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目录1

绪论1

§1 物理学研究的对象1

一、物质与运动1

二、自然界物质的层次结构2

三、物质间的基本相互作用3

＊§2 物理学发展简史4

一、物理学的萌芽4

二、经典物理学的建立和完善5

三、近代物理的产生和发展8

§3 物理学对社会进步和科技发展的作用9

第一章 质点的运动与牛顿定律11

§1.1 质点和质点的运动11

一、质点11

二、长度和时间的测量基准11

三、参考系和坐标系12

四、位矢13

五、位移14

七、加速度15

六、速度15

八、速度、加速度的分量式（一）16

九、角速度17

十、速度、加速度的分量式（二）18

十一、相对运动20

十二、例题21

§1.2 牛顿运动定律25

一、牛顿运动定律25

三、惯性参考系26

二、惯性运动和加速运动26

四、质量和力27

五、作用和反作用29

六、几种常见的力29

七、惯性力32

八、量纲34

九、例题36

§1.3 伽利略相对性原理42

思考题45

习题47

§2.1 爱因斯坦的基本假设53

第二章 狭义相对论的时空概念53

一、牛顿力学的时空性质54

二、爱因斯坦的基本假设和洛伦兹变换55

§2.2 洛伦兹变换和相对论时空性质57

一、同时的相对性57

二、长度的缩短58

三、时间的膨胀59

四、速度变换61

＊五、四维时空62

六、例题64

习题67

思考题67

第三章 守恒定律（一）69

§3.1 动量和动量守恒69

一、动量和动量定理69

二、一对质点的动量守恒70

三、质点系71

四、质心72

五、例题73

一、功75

§3.2 功与能 机械能守恒75

二、动能77

三、势能和保守力78

四、几种保守力和非保守力81

五、质点系的势能84

六、机械能和机械能守恒85

七、势能曲线87

§3.3 粒子碰撞 守恒定律应用举例89

一、弹性正碰和斜碰90

二、反应91

三、质心参考系92

四、守恒定律应用举例94

§3.4 相对论的质量、动量和能量98

一、相对论的动量-速度关系98

＊二、从一个例子来分析相对论的动量-速度关系99

三、相对论的质量-能量关系102

四、四维动量107

五、例题108

思考题110

习题113

第四章 守恒定律（二）121

§4.1 角动量和角动量守恒121

一、力矩121

二、角动量定理123

三、角动量守恒126

＊§4.2 行星运动128

一、用有效势能解行星运动问题128

二、约化质量132

三、例题134

＊§4.3 卢瑟福α粒子散射135

一、两种原子模型135

二、α粒子的散射过程136

三、散射α粒子在各个方向的分布138

§4.4 刚体运动139

一、刚体的运动139

二、刚体的动力学141

三、例题148

＊§4.5 守恒与对称150

思考题153

习题155

第五章 弹性体和流体161

§5.1 固体的弹性161

一、弹性体与流体161

二、应力和应变161

三、应力-应变曲线163

§5.2 流体的运动164

一、流体运动的描述164

二、连续性方程165

三、伯努利方程166

四、实际流体169

五、例题171

思考题172

习题174

第六章 振动178

§6.1 简谐振动178

一、弹簧振子178

二、简谐振动的特征量180

三、简谐振动的复数表示法181

四、简谐振动的能量183

五、线性谐振子184

六、几个例子185

七、简谐振动的一般特征188

八、微振动189

九、例题190

§6.2 振动的合成和分解194

一、同方向同频率的简谐振动的合成194

二、同方向不同频率的两个简谐振动的合成195

三、两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成196

四、两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成利萨如图形198

五、振动的分解199

§6.3 阻尼振动200

一、阻尼振动方程201

二、阻尼振动方程的解201

三、品质因数202

§6.4 受迫振动203

一、受迫振动方程203

二、共振204

三、隔振208

思考题209

习题211

第七章 波214

§7.1 机械波214

§7.2 简谐波215

一、简谐波215

二、波长、频率和波速217

三、波的几何描述217

四、简谐波的数学表示218

五、波矢和三维空间简谐波的数学表示220

六、例题221

§7.3 波的产生和传播222

一、波动方程223

二、波速224

三、波的能量225

四、能流密度227

五、地震震级和烈度229

§7.4 声波与电磁波230

一、声波230

二、电磁波233

三、例题234

