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第一章 机械运动的运动学量 1

1.1 空间和时间 1

1.2 位矢 速度和加速度 3

1.3 位置函数与速度函数 运动的叠加原理 11

1.4 自然坐标系中的切向和法向加速度 圆周运动 14

1.5 圆运动中的角速度和角加速度 17

1.6 刚体定轴转动的运动学量 20

1.7 简谐振动的运动学量 22

1.8 相对运动 伽利略变换 27

选读材料 宇宙学简介 30

习题一 32

第二章 质点的运动规律 35

2.1 牛顿第一定律 惯性系 35

2.2 惯性质量 动量 36

2.3 牛顿第二和第三运动定律 41

2.4 力的分析 基本力 43

2.5 惯性力 表观重量 51

2.6 相对性原理 洛伦兹变换 54

2.7 质点的角动量及其守恒 59

选读材料 引力坍缩与黑洞 64

习题二 66

第三章 机械能 70

3.1 引论 70

3.2 功 动能定理 71

3.3 保守力的功 势能 78

3.4 能量守恒 83

3.5 流体运动 87

3.6 碰撞 89

3.7 相对论中的能量 94

选读材料 引力红移 97

习题三 99

第四章 刚体动力学 103

4.1 质心运动定理 103

4.2 刚体对转轴的角动量 107

4.3 刚体绕定轴的转动定理 110

4.4 转动动能 114

4.5 刚体的角动量守恒定律 118

4.6 进动 121

选读材料 地轴的进动 岁差 123

习题四 125

第五章 气体动理论 129

5.1 统计初步 129

5.2 平衡态 物态方程 134

5.3 温度的微观解释 141

5.4 能均分原理 理想气体的内能 145

5.5 气体分子速率分布 148

5.6 重力场中微粒按高度的分布 156

5.7 气体内的输运过程 158

习题五 166

第六章 热力学 169

6.1 热力学第一定律 169

6.2 气体的摩尔热容 172

6.3 热力学第一定律对理想气体的应用 176

6.4 卡诺热机 180

6.5 热力学第二定律 184

6.6 熵 186

选读材料 能源和环境 188

习题六 191

第七章 静电学 194

7.1 电荷 194

7.2 库仑定律 196

7.3 电场 电场线 199

7.4 高斯定律 203

7.5 电势 207

7.6 导体上的电荷分布 214

7.7 电容器 218

7.8 电介质 221

7.9 电场能量 223

选读材料 静电学与静电印刷术 225

习题七 229

第八章 电流和磁场 232

8.1 电流 232

8.2 欧姆定律的微分形式 234

8.3 电动势 直流电路 238

8.4 磁力及磁力的推导 245

8.5 电流的磁场 249

8.6 安培环路定律和磁场的高斯定律 252

8.7 B和E的相对论性关系 255

8.8 毕奥-萨伐尔定律 258

选读材料 物质的磁性 262

习题八 264

第九章 磁场对电流的作用 267

9.1 磁场对载流导线的作用力 267

9.2 电流回路在磁场中所受的转矩 270

9.3 电流间的相互作用力 273

9.4 带电粒子在磁场中的运动 275

9.5 霍耳效应 283

选读材料 传感器 285

习题九 287

第十章 电磁感应和电磁场 291

10.1 动生电动势 291

10.2 楞次定律 293

10.3 法拉第电磁感应定律的应用 294

10.4 电子感应加速器 297

10.5 电感 299

10.6 磁场能量 302

10.7 位移电流 304

10.8 麦克斯韦方程组 307

选读材料 系留卫星 308

习题十 309

第十一章 振动 313

11.1 简谐振动的动力学方程和能量 313

11.2 摆 317

11.3 微振动 320

11.4 简谐振动的叠加 322

11.5 振动的频谱 328

11.6 阻尼振动 品质因素 329

11.7 位移共振 能量共振 333

选读材料 电子自旋共振和核磁共振 337

习题十一 339

第十二章 波动 343

12.1 脉冲波 简谐波 343

12.2 空间波 惠更斯原理 345

12.3 平面简谐波函数和波方程 347

12.4 平均能量密度 波强度 353

12.5 波的叠加 357

12.6 电磁波 362

12.7 多普勒效应 367

选读材料 引力波及其检测 368

习题十二 370

第十三章 光的电磁性质 373

13.1 光的辐射机制 373

13.2 玻印廷矢量与光强 374

13.3 应用电磁波理论推导光的反射和折射定律 376

13.4 反射光和折射光的振幅和相位 381

13.5 光的偏振态 385

13.6 偏振器件 388

13.7 电光效应 394

13.8 旋光 生物物质的旋光性 395

选读材料 液晶的选择反射 398

习题十三 400

第十四章 光的干涉和衍射 403

14.1 相干叠加的条件 杨氏实验 403

14.2 薄膜干涉 413

14.3 等厚干涉及其应用 419

14.4 迈克耳逊干涉仪 425

14.5 偏振光的干涉 427

14.6 夫琅和费单缝衍射和圆孔衍射 429

14.7 衍射光栅 435

选读材料 全息术中的干涉和衍射 440

习题十四 443

第十五章 量子物理 446

15.1 振子能量量子化 446

15.2 辐射场的量子化 光子 452

15.3 原子的量子态 459

15.4 粒子的波动性 470

15.5 不确定关系 475

15.6 氢原子问题的量子力学处理 479

15.7 原子的壳层结构 485

15.8 激光 488

15.9 原子核的能级 492

15.10 基本粒子概述 497

选读材料 扫描隧道显微镜 498

习题十五 500