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1力与运动1

1.1质点运动学1

1.1.1质点运动的描述1

1.1.2质点的位矢和运动方程3

1.1.3位移和速度4

1.1.4加速度9

1.1.5运动学两类问题14

1.2质点动力学17

1.2.1牛顿运动定律17

1.2.2相互作用力21

1.2.3牛顿运动定律的应用24

1.3时空观29

1.3.1伽利略变换 力学相对性原理29

1.3.2狭义相对论的基本假设32

1.3.3狭义相对论的时空观34

习题140

思考题143

2运动定理47

2.1动量定理47

2.1.1动量和冲量47

2.1.2动量定理48

2.1.3动量守恒定律51

2.1.4火箭的运动53

2.2功与能54

2.2.1功 动能定理55

2.2.2保守力与势能61

2.2.3机械能守恒定律66

2.3角动量定理71

2.3.1角动量定理71

2.3.2角动量守恒定律73

2.4刚体的角动量75

2.4.1外力矩及对转轴的分量76

2.4.2定轴转动刚体的角动量76

2.4.3刚体定轴转动定律78

习题281

思考题286

3机械振动与机械波88

3.1简谐振动88

3.1.1简谐振动的判据88

3.1.2描述简谐振动的物理量91

3.1.3简谐振动的速度、加速度93

3.1.4简谐振动的能量93

3.1.5简谐振动的几何表示94

3.2简谐振动的合成97

3.2.1同方向同频率振动的叠加97

3.2.2两个同方向不同频率简谐振动的叠加拍98

3.3机械波的产生与传播99

3.3.1机械波的产生条件99

3.3.2机械波的传播特点100

3.3.3波长、频率和波速101

3.3.4波的几何描述102

3.4简谐波102

3.4.1一维平面简谐波的表达式102

3.4.2行波表达式的意义104

3.5简谐波的能量106

3.5.1有平面简谐波传播介质中质元的能量107

3.5.2能流和能流密度108

3.6波的传播与叠加108

3.6.1惠更斯原理108

3.6.2波的干涉110

3.7多普勒效应113

3.7.1波源静止，观察者运动113

3.7.2波源运动，观察者静止114

3.7.3波源和观察者都运动114

习题3115

思考题3119

4平衡态与分子热运动的统计规律121

4.1热力学系统的状态121

4.2热力学第零定律122

4.2.1热力学第零定律122

4.2.2温度122

4.3状态方程123

4.4理想气体微观模型及统计假设124

4.4.1理想气体微观模型124

4.4.2统计假设125

4.5速率分布函数与速度分布函数125

4.5.1分子速率分布函数125

4.5.2麦克斯韦速率分布律127

4.6压强与温度的微观解释129

4.6.1压强公式129

4.6.2温度的微观意义130

4.7能量按自由度均分定理131

4.8真实气体 范德瓦耳斯方程133

4.8.1分子体积修正134

4.8.2分子引力引起的修正134

4.8.3范德瓦耳斯方程135

习题4135

思考题4137

5热力学定律139

5.1准静态过程139

5.2功、内能和传热140

5.2.1功140

5.2.2内能140

5.2.3传热142

5.3热力学第一定律143

5.4热力学第一定律的应用144

5.4.1等体过程144

5.4.2等压过程145

5.4.3等温过程146

5.4.4绝热过程146

5.5循环过程和热机的效率149

5.5.1正循环和逆循环150

5.5.2卡诺循环151

5.6热力学第二定律152

5.7可逆过程和不可逆过程153

5.7.1可逆过程和不可逆过程153

5.7.2热力学第二定律的意义155

5.8卡诺定理156

5.8.1卡诺定理156

5.8.2能量的退化156

习题5158

思考题5160

6静电场163

6.1基本概念163

6.1.1电荷163

6.1.2库仑定律164

6.1.3电力叠加原理165

6.2电场与电场强度165

6.2.1电场165

6.2.2电场强度165

6.2.3电场强度的计算166

6.3高斯定理169

6.3.1电场线169

6.3.2电通量170

6.3.3高斯定理171

6.4环流定理 电势173

6.4.1电场力做功173

6.4.2电势能和电势174

6.4.3电势叠加原理175

6.4.4等势面177

6.5静电场与物质的相互作用177

6.5.1静电场中的导体178

6.5.2静电场中的电介质182

6.6电容和电容器186

6.6.1孤立导体的电容186

6.6.2电容器的电容187

6.7静电场的能量188

6.7.1带电体系的静电能188

6.7.2带电电容器的静电能191

6.7.3静电场的能量191

习题6193

思考题6196

7电流与磁场200

7.1电流与电源200

7.2磁场的磁感应强度201

7.3毕奥-萨伐尔定律202

7.4磁场的基本规律205

7.4.1磁感应强度线与磁通量205

7.4.2磁场的高斯定理205

7.4.3安培环路定理206

7.5磁场对电流的作用209

7.5.1安培力公式209

7.5.2载流线圈在磁场中受到的作用210

7.5.3安培力的功212

7.6带电粒子在均匀磁场中的运动213

7.7磁场与物质的相互作用214

7.7.1物质的磁化214

7.7.2介质中磁场的基本规律215

习题7217

思考题7221

8电磁场223

8.1电磁感应223

8.1.1电磁感应现象223

8.1.2法拉第电磁感应定律224

8.2动生电动势226

8.3感生电动势228

8.3.1感生电动势与感应电场228

8.3.2涡旋电场产生的效应与应用231

8.4自感和互感232

8.4.1自感232

8.4.2互感234

8.5磁场能量235

8.6电磁场方程237

8.6.1位移电流237

8.6.2麦克斯韦电磁场方程组239

8.7电磁波240

习题8242

思考题8248

9光251

9.1光的相干性251

9.1.1光源的发光机理251

9.1.2光的相干性252

9.1.3光程与光程差253

9.2光的干涉254

9.2.1杨氏双缝实验254

9.2.2薄膜干涉257

9.3光的衍射261

9.3.1单缝夫琅禾费衍射261

9.3.2圆孔衍射 光学仪器的分辨本领263

9.3.3衍射与信息265

9.4光的量子性266

9.4.1普朗克的能量子假说267

9.4.2爱因斯坦的光量子假设269

9.4.3康普顿效应272

9.4.4氢原子光谱 玻尔理论273

习题9277

思考题9281

10量子力学基础284

10.1德布罗意物质波假设284

10.2波函数及统计解释286

10.3微观粒子的波粒二象性287

10.4不确定性关系288

10.5.薛定谔方程290

10.5.1一维无限深势阱中的粒子291

10.5.2隧道效应（势垒贯穿）297

习题10297

思考题10298

参考答案300