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第1章 质点运动学1

1.1 矢量1

1.1.1 矢量的定义和表示方法1

1.1.2 矢量的加法与减法2

1.1.3 矢量的乘法3

1.1.4 矢量在直角坐标系中的表示4

1.1.5 矢量的导数6

1.2 质点运动的描述7

1.2.1 参考系 坐标系7

1.2.2 质点 质点系8

1.2.3 位置矢量8

1.3 质点的位移、速度、加速度9

1.3.1 位移9

1.3.2 速度10

1.3.3 加速度11

1.4 质点的曲线运动12

1.4.1 平面自然坐标系13

1.4.2 速度和加速度在自然坐标系中的解析表示13

1.5 运动学的两类问题16

1.5.1 运动学的第一类问题16

1.5.2 运动学的第二类问题16

复习思考题17

第2章 质点动力学22

2.1 牛顿运动定律23

2.1.1 牛顿运动三定律23

2.1.2 基本力简介25

2.1.3 牛顿定律的应用 动力学中的两类基本问题27

2.2 力的时间积累效应 动量守恒定律28

2.2.1 质点的动量定理28

2.2.2 质点系的动量定理29

2.2.3 动量守恒定律30

2.3 力的空间积累效应 机械能守恒定律32

2.3.1 功 功率32

2.3.2 质点的动能定理33

2.3.3 几种常见力的功34

2.3.4 保守力35

2.3.5 势能36

2.3.6 质点系的动能定理和功能原理37

2.3.7 机械能守恒38

2.3.8 能量守恒定律38

2.4 质点的角动量39

2.4.1 质点的角动量39

2.4.2 质点的角动量守恒定律40

复习思考题41

第3章 刚体力学48

3.1 刚体运动的描述48

3.1.1 平动和转动48

3.1.2 描述定轴转动的物理量49

3.2 刚体定轴转动定律51

3.2.1 力矩51

3.2.2 转动定律52

3.2.3 转动惯量53

3.3 定轴转动的动能定理55

3.3.1 力矩的功55

3.3.2 转动动能56

3.3.3 动能定理56

3.4 角动量守恒定律58

3.4.1 刚体对定轴的角动量58

3.4.2 角动量定理58

3.4.3 角动量守恒定律59

3.5 进动61

复习思考题62

第4章 流体的运动65

4.1 流体的主要物理性质66

4.1.1 惯性66

4.1.2 压缩性66

4.1.3 黏性67

4.1.4 作用在流体上的力70

4.2 理想流体的定常流动71

4.2.1 描述流体运动的两种方法71

4.2.2 流体运动的基本概念72

4.2.3 连续性方程73

4.2.4 伯努利方程及其应用75

4.3 黏性流体的运动82

4.3.1 黏性流体的两种流动状态82

4.3.2 黏性流体的运动规律84

4.3.3 能量损失85

4.3.4 圆管中的层流运动86

4.4 斯托克斯定律88

复习思考题89

第5章 相对论94

5.1 牛顿的时空观和伽利略变换94

5.1.1 牛顿的时空观（经典力学的时空观）94

5.1.2 伽利略变换95

5.2 狭义相对论基本原理97

5.2.1 伽利略变换的局限性97

5.2.2 狭义相对论的基本原理97

5.3 洛伦兹变换98

5.3.1 洛伦兹时空变换98

5.3.2 洛伦兹速度变换100

5.4 狭义相对论的时空观101

5.4.1 同时的相对性102

5.4.2 长度收缩（动尺缩短）103

5.4.3 时间膨胀（动钟变慢）103

5.4.4 因果律对运动速度的限制104

5.5 相对论动力学105

5.5.1 相对论的质量105

5.5.2 相对论的动量107

5.5.3 相对论动能107

5.5.4 相对论能量 质能关系108

5.5.5 相对论的能量与动量的关系108

5.6 广义相对论简介109

5.6.1 广义相对性原理109

5.6.2 引力质量与惯性质量的关系110

5.6.3 等效原理111

5.6.4 爱因斯坦引力场方程与万有引力定律的关系112

5.6.5 时空弯曲113

5.6.6 实验验证113

复习思考题115

第6章 振动与波118

6.1 简谐振动118

6.1.1 弹簧振子模型118

6.1.2 线性回复力121

6.1.3 简谐振动的旋转矢量图示法122

