 理想气体状态方程60

6.1.1 气体的状态参量60

6.1.2　平衡态、准静态过程60

6.1.3　理想气体状态方程61

6.2　理想气体的压强公式62

6.2.1　理想气体的微观模型62

6.2.2　理想气体的压强公式62

6.3　理想气体的温度公式及方均根速率64

6.3.1 理想气体的温度公式64

6.3.2　方均根速率64

6.4　能量均分定理65

6.4.1 自由度65

6.4.2　能量均分定理66

6.4.3　理想气体的内能66

6.5　麦克斯韦气体分子速率分布律67

6.5.1　速率分布函数67

6.5.2　麦克斯韦气体分子速率分布律67

6.5.3　3种统计速率68

习题69

第7章　热力学基础71

7.1　热力学第一定律71

7.1.1　准静态过程71

7.1.2　功、热量、内能71

7.1.3　热力学第一定律73

7.2　热力学第一定律的运用74

7.2.1 等容过程75

7.2.2　等压过程76

7.2.3　等温过程77

7.3　绝热过程79

7.4　循环过程与热机效率81

7.4.1 循环过程81

7.4.2　卡诺循环83

7.4.3　制冷机及其效率84

7.5　热力学第二定律85

7.5.1　热力学第二定律的两种表述85

7.5.2　热力学第二定律的实质86

习题87

第3篇　波动光学91

第8章　振动91

8.1 简谐振动及其描述91

8.1.1 简谐振动91

8.1.2　简谐振动的特征量92

8.1.3　简谐振动曲线94

8.2　旋转矢量法95

8.3　简谐振动的能量98

8.4　振动的合成99

8.4.1 相位差99

8.4.2　振动的合成99

习题100

第9章　波动103

9.1　机械波的产生和传播103

9.1.1　机械波产生的条件103

9.1.2　横波和纵波103

9.1.3　波面和波前104

9.1.4　波动的特征量104

9.2　波动方程及其物理意义105

9.2.1 波动方程105

9.2.2　波动方程的物理意义106

9.3　波的能量和能流密度110

9.3.1　波的能量110

9.3.2　能流密度111

9.4　波的衍射和干涉112

9.4.1　惠更斯原理112

9.4.2　波的干涉113

9.5　驻波116

9.5.1　驻波的形成及描述116

9.5.2　半波损失118

9.5.3　驻波的能量118

9.5.4　弦的振动118

9.6　多普勒效应119

习题122

第10章　光的干涉125

10.1 相干光125

10.1.1　光的电磁理论125

10.1.2　相干光125

10.1.3 光程127

10.2　杨氏双缝干涉128

10.2.1　杨氏双缝干涉实验128

10.2.2　洛埃镜130

10.3　薄膜干涉132

10.4　劈尖 牛顿环134

10.4.1　劈尖干涉134

10.4.2　牛顿环137

10.5　迈克尔逊干涉仪139

习题141

第11章　光的衍射143

11.1　惠更斯-菲涅耳原理143

11.1.1　光的衍射现象143

11.1.2　惠更斯-菲涅耳原理143

11.1.3　菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射144

11.2　单缝衍射145

11.3　衍射光栅148

11.3.1 光栅148

11.3.2　光栅方程148

11.3.3　衍射光谱149

11.4　光学仪器的分辨率151

11.4.1　夫琅禾费圆孔衍射151

11.4.2 光学仪器的分辨率151

习题153

第12章　光的偏振154

12.1　光的偏振性研究154

12.1.1　光的偏振性及其表示154

12.1.2　偏振片的起偏和检偏155

12.1.3　马吕斯定律156

12.2　反射光和折射光的偏振157

12.3 双折射现象158

习题159

第4篇　电磁学162

第13章　静电场162

13.1 库仑定律162

13.1.1 电荷的量子化162

13.1.2　电荷守恒定律162

13.1.3　库仑定律163

13.2 电场强度164

13.2.1　静电场164

13.2.2 电场强度164

13.2.3　电场强度叠加原理164

13.2.4　电场强度的计算165

13.3　高斯定理170

13.3.1 电力线170

13.3.2 电场强度通量171

13.3.3　高斯定理172

13.4　静电场的环路定理和电势能的概念177

13.4.1　静电场的环路定理177

