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目录1

第九章 振动1

9-1 简谐运动 振幅 周期和频率 相位1

一、简谐运动1

二、振幅3

三、周期和频率3

四、相位5

五、常数A和？的确定5

9-2 旋转矢量6

9-3 单摆和复摆10

一、单摆10

二、复摆11

9-4 简谐运动的能量13

9-5 简谐运动的合成15

一、两个同方向同频率简谐运动的合成15

二、两个相互垂直的同频率的简谐运动的合成17

三、多个同方向同频率简谐运动的合成19

四、两个同方向不同频率简谐运动的合成拍20

9-6 阻尼振动 受迫振动 共振23

一、阻尼振动23

二、受迫振动26

三、共振27

9-7 电磁振荡28

一、振荡电路 无阻尼自由电磁振荡28

二、无阻尼电磁振荡的振荡方程29

三、无阻尼自由电磁振荡的能量31

9-8 简述非线性系统32

问题35

习题37

第十章 波动43

10-1 机械波的几个概念43

一、机械波的形成43

二、横波与纵波44

三、波长 波的周期和频率 波速45

四、波线 波面 波前47

一、平面简谐波的波函数48

10-2 平面简谐波的波函数48

二、波函数的物理含义50

10-3 波的能量 能流密度54

一、波动能量的传播54

二、能流和能流密度56

10-4 惠更斯原理 波的衍射和干涉57

一、惠更斯原理57

二、波的衍射59

三、波的干涉59

10-5 驻波64

一、驻波的产生64

二、驻波方程65

三、相位跃变67

四、驻波的能量68

五、振动的简正模式68

10-6 多普勒效应70

二、观察者不动，波源相对介质以速度vs运动71

一、波源不动，观察者相对介质以速度v0运动71

三、波源与观察者同时相对介质运动72

10-7 平面电磁波75

一、电磁波的产生与传播76

二、平面电磁波的特性79

三、电磁波的能量80

四、电磁波谱81

一、声波83

10-8 声波 超声波与次声波83

二、超声波85

三、次声波86

问题86

习题88

第十一章 光学93

11-1 相干光94

11-2 杨氏双缝干涉 劳埃德镜97

一、杨氏双缝干涉97

三、劳埃德镜100

二、缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性100

11-3 光程 薄膜干涉102

一、光程102

二、透镜不引起附加的光程差103

三、薄膜干涉104

四、等倾干涉107

11-4 劈尖 牛顿环108

一、劈尖108

二、牛顿环111

11-5 迈克耳孙干涉仪 时间相干性114

一、迈克耳孙干涉仪114

二、时间相干性116

11-6 光的衍射116

一、光的衍射现象116

二、惠更斯-菲涅耳原理118

三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射119

11-7 单缝衍射120

11-8 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领125

11-9 衍射光栅128

一、光栅128

二、光栅衍射条纹的形成130

三、衍射光谱132

四、X射线的衍射133

11-10 光的偏振性 马吕斯定律136

一、自然光 偏振光137

二、偏振片 起偏与检偏138

三、马吕斯定律139

11-11 反射光和折射光的偏振140

11-12 双折射142

一、双折射的寻常光和非常光142

二、惠更斯原理对双折射现象的解释144

三、1/4波片和半波片145

四、人为双折射现象146

11-13 液晶显示147

一、液晶的分类148

二、液晶的电光效应与显示原理149

三、液晶显示151

11-14 几何光学151

一、几何光学基本定律151

二、光在平面上的反射和折射成像153

三、光在球面上的反射和折射成像154

四、薄透镜157

五、显微镜、望远镜和照相机160

问题162

习题166

第十二章 气体动理论172

12-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律172

一、气体的物态参量172

二、平衡态173

三、理想气体物态方程174

四、热力学第零定律175

12-2 物质的微观模型 统计规律性176

一、分子的线度和分子力176

二、分子热运动的无序性及统计规律性177

12-3 理想气体的压强公式178

一、理想气体的微观模型179

二、理想气体的压强公式179

12-4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系182

12-5 能量均分定理 理想气体内能183

一、自由度183

二、能量均分定理186

三、理想气体的内能187

12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律188

一、测定气体分子速率分布的实验189

二、麦克斯韦气体分子速率分布定律190

三、三种统计速率191

四、关于气体逃逸地球大气层问题和对克劳修斯的质疑193

12-7 玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式194

一、玻耳兹曼能量分布律194

二、重力场中的等温气压公式196

12-8 分子平均碰撞次数和平均自由程197

12-9 气体的迁移现象199

一、粘滞现象200

