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第Ⅰ篇 力学1

第1章 质点运动学1

1.1 质点运动及其描述2

1.1.1 位置矢量2

1.1.2 运动方程3

1.1.3 位移3

1.1.4 速度4

1.1.5 加速度6

1.2 运动学中的两类基本问题8

1.2.1 求导类型8

1.2.2 积分类型10

1.3 圆周运动及其描述13

1.3.1 圆周运动的角量表示13

1.3.2 切向加速度和法向加速度14

1.3.3 角量与线量的关系15

1.3.4 匀速圆周运动和匀变速圆周运动的规律16

1.4 相对运动18

1.4.1 时间与空间18

1.4.2 相对运动18

习题20

第2章 质点动力学23

2.1 牛顿运动定律概述　单位和量纲23

2.1.1 牛顿第一定律23

2.1.2 牛顿第二定律24

2.1.3 牛顿第三定律27

2.1.4 物理量的单位和量纲28

2.2 牛顿运动定律的应用29

2.2.1 第一类基本问题29

2.2.2 第二类基本问题30

2.3 动量与冲量　动量守恒定律32

2.3.1 质点的动量定理33

2.3.2 质点系的动量定理34

2.3.3 动量守恒定律35

2.4 功 动能定理36

2.4.1 变力的功37

2.4.2 质点的动能定理39

2.4.3 质点系的动能定理42

2.5 势能 机械能守恒定律43

2.5.1 保守力的功43

2.5.2 势能46

2.5.3 机械能守恒定律48

习题49

第3章 刚体绕定轴转动53

3.1 刚体转动的描述53

3.1.1 刚体运动的基本形式53

3.1.2 刚体绕定轴转动的描述54

3.2 力矩 转动定律 转动惯量57

3.2.1 力矩58

3.2.2 转动定律59

3.2.3 转动惯量60

3.2.4 刚体的转动动能60

3.3 角动量 角动量守恒定律64

3.3.1 质点的角动量和刚体的角动量64

3.3.2 刚体定轴转动的角动量定理65

3.3.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律66

习题70

第Ⅱ篇 热学74

第4章 气体动理论74

4.1 理想气体物态方程75

4.1.1 气体的物态参量 平衡杰75

4.1.2 理想气体物态方程76

4.2 理想气体的压强公式77

4.2.1 理想气体的微观模型77

4.2.2 分子热运动的基本特征77

4.2.3 理想气体的压强公式78

4.3 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系80

4.4 能量均分定理 理想气体的内能81

4.4.1 自由度81

4.4.2 能量均分定理82

4.4.3 理想气体的内能83

4.5 麦克斯韦气体分子速率分布律83

4.5.1 分子的速率分布函数83

4.5.2 麦克斯韦气体分子速率分布律84

4.5.3 3种统计速率85

习题87

第5章 热力学基础90

5.1 热力学第一定律90

5.1.1 准静态过程 功90

5.1.2 热力学第一定律92

5.2 理想气体等值过程 摩尔热容93

5.2.1 等体过程 定体摩尔热容93

5.2.2 等压过程 定压摩尔热容94

5.2.3 等温过程95

5.2.4 绝热过程 等温线和绝热线96

5.3 循环过程 卡诺循环99

5.3.1 循环过程99

5.3.2 热机和致冷机100

5.3.3 卡诺循环101

5.4 热力学第二定律 卡诺定理105

5.4.1 热力学第二定律105

5.4.2 可逆过程和不可逆过程106

5.4.3 卡诺定理106

习题107

第Ⅲ篇 电磁学111

第6章 静电场111

6.1 库仑定律112

6.2 电场强度113

6.2.1 电场强度113

6.2.2 电场强度的计算114

6.3 电通量 高斯定理120

6.3.1 电场线120

6.3.2 电通量121

6.3.3 静电场的高斯定理123

6.3.4 高斯定理的应用举例125

6.4 静电场的环路定理128

6.4.1 静电场力做功128

6.4.2 静电场的环路定理129

6.4.3 电势能130

6.5 电势131

6.5.1 电势 电势差131

6.5.2 点电荷电场的电势132

6.5.3 电势的计算132

6.6 等势面 场强与电势的微分关系135

6.6.1 等势面135

6.6.2 场强与电势的微分关系136

习题137

第7章 静电场中的导体和电介质140

7.1 静电场中的导体140

7.1.1 导体的静电平衡条件140

7.1.2 静电平衡导体上的电荷分布141

7.1.3 空腔导体 静电屏蔽142

7.2 静电场中的电介质144

7.2.1 电介质的极化144

