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第1章 物质结构1

1.1 原子和分子2

1 原子结构2

2 分子结构9

1.2 物质存在的形态18

1 气体19

2 固体23

3 液体28

思考题33

第2章 经典力学35

2.1 运动及其描述36

1 空间和时间37

2 运动的描述42

3 伽利略变换46

2.2 质点动力学48

1 力49

2质点动力学方程52

3动量和冲量59

4能量60

5机械振动65

2.3 曲线运动71

1 曲线运动71

2行星的运动76

2.4 观测系中的牛顿第二定律83

1有关绝对参考系的讨论83

2非惯性参考系85

3测量本征加速度87

2.5 质点系87

1 两体运动88

2质点系的动量92

3质点系的能量94

4碰撞97

5质点系的角动量99

6质点系对质心的角动量100

2.6 刚体101

1平动和转动101

2刚体转动的描述102

3刚体的角动量105

4刚体的转动动能109

5刚体的一般运动112

6刚体的平衡113

7进动114

2.7 自由度及相关分析115

1相空间115

2 自由度117

3自由度分析的意义119

2.8 流体123

1流体运动的基本概念123

2连续性方程125

3欧拉方程127

4实际流体131

5物态方程131

6初始条件和边界条件132

7数值计算方法133

2.9 流体中的声波134

1波动的基本概念134

2波动方程137

3波动与振动的关系140

4波的能量和能流142

5驻波145

6波源148

7超声波和次声波150

8多普勒效应151

思考题153

习题155

第3章 热学160

3.1 气体热力学164

1气体的微观分子图像164

2气体分子自由度和碰撞165

3均匀气体的热力学状态166

4理想气体的热能与温度169

5气体的宏观热力学参量171

6理想气体的物态方程172

7理想气体的热容174

8非理想气体的热能和物态方程174

9气体热力学中能量传输过程178

10理想气体的热力学过程180

11理想气体的卡诺循环181

12气体热机的基本原理182

3.2 气体的热力学非平衡过程185

1 局域平衡态、热力学第二定律的含义186

2分子分布函数186

3均匀平衡态分布函数——麦克斯韦速度分布187

4局域平衡态分布函数——玻耳兹曼分子数密度分布191

5分布函数随时间的演化192

6 H定理193

7气体热力学状态的熵194

8热力学第二定律197

9卡诺定理199

10热力学函数199

11输运过程201

3.3 热力学的基本原理205

1 固体和液体的运动模式205

2 固体和液体热力学与气体热力学的关系209

3热平衡条件213

3.4 相变215

1相变过程215

2多相共存218

3蒸发与升华219

4自然界中的水循环220

思考题222

习题223

第4章 电磁学225

4.1 库仑定律226

1 电荷226

2库仑定律226

4.2 真空中的静电场228

1电场228

2电场强度228

3高斯定理 环路定理231

4电势235

5带电体在电场中受力及其运动240

4.3 静电场与物质的相互作用241

1静电场与导体的相互作用241

2静电场与电介质的相互作用244

3电容器及其电容248

4电场的能量252

4.4 电势的泊松方程 边界条件253

1泊松方程253

2边界条件254

4.5 恒定电流255

1恒定电流256

2电源及其电动势258

3欧姆定律及其微分形式258

4稳恒电路分析261

4.6 恒定磁场及其性质265

1磁现象265

2磁场的描述266

3毕奥－萨伐尔定律268

4磁场的高斯定理271

5磁场的安培环路定理271

4.7 磁场对运动电荷及电流的作用274

1磁场对运动电荷的作用274

2磁场对载流导线的作用279

4.8 磁介质281

1介质的磁化281

2有磁介质时的安培环路定理 高斯定理283

3铁磁质284

4.9 电磁感应287

1电磁感应定律288

2动生电动势291

3感生电动势293

4自感和互感295

5磁场能量297

4.10 交流电路298

1交流电的概念299

2交流电路分析303

思考题305

习题307

第5章 电磁波及信息传输313

5.1 麦克斯韦方程组314

1矢量运算与微分314

2涡旋电场和位移电流315

3麦克斯韦方程组318

4电磁场的边界条件319

5电磁波源与传播320

5.2 电磁波的传播321

1均匀介质中的电磁波波动方程321

2平面电磁波322

3电磁波的叠加原理325

4群速度326

5傅里叶分析概述327

6电磁波的频谱分布329

5.3 球面电磁波331

1球面电磁波331

2相干球面电磁波的信息传送334

3电磁波图像传输336

5.4 电磁波的反射与折射340

1 电磁波在介质界面上的反射与折射341

2介质的折射率344

5.5 不同频段电磁波的产生和传播346

1无线电波的几种传播方式346

2电磁波的产生348

3电磁波的应用与发展352

5.6 几何光学355

1几何光学近似的物理基础355

2几何光学中的基本概念356

3球面介质成像的傍轴条件356

4平面反射镜和球面反射镜成像357

5薄透镜成像358

6光学成像中的像差与色差360

7人眼结构与成像原理362

8光的偏振363

5.7 半球面波的相干叠加 图形传播与处理369

1光学系统中的光源及半球面波370

2多个相干点光源的干涉371

3图像传输及光学系统377

思考题382

习题383

第6章 狭义相对论385

6.1 洛伦兹变换386

1相对论的产生386

2洛伦兹变换关系389

6.2 相对论的质能公式394

1相对论动量和能量394

2相对论质能公式396

思考题399

习题400

习题答案401