二、热传导现象201

三、扩散现象201

四、三种迁移系数202

12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程204

问题206

习题207

第十三章 热力学基础211

13-1 准静态过程 功 热量211

一、准静态过程211

二、功212

三、热量213

13-2 热力学第一定律 内能214

13-3 理想气体的等体过程和等压过程 摩尔热容215

一、等体过程 摩尔定体热容215

二、等压过程 摩尔定压热容217

三、固体热容220

四、比热容221

13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 多方过程222

一、等温过程222

二、绝热过程223

三、绝热线和等温线225

四、多方过程228

13-5循环过程 卡诺循环229

一、循环过程229

二、热机和致冷机230

三、卡诺循环232

13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理235

一、热力学第二定律的两种表述236

二、可逆过程与不可逆过程237

三、卡诺定理239

四、能量品质239

13-7 熵 熵增加原理240

一、熵240

二、熵变的计算243

三、熵增加原理244

四、熵增加原理与热力学第二定律245

13-8 热力学第二定律的统计意义247

一、玻耳兹曼关系式——熵与热力学概率247

二、无序度与热力学概率249

三、自组织现象250

13-9 信息熵简介251

一、信息和熵的关系251

三、信息熵252

二、信息量252

问题253

习题255

第十四章 相对论261

14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观262

一、伽利略变换式 经典力学的相对性原理262

二、经典力学的绝对时空观264

14-2 迈克耳孙-莫雷实验264

一、狭义相对论的基本原理267

14-3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式267

二、洛伦兹变换式268

三、洛伦兹速度变换式270

14-4 狭义相对论的时空观271

一、同时的相对性271

二、长度的收缩273

三、时间的延缓275

四、关于时间延缓和长度收缩的实验证明276

14-5 光的多普勒效应277

14-6 相对论性动量和能量279

一、动量与速度的关系279

二、狭义相对论力学的基本方程281

三、质量与能量的关系282

四、质能公式在原子核裂变和聚变中的应用285

五、能量与动量的关系286

14-7 等离子体与受控核聚变288

一、等离子体及其基本性质288

二、等离子体在磁场中的特性289

三、受控核聚变的展望290

14-8 广义相对论简介292

一、广义相对论的等效原理292

二、广义相对论时空特性的几个例子293

问题296

习题297

第十五章 量子物理300

15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设301

一、黑体 黑体辐射301

二、斯特藩-玻耳兹曼定律 维恩位移定律302

三、黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难304

四、普朗克假设 普朗克黑体辐射公式307

15-2 光电效应 光的波粒二象性309

一、光电效应实验的规律310

二、光子爱因斯坦方程311

三、光电效应在近代技术中的应用314

四、光的波粒二象性315

15-3 康普顿效应316

15-4 氢原子的玻尔理论320

一、近代氢原子观的回顾320

二、氢原子的玻尔理论及其困难325

15-5 弗兰克-赫兹实验328

15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性330

一、德布罗意假设330

二、德布罗意波的实验证明333

三、应用举例335

四、德布罗意波的统计解释336

15-7 不确定关系336

15-8 量子力学简介339

一、波函数 概率密度340

二、薛定谔方程342

三、一维势阱问题344

四、对应原理347

五、一维方势垒 隧道效应348

一、氢原子的薛定谔方程349

15-9 氢原子的量子理论简介349

二、三个量子数351

三、氢原子在基态时的径向波函数和电子的分布概率353

15-10 多电子原子中的电子分布356

一、电子自旋 自旋磁量子数356

二、多电子原子中的电子分布357

15-11 激光362

一、自发辐射 受激辐射362

二、激光原理363

三、激光器365

四、激光的特性和应用366

15-12 半导体367

一、固体的能带367

二、本征半导体和杂质半导体369

三、pn结371

15-13 超导电性373

一、超导体的转变温度373

四、光生伏特效应373

二、超导体的主要特性375

三、超导电性的BCS理论376

四、超导的应用前景377

15-14 扫描显微镜378

一、STM的原理简介378

二、STM的工作方式379

三、STM的应用380

四、STM的发展380

一、纳米效应383

15-15 纳米材料简介383

二、纳米材料的制备384

三、一种纳米新材料——碳纳米管385

四、应用385

问题387

习题388

下册习题答案392

索引400

照片说明410