7.2.2 电介质中的电场强度相对电容率146

7.3 有电介质时的高斯定理147

7.4 电容器 电容149

7.4.1 电容器 电容149

7.4.2 电容器的连接153

习题155

第8章 电流的磁场158

8.1 电流的磁场及其描述158

8.1.1 电流的磁场158

8.1.2 磁场的描述159

8.2 毕奥-萨伐尔定律162

8.3 安培环路定理166

8.4 磁场对电流的作用169

8.4.1 磁场对运动电荷的作用力169

8.4.2 磁场对载流导线的作用力172

8.4.3 磁场对载流线圈的作用力174

8.5 磁场中的磁介质175

8.5.1 磁介质及其分类175

8.5.2 磁介质的磁化规律176

习题178

第9章 电磁感应181

9.1 法拉第电磁感应定律 楞次定律181

9.1.1 电动势181

9.1.2 电磁感应现象 楞次定律182

9.1.3 法拉第电磁感应定律184

9.2 动生电动势与感生电动势186

9.2.1 动生电动势186

9.2.2 感生电动势188

9.2.3 涡电流190

9.3 自感与互感191

9.3.1 自感电动势 自感192

9.3.2 互感电动势 互感193

习题194

第Ⅳ篇 波动理论和波动光学第10章 振动197

10.1 简谐运动及其描述198

10.1.1 简谐运动方程198

10.1.2 描述简谐运动的几个重要物理量200

10.2 简谐运动的矢量图表示法204

10.3 简谐运动的能量207

10.4 阻尼振动 受迫振动 共振208

10.4.1 阻尼振动208

10.4.2 受迫振动209

10.4.3 共振209

10.5 同方向同频率的两个简谐运动的合成210

习题212

第11章 波动215

11.1 机械波的形成和描述215

11.1.1 机械波的形成215

11.1.2 机械波的描述216

11.1.3 波的基本特征量216

11.2 平面简谐波的波函数217

11.2.1 简谐波217

11.2.2 平面简谐波的波函数218

11.2.3 波函数的物理意义218

11.3 波的能量和强度223

11.3.1 波的能量223

11.3.2 波的强度224

11.4 波的叠加和干涉224

11.4.1 惠更斯原理224

11.4.2 波的叠加原理225

11.4.3 波的干涉226

11.4.4 驻波228

习题230

第12章 波动光学233

12.1 相干光234

12.1.1 光的相干性234

12.1.2 相干光的获得235

12.2 分波阵面干涉 光程235

12.2.1 杨氏双缝干涉实验235

12.2.2 光程与光程差238

12.2.3 洛埃德镜干涉240

12.3 分振幅干涉241

12.3.1 薄膜干涉——等倾干涉241

12.3.2 薄膜干涉——等厚干涉245

12.4 光的衍射249

12.4.1 光的衍射现象249

12.4.2 惠更斯-菲涅耳原理249

12.5 单缝的夫琅禾费衍射251

12.6 光栅衍射255

12.6.1 光栅255

12.6.2 光栅衍射255

12.6.3 光栅光谱257

12.7 光的偏振 马吕斯定律259

12.7.1 自然光和偏振光259

12.7.2 起偏与检偏260

12.7.3 马吕斯定律261

习题262

第Ⅴ篇 近代物理266

第13章 狭义相对论基础266

13.1 狭义相对论产生的背景266

13.1.1 经典力学时空观266

13.1.2 相对性原理267

13.1.3 电磁定律与相对性原理的矛盾268

13.1.4 迈克耳逊-莫雷实验269

13.2 狭义相对论的基本原理271

13.2.1 爱因斯坦的两个基本假设271

13.2.2 洛仑兹变换272

13.3 狭义相对论的时空观273

13.3.1 同时的相对性273

13.3.2 长度的相对性275

13.3.3 时间间隔的相对性276

习题277

第14章 量子物理279

14.1 热辐射 普朗克能量子假设279

14.1.1 黑体辐射279

14.1.2 普朗克量子假设281

14.2 光电效应 爱因斯坦的光子理论283

14.2.1 光电效应283

14.2.2 爱因斯坦的光子理论284

14.2.3 光的波粒二象性285

14.3 玻尔的氢原子理论286

14.3.1 氢原子光谱的规律286

14.3.2 玻尔的氢原子理论287

14.4 德布罗意波 实物粒子的二象性290

14.5 不确定度关系291

14.6 波函数 薛定谔方程294

14.6.1 波函数294

14.6.2 薛定谔方程296

14.7 激光技术的物理基础298

14.7.1 激光的基本原理298

14.7.2 激光的特性301

14.7.3 激光的应用302

习题303

习题参考答案305

参考文献319