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第九章 振动1

9-1 简谐振动 振幅 周期和频率 相位2

一、简谐振动2

二、振幅4

三、周期和频率4

四、相位5

五、常量A和ψ的确定6

9-2 旋转矢量6

9-3 单摆和复摆11

一、单摆11

二、复摆12

9-4 简谐振动的能量13

9-5 简谐振动的合成16

一、两个同方向同频率简谐振动的合成16

二、两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成17

三、多个同方向同频率简谐振动的合成20

四、两个同方向不同频率简谐振动的合成拍21

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29

一、振荡电路 无阻尼自由电磁振荡29

二、无阻尼电磁振荡的振荡方程30

三、无阻尼电磁振荡的能量31

9-8 简述非线性系统33

问题36

习题37

第十章 波动44

10-1 机械波的几个概念45

一、机械波的形成45

二、横波与纵波45

三、波长 波的周期和频率 波速46

四、波线 波面 波前48

10-2 平面简谐波的波函数49

一、平面简谐波的波函数49

二、波函数的物理含义51

10-3 波的能量 能流密度55

一、波动能量的传播55

二、能流和能流密度57

10-4 惠更斯原理 波的衍射和干涉58

一、惠更斯原理58

二、波的衍射59

三、波的干涉60

10-5 驻波64

一、驻波的产生64

二、驻波方程65

三、相位跃变68

四、驻波的能量68

五、振动的简正模式69

10-6 多普勒效应71

一、波源不动，观察者相对介质以速度v0运动71

二、观察者不动，波源相对介质以速度v？运动72

三、波源与观察者同时相对介质运动73

10-7 平面电磁波77

一、电磁波的产生与传播77

二、平面电磁波的特性80

三、电磁波的能量81

四、电磁波谱82

10-8 声波 超声波与次声波84

一、声波84

二、超声波86

三、次声波87

问题87

习题89

第十一章 光学95

11-1 相干光97

11-2 杨氏双缝干涉 劳埃德镜99

一、杨氏双缝干涉99

二、杨氏双缝干涉的光强分布102

三、光程和光程差103

四、缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性105

五、劳埃德镜106

11-3 薄膜干涉108

一、薄膜干涉的光程差108

二、等倾干涉113

11-4 劈尖 牛顿环 迈克耳孙干涉仪113

一、劈尖113

二、牛顿环117

三、迈克耳孙干涉仪119

四、时间相干性121

11-5 光的衍射122

一、光的衍射现象122

二、惠更斯－菲涅耳原理124

三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射124

11-6 夫琅禾费单缝衍射125

11-7 夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领130

11-8 衍射光栅133

一、光栅134

二、光栅衍射条纹的形成135

三、衍射光谱138

四、X射线的衍射140

11-9 光的偏振性 马吕斯定律143

一、自然光 偏振光143

二、偏振片 起偏与检偏144

三、马吕斯定律145

11-10 反射光和折射光的偏振147

11-11 双折射149

一、双折射的寻常光和非常光149

二、惠更斯原理对双折射现象的解释152

三、1/4波片和半波片153

四、人为双折射现象153

11-12 偏振光的干涉155

一、椭圆偏振光和圆偏振光155

二、偏振光的干涉156

11-13 液晶158

一、液晶的分类158

二、液晶的电光效应与显示原理159

三、液晶显示160

11-14 几何光学162

一、几何光学基本定律162

二、光在平面上的反射和折射成像164

三、光在球面上的反射和折射成像165

四、薄透镜168

五、显微镜、望远镜和照相机171

问题173

习题177

第十二章 气体动理论184

12-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律185

一、气体的物态参量185

二、平衡态186

三、理想气体物态方程186

四、热力学第零定律188

12-2 物质的微观模型 统计规律性188

一、分子的线度和分子力188

二、分子热运动的无序性及统计规律性189

12-3 理想气体的压强公式191

一、理想气体的微观模型191

二、理想气体的压强公式192

12-4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系194

12-5 能量均分定理 理想气体的内能196

一、自由度196

二、能量均分定理199

三、理想气体的内能199

12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律200

一、测定气体分子速率分布的实验201

二、麦克斯韦气体分子速率分布律203

三、三种统计速率204

四、关于气体逃逸地球大气层问题和对克劳修斯的质疑206

12-7 玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式207

一、玻耳兹曼能量分布律207

二、重力场中的等温气压公式209

12-8 分子的平均碰撞频率和平均自由程210

12-9 气体的迁移现象212

一、黏性现象212

二、热传导现象213

三、扩散现象214