6.1.4 简谐振动的能量123

6.2 简谐振动的合成125

6.2.1 相同方向上同频率简谐振动的合成125

6.2.2 相同方向上不同频率的两个简谐振动的合成、拍现象126

6.2.3 相互垂直方向上简谐振动的合成127

6.3 阻尼振动 受迫振动共振128

6.3.1 阻尼振动128

6.3.2 受迫振动、共振129

6.4 机械波的产生和传播130

6.4.1 机械波的产生130

6.4.2 波长、周期和波的传播速度131

6.4.3 惠更斯原理131

6.5 平面简谐波132

6.5.1 平面简谐波的波动表达式133

6.5.2 波动方程134

6.5.3 波的能量和波的强度135

6.5.4 介质对波的吸收136

6.6 波的叠加 波的干涉137

6.6.1 波的叠加137

6.6.2 波的干涉137

6.6.3 驻波138

6.7 声波140

6.7.1 声强级和听觉区域140

6.7.2 多普勒效应140

6.7.3 超声波142

复习思考题143

第7章 分子物理学149

7.1 分子热运动及其统计规律149

7.1.1 分子动理论的基本观点149

7.1.2 分子热运动的统计规律性150

7.2 理想气体分子动理论151

7.2.1 理想气体的物态方程151

7.2.2 理想气体的微观模型151

7.2.3 理想气体的压强公式152

7.2.4 理想气体的能量公式154

7.3 能量均分定理155

7.3.1 自由度155

7.3.2 能量均分定理156

7.4 麦克斯韦速率分布规律157

7.4.1 测定气体分子速率分布的实验157

7.4.2 麦克斯韦速率分布律158

7.4.3 平均自由程和平均碰撞频率160

7.5 真实气体160

7.5.1 真实气体的等温线161

7.5.2 范德瓦耳斯方程162

7.6 气体内的迁移现象164

7.6.1 热传导现象164

7.6.2 扩散现象164

复习思考题165

第8章 静电场168

8.1 库仑定律 电场强度168

8.1.1 电荷168

8.1.2 库仑定律169

8.1.3 电场强度169

8.2 高斯定理172

8.2.1 电场线172

8.2.2 电通量172

8.2.3 高斯定理173

8.3 环路定理 电势178

8.3.1 静电场的环路定理178

8.3.2 电势能 电势180

8.3.3 电场强度与电势的关系183

8.4 静电场中的导体185

8.4.1 导体的静电平衡条件185

8.4.2 静电平衡时导体的性质185

8.4.3 空腔导体和静电屏蔽186

8.5 电容189

8.5.1 孤立导体的电容189

8.5.2 电介质对电场的影响189

8.5.3 电容器的电容192

8.5.4 电容器电容的计算192

8.6 静电场的能量194

8.6.1 电荷系统的静电能194

8.6.2 电容器的能量195

8.6.3 电场的能量和能量密度195

复习思考题196

第9章 磁场202

9.1 磁场 磁感应强度202

9.1.1 磁场202

9.1.2 磁感应强度203

9.1.3 磁感应线203

9.1.4 磁通量204

9.1.5 磁场的高斯定理204

9.2 毕奥—萨伐尔定律205

9.2.1 毕奥—萨伐尔定律205

9.2.2 运动电荷的磁场206

9.3 安培环路定理208

9.4 磁场对运动电荷的作用212

9.4.1 洛伦兹力212

9.4.2 质谱仪213

9.4.3 霍耳效应214

9.5 磁场对电流的作用 磁矩215

9.5.1 安培定律215

9.5.2 磁场对载流线圈的作用磁矩218

9.6 磁介质219

9.6.1 磁介质219

9.6.2 磁导率221

9.6.3 铁磁质222

复习思考题223

第10章 电磁感应228

10.1 电磁感应定律228

10.1.1 电磁感应现象228

10.1.2 电磁感应的基本定律229

10.1.3 有旋电场231

10.1.4 涡电流232

10.2 自感233

10.2.1 自感现象、自感系数233

10.2.2 RL电路234

10.3 磁场的能量236

10.4 电磁场及其传播238

10.4.1 位移电流238

10.4.2 麦克斯韦电磁场基本方程240

