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第一章 绪论 1

1.1什么是物理学 1

1.2物理量 4

1.3物理学中的近似 10

1.4矢量 11

1.5正交坐标系 16

习题 20

参考文献 21

第一部分 力学 27

第二章 运动学 27

2.1物体的运动和运动的物体 27

2.2平动 27

2.3转动 31

2.4振动 34

2.5相平面和相空间 37

2.6伽利略变换 39

2.7科里奥利加速度 41

习题 43

参考文献 44

第三章 质点动力学 45

3.1惯性定律和惯性系 45

3.2牛顿第二定律和第三定律 46

3.3力 50

3.4非惯性系和惯性力 54

3.5动量和角动量 56

3.6机械功和机械能 58

习题 62

参考文献 64

第四章 引力 65

4.1万有引力定律 65

4.2引力势能 71

4.3引力质量 引力红移 引力塌缩 77

4.4开普勒问题和散射 82

4.5引力场 87

习题 93

参考文献 95

第五章 质点系动力学 97

5.1质心和质心系 97

5.2变质量系 101

5.3碰撞 103

5.4流体运动 111

5.5对称性和守恒律 113

习题 114

参考文献 117

第六章 刚体动力学 118

6.1定轴转动和转动惯量 118

6.2转动动力学 121

6.3角动量的进动 124

6.4刚体的平衡和稳定性 126

习题 128

参考文献 130

第七章 振动 131

7.1简谐振动 131

7.2耦合振动 135

7.3阻尼振动 138

7.4非线性振动 139

7.5强迫阻尼振动 142

习题 145

参考文献 147

第八章 波 148

8.1波及其分类 148

8.2波动方程 149

8.3简谐波及其叠加 152

8.4干涉和衍射 159

8.5色散和波包 162

8.6多普勒效应 164

8.7孤立波 165

习题 166

参考文献 168

第九章 相对论力学 169

9.1伽利略变换 169

9.2洛伦兹变换 173

9.3空时图和孪生子佯谬 179

9.4相对论运动学 183

9.5相对论动力学 185

习题 190

参考文献 192

第二部分 热物理 198

第十章 温度 198

10.1平衡态 198

10.2热平衡和温度 200

10.3经验温标 201

10.4物态方程 203

习题 205

参考文献 206

第十一章 热力学第一定律 207

11.1功和内能 207

11.2热和热力学第一定律 209

11.3热容和比热容 211

11.4气体的自由膨胀和内能 214

11.5绝热方程 215

11.6卡诺循环 217

习题 218

参考文献 221

第十二章 热力学第二定律 222

12.1热力学第二定律 222

12.2卡诺定理 热力学温标 223

12.3熵和熵原理 225

12.4热力学势 230

12.5相对论热力学 235

12.6黑洞热力学 237

习题 238

参考文献 240

第十三章 理想气体的微观模型 241

13.1理想气体 241

13.2平衡分布 244

13.3能量均分定理 247

13.4泻流 248

13.5输运现象 250

习题 256

参考文献 258

第十四章 相变 259

14.1范德瓦耳斯方程 259

14.2相和相图 261

14.3克拉珀龙方程 262

14.4高级相变 265

14.5现代相变理论中的一些概念 268

习题 270

参考文献 272

第三部分 电磁学 275

第十五章 静电场 275

15.1电荷和库仑定律 275

15.2静电场 279

15.3高斯定律 284

15.4电势 290

15.5电势能 293

习题 297

参考文献 299

第十六章 导体和电介质 301

16.1静电场中的均匀导体 301

16.2电容 303

16.3电导率和欧姆定律 306

16.4电介质 308

16.5电矢量 310

习题 314

参考文献 316

第十七章 磁场 317

17.1磁场 317

17.2磁高斯定律和安培环路定律 322

17.3磁力 325

17.4霍尔效应 331

习题 333

参考文献 335

第十八章 电磁感应 336

18.1法拉第电磁感应定律 336

18.2动生电动势 339

18.3电感 341

18.4E和B的相对性 346

习题 349

参考文献 351

第十九章 物质的磁性 352

19.1微观粒子的磁偶极矩 352

19.2磁矢量 357

19.3宏观物体的磁性 360

19.4地球的磁性 365

习题 365

参考文献 367

第二十章 麦克斯韦方程组 368

20.1准方程和磁单极子 368

20.2位移电流和感应磁场 371

20.3麦克斯韦方程组的微分形式 375

20.4能流和场动量密度 376

习题 378

参考文献 380

第二十一章 电磁波 381

21.1波动方程 381

21.2行波 382

21.3辐射 385

21.4晶体衍射 387

21.5驻波和态密度 388

习题 390

参考文献 390

第四部分 近代物理基础 393

第二十二章 能量量子化 393

22.1黑体辐射 393

22.2光电效应 396

22.3康普顿效应 399

22.4线状谱 原子中的能量量子化 401

习题 405

参考文献 406

第二十三章 物质的波动性质 407

23.1物质波 407

23.2戴维逊-革末实验 408

23.3电子双缝实验 409

23.4不确定关系 410

习题 413

参考文献 413

第二十四章 薛定谔方程 414

24.1波函数 414

24.2薛定谔方程 414

24.3一维势阱 417

24.4势垒 419

24.5简谐振子 423

习题 425

参考文献 426

第二十五章 原子 428

25.1氢原子 428

25.2能级和跃迁 429

25.3概率密度 432

25.4角动量和自旋 434

25.5多电子原子 437

25.6激光 438

25.7X射线 441

习题 443

参考文献 444

第二十六章 分子和团簇 445

26.1原子轨道 445

26.2分子轨道 448

26.3离子键 452

26.4分子振动和转动 454

26.5生物大分子 454

26.6团簇 460

习题 461

参考文献 462

第二十七章 费米统计和玻色统计 464

27.1费米子和玻色子 464

27.2费米-狄拉克分布 466

27.3玻色-爱因斯坦分布 光子气 467

27.4玻色-爱因斯坦凝聚 468

27.5固体的热容 470

习题 474

参考文献 475

第二十八章 凝聚态物质 476

28.1凝聚态物质中的空间序 476

28.2豪斯多夫维数和分形 479

28.3晶体中的键 481

28.4金属自由电子模型 483

28.5能带 484

习题 486

参考文献 487

第二十九章 核物理 489

29.1原子核 489

29.2核力和核模型 492

29.3放射性衰变 495

29.4穆斯堡尔效应 500

29.5裂变和聚变 502

习题 508

参考文献 511

第三十章 轻子和夸克 512

30.1粒子及其分类 512

30.2相互作用 516

30.3守恒定律 519

30.4夸克 521

30.5CPT定理 523

习题 526

参考文献 528

第三十一章 天体物理 530

31.1星体演化和结构 530

31.2白矮星 531

31.3中子星和脉冲星 533

31.4类星体 535

31.5黑洞和原始黑洞 537

习题 540

参考文献 541

第三十二章 物理宇宙学 542

32.1基本事实和宇宙学原理 542

32.2基本概念 545

32.3弯曲时空和度规 548

32.4引力场方程 552

32.5标准宇宙模型的动力学 555

32.6宇宙学的进展 558

习题 559

参考文献 559

附录 563

A常用物理常量 563

B单摆和雅可比椭圆函数 566

C临界阻尼和过阻尼 568

D傅里叶级数与频谱 570

E关于波包的积分结果 573

F太阳系中的行星 576

G高斯积分和Γ函数 577

H算符▽ 579

I狄拉克δ函数 582

J黎曼？函数 583

K波函数 584

L电磁场的相对论变换 586

索引 590