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第九章 气体动理论1

9.1热力学系统的状态及其描述1

9.1.1热力学系统的宏观描述与微观描述1

9.1.2状态参量 平衡态2

9.1.3热平衡 热力学第零定律3

9.1.4热力学温标3

9.2理想气体物态方程5

9.3统计规律性 概率7

9.3.1统计规律性7

9.3.2概率 概率分布函数的归一化条件8

9.4理想气体的压强公式和温度的微观意义9

9.4.1理想气体的微观模型9

9.4.2理想气体压强公式10

9.4.3理想气体的温度意义11

9.5能量均分定理13

9.5.1自由度13

9.5.2能量均分定理14

9.5.3理想气体内能15

9.6麦克斯韦速率分布律16

9.6.1速率分布函数16

9.6.2麦克斯韦速率分布17

9.6.3三种速率18

9.7玻耳兹曼分布20

9.8真实气体21

9.8.1真实气体的等温线21

9.8.2范德瓦耳斯方程23

9.9分子的平均碰撞频率和平均自由程25

9.10气体内的迁移现象26

9.10.1黏性现象27

9.10.2扩散现象28

9.10.3热传导现象29

习题30

讨论题32

第十章 热力学基础33

10.1准静态过程33

10.2功 热量 内能34

10.2.1功34

10.2.2热量35

10.2.3内能36

10.3热力学第一定律36

10.4热容 理想气体的典型过程37

10.4.1热容焓37

10.4.2理想气体的摩尔热容 迈耶公式38

10.4.3理想气体的典型过程39

10.5循环过程 卡诺循环50

10.5.1循环过程50

10.5.2卡诺循环53

10.6热力学第二定律的表述 卡诺定理57

10.6.1可逆过程与不可逆过程57

10.6.2热力学第二定律的两种表述58

10.6.3卡诺定理60

10.6.4热力学第二定律的微观意义61

10.7熵 熵增加原理62

10.7.1热力学概率62

10.7.2玻耳兹曼熵公式和熵增加原理65

10.7.3克劳修斯熵和熵变的计算66

10.7.4熵概念的拓展69

习题72

讨论题74

第十一章 振动76

11.1简谐振动76

11.1.1简谐振动的描述76

11.1.2简谐振动的合成86

11.2阻尼振动92

11.3受迫振动和共振93

11.3.1受迫振动的动力学方程94

11.3.2共振94

习题95

讨论题98

第十二章 波动99

12.1简谐波99

12.1.1机械波的形成 横波与纵波99

12.1.2平面简谐波函数100

12.1.3波函数的物理意义103

12.1.4波动方程104

12.1.5波动的能量107

12.2惠更斯原理109

12.2.1惠更斯原理109

12.2.2波的衍射111

12.3波的叠加 波的干涉 驻波111

12.3.1波的叠加原理111

12.3.2波的干涉112

12.3.3驻波113

12.4声波116

12.5平面电磁波118

12.5.1真空中的平面电磁波的一般表达式118

12.5.2电磁波的能量 能流密度119

12.6多普勒效应119

习题122

讨论题124

第十三章 光的干涉125

13.1光波125

13.2相干光波的产生126

13.3光程 光程差127

13.3.1光程127

13.3.2光程差与相位差的关系128

13.3.3理想透镜物像的等光程性129

13.4分波前干涉——杨氏干涉实验130

13.4.1杨氏干涉实验装置130

13.4.2杨氏实验干涉条纹的分布131

13.4.3干涉条纹的可见度134

13.4.4光场的空间相干性135

13.4.5光场的时间相干性138

13.4.6其他几种两光束分波前干涉装置140

13.5分振幅干涉——薄膜干涉141

13.5.1等倾干涉142

13.5.2等厚干涉144

13.5.3薄膜干涉应用举例148

13.6迈克耳孙干涉仪151

13.7两束平行光的干涉152

13.7.1干涉条纹及其间距153

13.7.2空间频率154

习题155

讨论题158

第十四章 光的衍射159

14.1光的衍射现象159

14.2惠更斯-菲涅耳原理160

14.3单缝的夫琅禾费衍射161

14.4夫琅禾费圆孔衍射和光学仪器的分辨本领168

14.4.1夫琅禾费圆孔衍射168

14.4.2光学仪器的分辨本领168

14.5衍射光栅170

14.6光栅光谱176

14.6.1光栅的分光原理176

14.6.2光栅的分辨本领177

14.7X射线衍射178

习题180

讨论题182

第十五章 光的偏振183

15.1自然光和偏振光183

15.1.1线偏振光、自然光和部分偏振光183

15.1.2圆偏振光和椭圆偏振光184

15.2偏振片 马吕斯定律186

15.3反射和折射时的偏振188

15.4散射光的偏振190

15.4.1光的散射现象190

15.4.2散射引起的偏振191

15.5双折射现象191

15.5.1晶体双折射现象的基本描述191

15.5.2单轴晶体中的波面 惠更斯作图法193

15.5.3波晶片195

15.6人为双折射现象及其应用197

15.6.1光弹效应198

15.6.2电光效应199

习题200

讨论题202

第十六章 狭义相对论基础203

16.1爱因斯坦的假设与洛伦兹变换203

16.1.1经典力学的时空观 伽利略变换203

16.1.2迈克耳孙-莫雷实验204

16.1.3爱因斯坦的假设206

16.1.4洛伦兹变换206

16.2相对论时空观209

16.2.1同时的相对性209

16.2.2长度的相对性211

16.2.3时间的相对性213

16.3相对论速度变换公式215

16.4相对论多普勒效应217

16.5狭义相对论中的动量、质量和能量219

16.5.1狭义相对论中的动量219

16.5.2狭义相对论中的质量219

16.5.3狭义相对论中的能量220

16.5.4狭义相对论中的能量和动量的关系222

习题223

第十七章 量子物理基础225

17.1量子概念的提出225

17.1.1普朗克的能量子假设225

17.1.2光电效应231

17.1.3康普顿散射236

17.2玻尔的氢原子模型241

17.2.1氢原子光谱 里德伯方程241

17.2.2卢瑟福的原子行星模型242

17.2.3玻尔的氢原子理论243

17.3物质波 波粒二象性247

17.3.1光的波粒二象性247

17.3.2物质波248

17.3.3波粒二象性的统计解释概率波252

17.3.4不确定性原理254

17.4薛定谔方程257

17.4.1方程的提出257

17.4.2一维方势阱259

17.4.3势垒和隧道效应263

17.5激光267

17.5.1受激吸收 自发辐射 受激辐射267

17.5.2激光的原理268

17.5.3激光器271

17.6半导体273

17.6.1半导体的晶体结构273

17.6.2能带的基本概念274

17.6.3导体、半导体和绝缘体的能带结构275

17.6.4本征半导体、杂质半导体和pn结276

习题278

习题答案281

中英文名词对照表287