§7.5 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射236

一、惠更斯原理236

二、波的衍射237

三、波的反射和折射定律237

四、介质阻抗238

五、反射系数与透射系数240

§7.6 波的叠加 干涉和驻波243

一、波的叠加原理243

二、波的干涉243

三、驻波245

四、简正模式247

五、例题249

§7.7 波包250

一、相速度和群速度250

＊二、波包253

＊三、色散255

＊四、孤波256

§7.8 多普勒效应258

一、声音的多普勒效应258

二、光的多普勒效应260

三、哈勃关系262

四、例题263

思考题264

习题265

第八章 波粒二象性268

§8.1 黑体辐射与能量量子化268

§8.2 光的粒子性272

一、光电效应272

二、康普顿效应276

三、电磁辐射具有粒子性的其它著名实验280

四、例题281

§8.3 实物粒子的波性285

一、德布罗意假设285

二、物质波的实验验证286

三、粒子波动性的应用286

四、例题287

§8.4 波函数的统计解释288

一、概率的一些基本概念288

三、电子和光子的双缝衍射292

二、物质波的概率解释292

§8.5 不确定关系293

一、不确定关系293

二、例题296

思考题298

习题299

第九章 薛定谔方程301

§9.1 薛定谔方程301

一、波函数的一些性质301

二、自由粒子的波函数302

三、态叠加原理303

四、薛定谔方程304

§9.2 定态薛定谔方程306

一、定态薛定谔方程306

二、本征方程和本征值307

三、本征函数的标准条件307

四、定态波函数的一些性质308

§9.3 一维无限深势阱309

一、薛定谔方程309

二、能级312

三、波函数313

四、宇称314

五、例题315

＊§9.4 一维线性谐振子316

一、经典的一维谐振子316

二、量子力学的一维线性谐振子317

三、谐振子的能量318

四、波函数和概率密度319

一、经典力学中的势垒问题320

§9.5 势垒贯穿与隧道效应320

二、一维方势垒的薛定谔方程321

三、波函数和概率密度函数322

＊四、隧道效应应用举例323

＊§9.6 力学量的平均值和算符表示326

一、力学量的平均值326

二、力学量的算符表示330

三、算符的一些基本性质331

四、例题331

思考题333

习题334

§10.1 氢原子光谱和玻尔模型336

一、原子的核型结构336

第十章 原子结构336

二、氢原子光谱338

三、玻尔模型的量子理论341

四、玻尔的氢原子模型和量子化342

五、氢原子量子化条件和圆运动参量343

六、例题347

一、薛定谔方程348

§10.2 粒子在中心势场中的运动348

二、角动量算符？z和？2的本征值和本征函数350

§10.3 氢原子的能级352

一、薛定谔方程352

二、定态波函数354

三、能级和简并355

四、概率密度和概率分布函数357

五、类氢离子的能级360

六、能级跃迁及选择定则360

一、轨道磁矩361

§10.4 磁场中的原子361

二、塞曼效应362

三、施特恩-格拉赫实验365

§10.5 电子自旋366

一、谱线的精细结构366

二、电子自旋366

三、自旋角动量算符的本征函数367

四、氢原子的定态波函数368

五、自旋和轨道磁矩之间的相互作用368

六、原子的总角动量369

七、磁共振370

§10.6 原子壳层结构与元素周期表372

一、单电子近似372

二、元素周期律与原子壳层结构372

三、各个元素的原子壳层结构——元素周期表378

四、泡利不相容原理382

五、X射线标识谱383

§10.7 分子386

一、化学键386

二、分子能级和分子光谱389

思考题393

习题394

＊第十一章 核与粒子396

§11.1 原子核的结构396

一、中子的发现396

二、原子核的电荷、质量及半径397

三、核力的基本性质399

四、结合能400

五、原子核的角动量和磁矩402

六、核结构模型403

七、例题406

§11.2 核衰变406

一、放射性衰变的规律407

二、天然放射性410

三、α衰变412

四、β衰变414

五、γ衰变和穆斯堡尔效应417

六、例题418

§11.3 核反应419

二、核反应的分类420

一、产生核反应的途径420

三、核反应的一般规律421

四、核反应的机制423

五、裂变424

六、聚变432

七、例题434

§11.4 粒子物理简介435

一、相互作用的种类436

二、粒子的分类440

三、守恒定律442

四、强子的夸克模型448

§11.5 大统一理论的发展近况450

一、标准模型450

二、大统一理论451

三、超弦理论452

思考题452

习题453

附录455

基本物理常量455

一些常用单位的换算因子456