10.4.3 电磁波的产生和传播241

10.4.4 电磁波的能量243

10.4.5 电磁波谱244

复习思考题245

第11章 光的干涉248

11.1 光的干涉条件249

11.1.1 光的相干条件249

11.1.2 相干光源251

11.2 双缝干涉252

11.2.1 杨氏双缝实验252

11.2.2 劳埃镜实验253

11.3 光程和光程差254

11.4 薄膜干涉256

11.4.1 薄膜干涉256

11.4.2 劈尖干涉260

11.4.3 牛顿环261

11.5 干涉仪262

复习思考题263

第12章 光的衍射266

12.1 惠更斯-菲涅耳原理266

12.1.1 光的衍射现象266

12.1.2 惠更斯-菲涅耳原理266

12.1.3 衍射的分类267

12.2 单缝衍射268

12.3 衍射光栅271

12.3.1 光栅衍射271

12.3.2 光栅光谱274

12.4 夫琅和费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领274

12.4.1 圆孔衍射274

12.4.2 光学仪器的分辨本领275

12.4.3 显微镜的鉴别距离277

12.5 X射线的衍射277

12.5.1 X射线（伦琴射线）277

12.5.2 劳厄实验278

12.5.3 布拉格方程278

12.5.4 X射线衍射方法279

12.5.5 X射线衍射的应用280

复习思考题280

第13章 光的偏振283

13.1 自然光和偏振光283

13.2 反射光和折射光的偏振284

13.3 起偏和检偏 马吕斯定律285

13.3.1 起偏和检偏285

13.3.2 马吕斯定律286

13.4 光的双折射287

13.5 偏振光的干涉288

13.5.1 椭圆偏振光 圆偏振光288

13.5.2 偏振光的干涉290

13.6 旋光现象291

13.6.1 旋光性291

13.6.2 圆二色性292

复习思考题293

第14章 光的粒子性295

14.1 热辐射295

14.1.1 热辐射现象295

14.1.2 基尔霍夫定律296

14.1.3 黑体辐射定律297

14.1.4 普朗克量子假设298

14.2 光电效应300

14.2.1 光电效应及实验规律300

14.2.2 经典理论在解释光电效应时遇到的困难301

14.2.3 爱因斯坦的光子学说302

14.2.4 光电效应的应用303

14.3 康普顿效应303

14.3.1 康普顿散射实验303

14.3.2 康普顿散射的理论解释304

14.4 光的波粒二象性306

复习思考题306

第15章 量子物理基础308

15.1 玻尔氢原子理论308

15.1.1 氢原子光谱308

15.1.2 玻尔的氢原子理论310

15.2 德布罗意物质波314

15.2.1 物质波314

15.2.2 物质波的实验证明316

15.3 不确定度关系318

15.3.1 动量坐标的不确定度关系318

15.3.2 时间能量的不确定度关系320

15.4 波函数 薛定谔方程321

15.4.1 波函数及其统计解释321

15.4.2 薛定谔方程323

15.4.3 一维无限深势阱中的粒子325

15.4.4 一维方势垒的穿透328

15.5 氢原子330

15.5.1 氢原子的薛定谔方程330

15.5.2 量子化与量子数331

15.5.3 电子云332

15.6 电子自旋333

15.6.1 施特恩-格拉赫实验333

15.6.2 电子自旋的描述334

15.6.3 原子的电子壳层结构335

复习思考题336

第16章 现代物理专题339

16.1 原子核339

16.1.1 原子核的基本性质339

16.1.2 原子核的放射性衰变347

16.1.3 核反应352

16.1.4 射线与物质的相互作用354

16.1.5 射线的剂量与防护356

16.1.6 放射性核素的应用357

16.2 核磁共振358

16.2.1 核子与原子的自旋和磁矩358

16.2.2 核磁共振360

16.2.3 核磁共振的应用363

16.3 激光364

16.3.1 激光产生原理364

16.3.2 激光的特点368

16.3.3 激光的应用369

复习思考题371