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绪论 1

一、物理学及物理学的发展 1

二、物理学与现代科学技术的关系 1

三、如何学好大学物理 2

第1章　质点力学 4

1.1　质点力学的基本概念 4

1.1.1　质点、参考系与坐标系 4

1.1.2　质点运动的描述 5

1.2　牛顿运动定律 14

1.2.1　牛顿第一定律 14

1.2.2 牛顿第二定律 15

1.2.3　牛顿第三定律 16

1.3 力学中常见的力 17

1.3.1　万有引力、重力 17

1.3.2　弹性力 19

1.3.3　摩擦力 19

1.4　牛顿运动定律的应用 20

习题与思考 24

第2章　动量守恒和机械能守恒 30

2.1 动量定理及动量守恒定律 30

2.1.1　质量与动量 30

2.1.2　动量定理与动量守恒定律 32

2.1.3　应用举例 35

2.2　动能定理与机械能守恒 37

2.2.1 功及质点的动能定理 37

2.2.2　机械能守恒定律 49

习题与思考 54

第3章　刚体的转动 60

3.1　刚体的运动 60

3.1.1　刚体的平动 60

3.1.2　刚体的定轴转动 61

3.2　转动定理及动能定理 64

3.2.1 转动定理 64

3.2.2　定轴转动的动能定理 68

3.3 角动量及角动量守恒定律 70

3.3.1 质点的角动量定理和角动量守恒定律 71

3.3.2　刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 73

习题与思考 75

第4章　热力学 80

4.1　热力学的研究对象与研究方法 80

4.1.1　内能、功和热量 80

4.1.2　准静态过程 82

4.1.3　热力学的研究方法 84

4.2　热力学第一定律 85

4.2.1　热力学第一定律的概述 85

4.2.2　热力学第一定律的应用 87

4.2.3　热力学第一定律在理想气体中的应用 88

4.3　循环过程与卡诺循环 92

4.3.1 循环过程 92

4.3.2　卡诺循环 95

4.4　热力学第二定律 97

4.4.1　开尔文表述 97

4.4.2　克劳修斯表述 98

4.4.3　可逆过程和不可逆过程 98

4.4.4　克劳修斯熵 99

4.5　耗散结构 103

4.5.1　耗散结构的自组织现象 103

4.5.2　耗散结构形成的条件 105

习题与思考 107

第5章　静电场与稳恒磁场 111

5.1 电场的描述 111

5.1.1　电荷、库仑定律 111

5.1.2　电场、电场强度 113

5.2　高斯定理 116

5.2.1 电场线、电通量 116

5.2.2 高斯定理的描述 117

5.2.3 高斯定理的应用 119

5.3　稳恒磁场 122

5.4　稳定电磁场环路定理 125

5.4.1 静电场的环路定理 125

5.4.2　稳定磁场中的安培环路定理 126

5.5 电介质和磁介质 128

5.5.1　电介质的极化 128

5.5.2　固态电介质的一些特性 131

5.5.3　介质的磁化 132

5.5.4　磁介质中的安培环路定理与高斯定理 135

5.5.5　铁磁质 138

5.6　带电粒子在电磁场中的运动 142

5.6.1 磁场对运动电荷的作用 142

5.6.2　带电粒子的运动 143

5.7　非电量电测基础 149

5.7.1　非电量电测技术 149

5.7.2 非电量电测技术的应用 151

习题与思考 154

第6章　电磁感应 159

6.1　法拉第电磁感应定律和楞次定律 159

6.1.1　法拉第电磁感应定律 159

6.1.2　楞次定律 162

6.2　动生电动势与感生电动势 163

6.2.1　动生电动势 163

6.2.2　感生电动势 166

6.3 自感应和互感应 169

6.3.1 涡电流 169

6.3.2　自感和自感电动势 170

6.3.3　互感和互感电动势 172

6.4　电磁场的能量 175

6.5　麦克斯韦方程组与电磁波 176

6.5.1　麦克斯韦方程组 176

6.5.2 电磁波 179

习题与思考 180

第7章　机械波 187

7.1　机械波的相关概念 187

7.1.1　机械波的形成和传播 187

7.1.2　机械波的各种物理量 189

7.2　平面简谐波的波函数 192

7.3　波的干涉 199

7.4　驻波 205

7.4.1　驻波的产生与形成 205

7.4.2　驻波方程及其特征 206

7.4.3 半波损失 208

7.5　声波、超声波和次声波 210

习题与思考 215

第8章　波动光学 221

8.1 光的干涉 221

8.1.1　光学的基本概念和薄膜干涉 221

8.1.2　迈克耳逊干涉仪 232

8.2 光的衍射 233

8.2.1 惠更斯-菲涅耳原理 234

8.2.2　单缝衍射 236

8.2.3 圆孔衍射 238

8.2.4　光栅衍射 240

8.2.5　X射线的衍射 245

8.3　光的偏振 246

8.3.1　光的偏振性 246

8.3.2　偏振片、马吕斯定律 248

8.4　光的吸收、散射和色散 252

8.4.1　光的吸收定律 252

8.4.2　瑞利散射 254

8.4.3　色散中的正常色散和反常色散 256

习题与思考 258

第9章　原子核及基本粒子简介 264

9.1　原子核的基本性质 264

9.1.1　原子核的结构 264

9.1.2　原子核的大小和密度 266

9.1.3　核自旋和磁矩 266

9.2　原子核的放射性衰变 267

9.2.1　原子核衰变 267

9.2.2　放射性衰变定律 268

9.3　辐射生物物理基础 270

9.3.1 辐射生物物理的发展 270

9.3.2　辐射与生物系统作用的原初过程 271

9.3.3　辐射引起生物大分子结构的改变 274

9.3.4　DNA损伤修复 275

9.4　基本粒子简介 276

9.4.1　基本粒子的分类 276

9.4.2　基本粒子的四种相互作用 277

9.4.3　基本粒子的守恒定律 278

9.5 同步辐射及其应用 280

9.5.1 同步辐射的概念及发展 280

9.5.2　同步辐射的应用 282

习题与思考 286

第10章　物理学的新技术 290

10.1　等离子体技术 290

10.1.1　等离子体的概念 290

10.1.2等离子体的主要应用 291

10.2　光纤 292

10.2.1　光纤及光纤的概念 292

10.2.2　光纤的工作原理及分类 293

10.2.3　光纤的特点 293

10.3　纳米技术 294

10.3.1　纳米概念的提出 294

10.3.2　纳米材料学 295

习题与思考 297

附录 300

附录Ⅰ 习题与思考参考答案 300

附录Ⅱ 常用物理常数 307

附录Ⅲ 国际单位制基本单位 307

附录Ⅳ　希腊字母表 309

参考文献 310