13.4.2 电势能178

13.5 电势179

13.5.1 电势179

13.5.2　等势面180

13.5.3　电势叠加原理180

13.5.4 电势的计算181

13.6　静电场中的导体184

13.6.1　静电平衡条件184

13.6.2　静电平衡时导体上电荷的分布186

13.7　静电场中的电介质191

13.7.1　电介质及其分类191

13.7.2 电介质的极化191

13.7.3　介质中的高斯定理193

13.8 电容器的电容194

13.8.1　孤立导体的电容194

13.8.2　电容器的电容194

13.8.3 电介质对电容的影响196

13.9　静电场的能量197

13.9.1 电容器储存的静电能197

13.9.2　静电场的能量　能量密度198

习题200

第14章　稳恒磁场203

14.1　稳恒电流203

14.1.1 电流　电流密度203

14.1.2　稳恒电流　稳恒电场204

14.1.3 电动势205

14.2　磁感应强度206

14.2.1 磁场206

14.2.2　磁感应强度207

14.3　磁场的高斯定理208

14.3.1 磁力线208

14.3.2　磁通量209

14.3.3　磁场的高斯定理209

14.4　毕奥-萨伐尔定律及其运用举例210

14.4.1　毕奥-萨伐尔定律210

14.4.2　毕奥-萨伐尔定律的应用举例211

14.4.3　运动电荷的磁场213

14.5　安培环路定理及其运用举例214

14.5.1　安培环路定理214

14.5.2　安培环路定理的应用举例215

14.6　洛伦兹力及其应用218

14.6.1　洛伦兹力218

14.6.2　磁场中带电粒子的运动219

14.6.3　在电场和磁场中带电粒子的运动221

14.7　安培力225

14.7.1　磁场对载流导线的作用225

14.7.2　两无限长平行载流直导线间的相互作用226

14.8　磁力矩228

14.9　磁场中的磁介质229

14.9.1　磁介质的磁化229

14.9.2　磁介质的磁导率230

14.9.3　磁介质中的安培环路定理231

14.9.4 铁磁质231

习题234

第15章　电磁感应238

15.1　电磁感应定律238

15.1.1　电磁感应现象238

15.1.2　楞次定律239

15.1.3　法拉第电磁感应定律240

15.1.4　感应电流　感应电荷241

15.2　动生电动势和感生电动势243

15.2.1 动生电动势244

15.2.2　感生电动势244

15.2.3 电子感应加速器245

15.2.4　涡电流246

15.3 自感和互感250

15.3.1 自感250

15.3.2　互感251

15.4　磁场的能量253

15.4.1　通电线圈的储能253

15.4.2　磁场的能量254

习题254

第16章 电磁场和电磁波257

16.1 麦克斯韦电磁场理论257

16.1.1　位移电流假设257

16.1.2　麦克斯韦方程组259

16.2 电磁波260

16.2.1 电磁波的辐射与传播260

16.2.2　平面电磁波的特性262

16.2.3 电磁波的能量262

16.2.4 电磁波谱263

习题264

第5篇　近代物理基础267

第17章　狭义相对论基础267

17.1　狭义相对论效应267

17.1.1　狭义相对论基本原理267

17.1.2　洛伦兹变换267

17.1.3　狭义相对论效应269

17.2　相对性动量和能量273

17.2.1 相对性质量与动量273

17.2.2　相对性能量274

17.2.3　相对论质能关系275

17.2.4　相对论动量与能量的关系275

习题276

第18章　量子论基础277

18.1　普朗克能量子假设277

18.1.1　黑体辐射277

18.1.2　普朗克能量子假设279

18.2　爱因斯坦光量子假设280

18.2.1 光电效应280

18.2.2　爱因斯坦光量子假设282

18.2.3 光子的质量和动量283

18.3　玻尔的氢原子理论284

18.3.1　氢原子光谱的规律性284

18.3.2　玻尔的氢原子理论285

18.4　德布罗意物质波假设287

18.4.1　德布罗意假设287

18.4.2　电子波动性的实验验证287

18.4.3　物质波的统计解释288

18.5　海森堡不确定关系289

习题292

附录1 矢量293

附录2 国际单位制298

附录3 常用的物理常数表299

习题答案300