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绪论 1

1 力学基本定律 3

1.1 牛顿运动定律 3

1.2 动量守恒定律 6

1.2.1 动量 冲量 6

1.2.2 动量守恒定律 7

1.3 功和能 能量转换和守恒定律 8

1.3.1 变力作功 功率 8

1.3.2 动能 势能 9

1.3.2.2 势能 10

1.3.2.1 动能 动能原理 10

1.3.3 能量转换和守恒定律 11

1.3.3.1 机械能守恒定律 11

1.3.3.2 功能原理 12

1.3.3.3 能量转化和守恒定律 12

1.4 动和转动定律 13

1.4.1 刚体的定轴转动 13

1.4.2 转动动能 转动惯量 14

1.4.3.1 力矩 16

1.4.3 转动定律 16

1.4.3.2 转动定律 17

1.4.4 角动量 角动量守恒定律 进动 19

1.4.4.1 角动量 19

1.4.4.2 角动量守恒定律 20

1.4.4.3 进动 21

习题1 22

2.1 理想流体的稳定流动 25

2.1.1 理想流体 25

2 流体动力学基础 25

2.1.2 理想流体的稳定流动 流线和流管 26

2.1.3 连续性方程 26

2.2 伯努利方程及其应用 28

2.2.1 伯努利方程 28

2.2.2 伯努利方程的应用 30

2.2.2.1 水平管与空吸作用 30

2.2.2.2 比托管(测速管) 31

2.3.1 流体的粘滞性 32

2.3 粘滞流体的运动 32

2.3.2 动力粘度 33

2.3.3 实际流体的伯努利方程 34

2.3.4 片流 湍流 雷诺数 35

2.4 泊肃叶定律 斯托克斯定律 36

2.4.1 泊肃叶定律 36

2.4.2 斯托克斯定律 37

习题2 38

3.1.1 分子运动论 40

3.1 分子运动论 理想气体的压强 40

3 分子物理学 40

3.1.2 分子现象的统计规律 41

3.1.3 按分子运动论计算理想气体的压强 41

3.2 能量按自由度均分定理 43

3.2.1 分子的平均动能--分子运动论对温度的解释 43

3.2.2 自由度 44

3.2.3 能量按自由度均分定理 45

3.2.4 理想气体的内能 46

3.3.1 麦克斯韦速率分布律 48

3.3 分子的速率 48

3.3.2 分子的三种速率 50

3.3.3 玻耳兹曼分布律--重力场中微粒按高度的分布 51

3.4 真实气体 53

3.4.1 分子力 53

3.4.2 安德鲁斯实验 真实气体的等温线 54

3.4.3 范德瓦尔斯方程 55

3.5 物质中的输运过程 58

3.5.1 热传导过程 58

3.5.2 扩散过程 59

3.5.3 粘滞性过程 60

习题3 61

4 热力学基本定律 63

4.1 热力学第一定律 63

4.1.1 过程中的功和热量 64

4.1.2 系统的内能 热力学第一定律 65

4.2.1 等容过程 定容摩尔热容 66

4.2 热力学第一定律的应用 66

4.2.2 等压过程 定压摩尔热容 67

4.2.3 等温过程 69

4.2.4 绝热过程 69

4.3 卡诺循环 热机效率 71

4.3.1 循环过程 热机效率 71

4.3.2 卡诺循环及其效率 72

4.4 热力学第二定律 75

4.4.1 热力学第二定律的两种表述 75

4.4.2 可逆过程和不可逆过程 76

4.4.3 卡诺定理 77

4.5 熵 77

4.5.1 熵 77

4.5.2 熵增加原理 78

4.5.3 熵变的计算 79

习题4 81

5.1.2 电场强度的计算 83

5.1.1 电场强度 83

5.1 电场强度 83

5 静电场 83

5.2 高斯定理 88

5.2.1 电通量 88

5.2.2 高斯定理 89

5.3 静电场力所作的功 电势 电势差 91

5.3.1 静电场力所作的功 91

5.3.2 电势 电势差 92

5.3.3 电势的计算 93

5.3.4 电场强度与电势的关系 94

5.4 静电场中的电介质 95

5.4.1 电介质的极化 极化强度 95

.4.2 电介质中的电场 97

5.5 静电场的能量 98

5.5.1 静电场的能量 98

5.5.2 电场能量的体密度 99

习题5 100

6.1.2 电流密度 102

6.1.1 电流强度 102

6.1 电流强度 电流密度 102

6 直流电路 102

6.2 一段有源电路欧姆定律 103

6.2.1 电源电动势 103

6.2.2 一段有源电路的欧姆定律 104

6.3 基尔霍夫定律 105

6.4 温差电现象 108

6.4.1 接触电势差 108

6.4.2 温差电现象 109

6.5 电容器充电和放电过程 110

习题6 113

7 电磁现象 115

7.1 电流的磁场 115

7.1.1 磁场 115

7.1.2 磁感应强度 115

7.1.3 磁通量 116

7.1.4 安培环路定律 117

7.1.5 通电螺线管中磁场的计算 118

7.2.1 洛仑兹力 119

7.2 磁场对运动电荷的作用 119

7.2.2 质谱仪 121

7.2.3 霍尔效应 122

7.3 磁场对电流的作用 124

7.3.1 磁场对直线电流的作用 124

7.3.2 磁场对载流线圈的作用 125

7.3.3 磁矩对外磁场中的能量 127

7.4 电磁感应定律 127

7.4.1 电磁感应定律 127

