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绪论1

0.1物理学的含义1

0.2物质及其相互作用2

0.2.1基本相互作用2

0.2.2宇宙大爆炸理论3

0.2.3物质的态4

0.3物理学与技术革命5

0.4物理学的发展趋势与展望6

第一篇实物运动9

第1章时空与质点运动9

1.1物质运动时间空间9

1.1.1物质与运动9

1.1.2时间与空间10

1.2质点运动的描述12

1.2.1质点的机械运动12

1.2.2位移矢量15

1.3质点运动变化的描述18

1.3.1加速度矢量18

1.3.2圆周运动的角量描述23

1.3.3角量与线量的关系25

本章要点28

习题29

第2章守恒定律与时空对称性33

2.1动量守恒定律33

2.1.1质量质点质心33

2.1.2动量、动量守恒定律37

2.1.3实物相互作用的基本规律38

2.1.4动量守恒定律的应用42

2.1.5冲量、动量定理46

2.2角动量守恒定律48

2.2.1角动量48

2.2.2刚体转动惯量的计算50

2.2.3力矩55

2.2.4角动量定理55

2.2.5冲量矩定理57

2.2.6角动量守恒定律57

2.3能量守恒定律59

2.3.1能量守恒定律59

2.3.2功60

2.3.3势能64

2.3.4动能定理、功能原理65

2.3.5刚体转动的动能定理68

2.4对称性与守恒定律71

2.4.1对称性71

2.4.2时空对称性71

2.4.3对称性的分类73

2.4.4宇称73

2.4.5守恒定律73

2.4.6诺特定理74

2.4.7时空对称性与三大守恒定律75

本章要点78

习题80

第3章相对论基础88

3.1伽利略相对性原理经典力学的时空观88

3.1.1伽利略相对性原理88

3.1.2伽利略变换89

3.1.3经典力学的时空观91

3.2狭义相对论基本原理洛伦兹变换93

3.2.1狭义相对论基本原理93

3.2.2洛伦兹坐标变换式95

3.2.3相对论速度变换公式97

3.3狭义相对论时空观100

3.3.1“同时”的相对性100

3.3.2时间延缓（或动钟变慢）101

3.3.3长度收缩101

3.4狭义相对论动力学基础104

3.4.1相对论质量104

3.4.2质量和能量的关系107

3.4.3动量和能量的关系109

3.5广义相对论简介110

3.5.1非惯性系与惯性力110

3.5.2等效原理114

3.6物质与反物质117

3.6.1正、反粒子117

3.6.2物质与反物质118

本章要点120

习题122

第二篇场126

第4章流场及其规律126

4.1液体及其静力学基础127

4.1.1静止流体内的压强127

4.1.2液体的表面现象129

4.2理想流体与连续性方程137

4.2.1理想流体137

4.2.2定常流动、流线和流管137

4.2.3连续性方程139

4.3伯努利方程及其应用140

4.3.1伯努利方程140

4.3.2伯努利方程的应用142

4.4实际液体的运动规律144

4.4.1黏性定律144

4.4.2泊肃叶公式145

4.4.3斯托克斯公式147

4.4.4流体的湍流和雷诺数147

本章要点149

习题150

第5章静电场155

5.1电相互作用155

5.1.1两种电荷、电相互作用规律155

5.1.2电荷守恒定律156

5.1.3电荷量的相对论不变性156

5.1.4电荷量子化157

5.1.5库仑定律、静电力的叠加原理157

5.2电场和电场强度160

5.2.1电场160

5.2.2电场强度160

5.2.3场强的叠加原理161

5.2.4场强的计算162

5.3高斯定理及其应用167

5.3.1电场线167

5.3.2电场强度通量167

5.3.3静电场的高斯定理169

5.3.4高斯定理的应用172

5.4静电场的环路定理电势176

5.4.1静电场的环路定理176

5.4.2电势177

5.4.3电势的计算179

5.5等势面电场强度与电势梯度的关系181

5.5.1等势面181

5.5.2电场强度与电势梯度的关系182

5.6电介质中的静电场电位移矢量185

5.6.1电介质及其极化185

5.6.2电极化强度187

5.6.3电介质中的静电场187

5.6.4有电介质时的高斯定理电位移188

5.7电容电场的能量189

5.7.1导体的静电平衡189

5.7.2电容189

5.7.3电容器电容的计算191

5.7.4电场的能量192

本章要点195

习题197

第6章电路基本定律204

6.1欧姆定律204

6.1.1恒定电流204

6.1.2电流密度204

6.1.3电动势206

6.1.4一段含源电路的欧姆定律207

6.1.5欧姆定律的微分形式208

6.2基尔霍夫定律及其应用209

6.2.1基尔霍夫电流定律209

6.2.2基尔霍夫电压定律210

6.2.3基尔霍夫定律应用实例210

本章要点213

习题214

第7章电磁相互作用218

7.1基本磁现象218

7.1.1人类对磁现象的认识和应用218

7.1.2电流磁效应219

7.2磁场和磁感强度219

7.2.1磁场219

7.2.2磁感强度220

7.2.3带电粒子在磁场中的运动221

7.2.4霍耳效应223

7.3运动电荷激发的电磁场225

7.3.1电磁场的相对论性变换225

7.3.2相对论条件下运动电荷的电磁场228

7.4电流磁场232

7.4.1毕奥一萨伐尔定律232

7.4.2毕奥一萨伐尔定律的应用233

7.5磁场的高斯定理238

7.5.1磁感线238

7.5.2磁通量239

7.5.3磁场中的高斯定理240

7.6安培环路定理及其应用241

7.6.1安培环路定理241

7.6.2安培环路定理的应用243

7.7磁场对电流的作用246

7.7.1安培定律246

7.7.2磁场对载流线圈的作用248

7.7.3安培力的功249

7.8磁介质中的高斯定理和安培环路定理251

7.8.1磁介质及其磁化机理251

7.8.2有磁介质时的高斯定理255

7.8.3有磁介质时的安培环路定理255

7.8.4铁磁质的磁化规律及磁化机制256

7.9生物电磁学简介260

7.9.1静电生物效应260

7.9.2生物磁场261

7.9.3磁生物效应262

7.9.4电磁生物效应263

本章要点264

习题265

第8章电磁感应与电磁场273

8.1电磁感应定律273

8.1.1电磁感应现象273

8.1.2法拉第电磁感应定律274

8.2动生电动势与感生电动势276

8.2.1动生电动势276

8.2.2感生电动势有旋电场278

8.2.3感生电场的应用281

8.3自感互感283

8.3.1自感283

8.3.2互感285

8.4磁场的能量288

8.4.1自感磁能288

8.4.2互感磁能289

8.4.3磁场的能量289

8.5麦克斯韦电磁场理论292

8.5.1两个基本假设和基本方程292

8.5.2麦克斯韦方程组295

8.6超导298

8.6.1超导体的基本性质之一：零电阻效应299

8.6.2超导体的基本性质之二：迈斯纳效应301

8.6.3两类超导体和磁通量子化303

8.6.4约瑟夫森效应304

8.6.5超导理论简介306

8.6.6高温超导307

8.6.7超导的应用308

8.7磁电子学简介310

8.7.1磁电阻效应310

8.7.2巨磁电阻效应310

8.7.3巨磁阻抗效应312

本章要点314

习题315

习题参考答案322

附录1矢量及其运算330

附录2常用物理量数值表336

参考文献337