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绪论1

一、物理学的研究内容简述1

二、物理学与其他自然科学和技术的关系2

三、物理学的研究方法3

四、怎样学好大学物理5

第一章 流体力学基础6

第一节 理想流体的定常流动6

一、理想流体的定常流动6

二、流线与流管6

三、理想流体的连续性原理7

第二节 伯努利方程及其应用8

一、伯努利方程8

二、伯努利方程的应用9

第三节 液体的黏滞性11

一、层流的黏滞定律11

二、泊肃叶定律12

第四节 物体在黏滞液体中的运动13

一、斯托克斯公式13

二、雷诺数和湍流14

拓展阅读 高速离心机原理及其应用15

本章摘要17

思考题18

练习题18

参考文献19

第二章 液体的表面性质20

第一节 液体的表面张力与表面能20

一、液体的表面张力20

二、液体的表面能21

三、液体的表面张力系数21

第二节 弯曲液面的附加压强23

一、球形液面的附加压强23

二、拉普拉斯公式25

第三节 润湿与不润湿 毛细现象26

一、润湿与不润湿26

二、毛细现象及其应用27

第四节 蒸发与凝结29

一、蒸发和凝结29

二、球形液面上方的饱和蒸气压30

三、土壤吸湿、凝结和人工降雨31

拓展阅读 植物体内水分的运输31

本章摘要33

思考题34

练习题35

参考文献36

第三章 气体动理论37

第一节 气体的微观图像37

一、分子数密度和分子的线度37

二、分子力38

三、分子的热运动特征38

第二节 理想气体39

一、理想气体的宏观性质39

二、理想气体的微观模型39

第三节 理想气体的压强和温度40

一、理想气体的压强40

二、理想气体的温度42

第四节 理想气体的内能43

一、自由度43

二、能量均分原理44

三、理想气体的内能45

第五节 气体分子速率的统计分布46

一、麦克斯韦速率分布律46

二、气体分子速率的三种统计值47

三、麦克斯韦速率分布规律的实验验证49

拓展阅读 温室效应49

本章摘要52

思考题53

练习题53

参考文献55

第四章 热力学56

第一节 热力学第一定律56

一、准静态过程56

二、内能、功与热量57

三、热力学第一定律58

第二节 热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用59

一、等体过程59

二、等压过程60

三、等温过程61

四、绝热过程63

第三节 循环过程65

一、循环过程65

二、卡诺循环67

第四节 热力学第二定律70

一、热力学第二定律的两种表述70

二、可逆过程与不可逆过程71

三、卡诺定理与克劳修斯不等式71

四、热力学第二定律的统计意义72

第五节 熵73

一、熵73

二、熵增加原理74

三、熵的微观本质75

四、熵的计算76

第六节 生物系统的热力学问题77

一、热力学第一定律的应用77

二、耗散结构78

三、生物有序79

拓展阅读 新能源技术80

本章摘要83

思考题85

练习题86

参考文献88

第五章 静电场90

第一节 电场强度90

一、电荷 电荷守恒定律90

二、库仑定律92

三、电场与电场强度93

四、电偶极子97

第二节 静电场的高斯定理98

一、电通量98

二、高斯定理99

三、高斯定理的应用100

第三节 静电场的环路定理 电势103

一、静电场力的功103

二、电势能104

三、电势104

四、电场强度与电势的关系107

第四节 电介质的极化109

一、电介质的极化109

二、电介质电泳 细胞电融合111

三、电介质中的高斯定理112

第五节 静电场的能量114

一、带电电容器的能量114

二、电场的能量115

拓展阅读 静电生物效应116

本章摘要117

思考题119

练习题120

参考文献123

第六章 稳恒磁场124

第一节 稳恒电流124

一、电流密度 稳恒电流124

二、电源和电动势126

第二节 磁场 磁感应强度127

一、磁场127