四、三种迁移系数215

12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程217

问题219

习题220

第十三章 热力学基础224

13-1 准静态过程 功 热量225

一、准静态过程225

二、功226

三、热量226

13-2 热力学第一定律 内能227

13-3 理想气体的等体过程和等压过程 摩尔热容229

一、等体过程 摩尔定容热容229

二、等压过程 摩尔定压热容231

三、固体热容234

四、比热容235

13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 多方过程236

一、等温过程236

二、绝热过程237

三、绝热线和等温线239

四、多方过程242

13-5 循环过程 卡诺循环243

一、循环过程243

二、热机和制冷机244

三、卡诺循环246

13-6 热力学第二定律的表述 卡诺定理250

一、热力学第二定律的两种表述250

二、可逆过程与不可逆过程252

三、卡诺定理253

四、能量品质253

13-7 熵熵增加原理254

一、熵254

二、熵变的计算257

三、熵增加原理259

四、熵增加原理与热力学第二定律259

13-8 热力学第二定律的统计意义262

一、熵与无序度262

二、无序度与微观状态数263

三、熵与热力学概率 玻耳兹曼关系式264

四、自组织现象266

13-9 信息熵简介267

一、信息和熵的关系267

二、信息量267

三、信息熵268

问题269

习题270

第十四章 相对论278

14-1 伽利略变换式 经典力学的绝对时空观280

一、伽利略变换式 经典力学的相对性原理280

二、经典力学的绝对时空观282

14-2 迈克耳孙－莫雷实验否定绝对参考系的存在282

14-3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式285

一、狭义相对论的基本原理285

二、洛伦兹变换式286

三、洛伦兹速度变换式287

14-4 狭义相对论的时空观289

一、同时的相对性289

二、长度的收缩291

三、时间的延缓293

四、关于时间延缓和长度收缩的实验证明294

14-5 光的多普勒效应295

14-6 相对论性动量和能量298

一、动量与速度的关系298

二、狭义相对论力学的基本方程299

三、质量与能量的关系300

四、质能公式在原子核裂变和聚变中的应用303

五、动量与能量的关系305

14-7 等离子体与受控核聚变307

一、等离子体及其基本性质307

二、等离子体在磁场中的特性308

三、受控核聚变的展望309

14-8 广义相对论简介310

一、广义相对论的等效原理310

二、广义相对论时空特性的几个例子312

问题314

习题316

第十五章 量子物理319

15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设321

一、黑体 黑体辐射321

二、斯特藩－玻耳兹曼定律 维恩位移定律322

三、黑体辐射的瑞利－金斯公式 经典物理的困难324

四、普朗克假设 普朗克黑体辐射公式327

15-2 光电效应 光的波粒二象性332

一、光电效应实验的规律332

二、光子爱因斯坦方程333

三、光电效应在近代技术中的应用336

四、光的波粒二象性337

15-3 康普顿效应338

15-4 氢原子的玻尔理论343

一、近代氢原子观的回顾343

二、氢原子的玻尔理论及其困难348

15-5 弗兰克－赫兹实验351

15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性352

一、德布罗意假设353

二、德布罗意波的实验证明355

三、应用举例358

四、德布罗意波的统计解释359

15-7 不确定关系359

15-8 量子力学简介362

一、波函数 概率密度363

二、薛定谔方程365

三、一维势阱问题367

四、对应原理370

五、一维方势垒 隧道效应372

15-9 氢原子的量子理论简介373

一、氢原子的薛定谔方程373

二、三个量子数375

三、氢原子在基态时的径向波函数和电子的分布概率377

15-10 多电子原子中的电子分布379

一、电子自旋自旋磁量子数379

二、多电子原子中的电子分布381

15-11 激光386

一、自发辐射 受激辐射386

二、激光原理387

三、激光器389

四、激光的特性和应用390

15-12 半导体391

一、固体的能带391

二、本征半导体和杂质半导体393

三、pn结395

四、光生伏打效应397

15-13 超导电性398

一、超导体的转变温度398

二、超导体的主要特性399

三、超导电性的BCS理论400

四、超导的应用前景401

五、简介约瑟夫森效应402

15-14 扫描隧穿显微镜402

一、STM的原理简介403

二、STM的工作方式404

三、STM的应用404

四、STM的发展405

15-15 纳米材料简介407

一、纳米效应407

二、纳米材料的制备409

三、与碳纳米有关的两种新材料409

问题411

习题413

第十六章 原子核与粒子物理简介417

16-1 原子核的基本性质和规律418

一、原子核的基本性质418

二、原子核的变化及其规律422

16-2 粒子的相互作用及粒子分类426

一、相互作用426

二、粒子分类428

三、粒子的观察430

16-3 守恒定律、对称性和标准模型430

一、守恒量与对称性430

二、标准模型432

问题432

习题432

习题答案434

索引443

照片说明454