二、磁感应强度128

第三节 电流的磁场129

一、毕奥-萨伐尔定律129

二、毕奥-萨伐尔定律的应用130

三、磁矩132

第四节 磁场的高斯定理和安培环路定理133

一、磁场的高斯定理133

二、安培环路定理134

第五节 磁场对运动电荷和电流的作用137

一、磁场对运动电荷的作用137

二、安培力139

第六节 磁介质的磁化141

一、磁介质的分类 磁场强度141

二、磁介质中的磁高斯定理和安培环路定理143

三、铁磁质144

四、磁介质应用146

第七节 生物磁学简介147

拓展阅读 生物芯片技术及其在生命科学中的应用148

本章摘要151

思考题153

练习题154

参考文献157

第七章 电磁感应 电磁场158

第一节 法拉第电磁感应定律158

一、电磁感应现象158

二、法拉第电磁感应定律159

三、楞次定律159

第二节 动生和感生电动势161

一、动生电动势161

二、感生电动势与感生电场163

第三节 自感 互感与磁场的能量165

一、自感165

二、互感167

三、磁场的能量168

第四节 电磁场 麦克斯韦方程组169

一、位移电流169

二、电磁场 麦克斯韦方程组171

三、电磁波 电磁波谱173

拓展阅读 电磁场对生物体系的非热效应174

本章摘要176

思考题178

练习题179

参考文献180

第八章 振动与波动182

第一节 机械振动182

一、简谐振动的描述182

二、简谐振动的旋转矢量表示法183

三、简谐振动的能量185

四、阻尼振动185

五、受迫振动186

第二节 简谐振动的合成186

一、同方向同频率简谐振动的合成187

二、振动方向互相垂直的简谐振动的合成188

第三节 波动189

一、机械波的产生与传播189

二、平面简谐波的波动方程190

第四节 波的能量和强度193

一、波的能量193

二、波的强度 波的吸收194

第五节 波的衍射和干涉194

一、惠更斯原理194

二、波的衍射195

三、波的干涉195

第六节 声波与超声波197

一、声波197

二、超声波及其应用198

拓展阅读 混沌198

本章摘要200

思考题202

练习题202

参考文献204

第九章 波动光学205

第一节 光的本性205

一、光学发展简史205

二、光的电磁波特性206

三、光源207

第二节 光的相干性208

一、光波的叠加208

二、获得相干光的方法210

第三节 分波前法干涉210

一、杨氏双缝干涉210

二、洛埃镜实验212

第四节 分振幅法干涉213

一、薄膜干涉213

二、劈尖干涉与牛顿环216

三、迈克耳孙干涉仪219

第五节 光的衍射220

一、光的衍射现象220

二、惠更斯-菲涅耳原理221

三、单缝夫琅禾费衍射222

四、光栅衍射224

五、夫琅禾费圆孔衍射227

第六节 光的偏振229

一、自然光与偏振光229

二、起偏振230

第七节 偏振光的干涉235

第八节 旋光现象与圆二色性236

一、旋光现象236

二、圆二色性238

拓展阅读 激光技术应用238

本章摘要241

思考题243

练习题243

参考文献245

第十章 量子物理基础246

第一节 光的粒子性246

一、热辐射246

二、爱因斯坦光子理论250

三、康普顿散射251

第二节 实物粒子的波动性252

一、物质波252

二、不确定关系255

三、电子显微镜258

第三节 薛定谔方程及其应用258

一、波函数258

二、薛定谔方程259

三、薛定谔方程的应用260

四、隧道扫描显微镜263

五、原子力显微镜264

第四节 生物发光与生物超弱发光265

一、生物发光的分类266

二、生物发光的机理266

三、生物超微弱发光的检测及其应用267

拓展阅读 未来计算机267

本章摘要269

思考题271

练习题271

参考文献273

附录工 矢量的标积和矢积274

附录Ⅱ 常用基本物理常量276

附录Ⅲ 地球和太阳的一些常用数据277

练习题参考答案278