7.4.2 电磁感应的本质 128

7.5 自感 互感 131

7.5.1 自感 131

7.5.2 互感 134

7.6 磁场的能量 135

习题7 136

8.1.1.1 简谐振动方程 141

8.1.1 简谐振动方程 141

8.1 简谐振动 141

8 振动与波 141

8.1.1.2 简谐振动的速度和加速度 143

8.1.2 简谐振动的能量 145

8.1.3 同方向同频率简谐振动的合成 145

8.1.4 相互垂直同频率简谐振动的合成 147

8.2 波动 149

8.2.1 机械波的产生与传播 149

8.2.2 波动方程 150

8.2.3 波的能量 152

8.2.3.1 波的能量 能量密度 152

8.2.3.2 能流 能流密度 153

8.3 惠更斯原理 波的迭加原理 波的干涉 153

8.3.1 惠更斯原理 153

8.3.2 波的迭加原理 波的干涉 154

习题8 156

9 光的波动性 158

9.1.1 光的相干性 159

9.1 光的干涉 159

9.1.2 杨氏双缝实验 160

9.1.3 双缝干涉明暗条纹的条件 160

9.1.4 洛埃镜实验 162

9.1.5 薄膜干涉 163

9.1.5.1 光程 163

9.1.5.2 薄膜干涉 164

9.2.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 166

9.2 光的衍射 166

9.2.1.1 惠更斯-菲涅耳原理 167

9.2.1.2 单缝衍射 168

9.3 衍射光栅 170

9.3.1 光栅衍射条纹 171

9.3.2 光栅公式 171

9.3.3 光栅衍射光谱 172

9.3.4 闪耀光栅 173

9.3.5 光栅光谱仪 173

9.4 光学仪器的分辨本领 175

9.4.2 瑞利分辨条件 176

9.4.1 圆孔衍射 176

9.4.3 显微镜的分辨本领 177

9.4.4 光栅光谱仪的分辨本领 178

9.5 伦琴射线的衍射 179

9.6 光的偏振性 180

9.6.1 自然光和偏振光 181

9.6.1.1 光的偏振性 181

9.6.1.2 起偏与检偏 偏振光 181

9.6.2 马吕斯定律 182

9.7 光的双折射现象 183

9.7.1 双折射现象 寻常光与非常光 183

9.7.2 惠更斯原理对双折射现象的解释 185

9.7.3 尼科耳棱镜 186

9.7.4 晶体的二向色性 186

9.8 偏振光的干涉 187

9.8.1 椭圆偏振光和圆偏振光 187

9.8.2 偏振光的干涉 188

9.9.1 旋光现象 旋光率 189

9.9 旋光现象 旋光率 旋光计 189

9.9.2 半荫板式旋光计原理 191

习题9 192

10 光的色散、吸收和散射 194

10.1 光的色散 194

10.2 光的吸收 195

10.2.1 朗伯-比尔定律 195

10.2.2.1 比色分析法原理 光电比色计 196

10.2.2.2 选择性吸收 196

10.2.2 光电比色计原理 196

10.2.3 分光光度计原理 197

10.3 光的散射 197

10.3.1 瑞利散射 197

10.3.2 超显微镜 199

习题10 199

11 粒子与波 200

11.1 黑体辐射 200

11.1.1 热辐射 200

11.1.3 黑体的辐射定律 201

11.1.2 基尔霍夫辐射定律 201

11.1.4 普朗克量子假说 202

11.2 光电效应 204

11.2.1 光电效应的实验规律 204

11.2.2 爱因斯坦光电效应方程 204

11.2.3 光电效应的应用 205

11.3 康普顿效应 206

11.3.1 康普顿效应 206

11.3.2 康普顿公式的推导 207

11.4 波粒二象性 208

11.4.1 德布罗意假设 209

11.4.2 德布罗意假设的实验验证 209

11.4.3 电子显微镜 211

11.5 波函数 薛定谔方程 212

11.5.1 波函数 212

11.5.2 薛定谔方程 214

11.6 测不准关系 215

习题11 216

12.1.1 氢原子光谱的规律性 218

12 原子光谱与分子光谱 218

12.1 玻尔的氢原子理论 218

12.1.2 玻尔的氢原子理论 219

12.2 四个量子数 221

12.2.1 能量量子化与主量子数 222

12.2.2 角动量的量子化与角量子数 222

12.2.3 空间量子化与磁量子数 223

12.2.4 电子自旋和自旋磁量子数 223

12.3 分子光谱 224

12.3.1 分子的转动能级及其光谱 225

12.3.2 分子的振动能级与振转光谱 225

12.3.2.1 双原子分子的振转能级 226

12.3.2.2 双原子分子的振转光谱 228

12.3.3 电子-振动-转动能级与光谱 229

12.4 激光 230

12.4.1 光的自发发射和受激发射 230

12.4.2 粒子数的反转分布 231

12.4.3 氢氖激光器 232

12.4.5 激光的特点和应用 233

12.4.4 光学谐振腔与激光的产生 233

习题12 234

13 原子核物理基础 235

13.1 原子核的组成和基本性质 235

13.1.1 核的组成 235

13.1.2 原子核的自旋 235

13.1.3 原子核的磁矩 236

13.2.1 核磁共振的基本原理 237

13.2 核磁共振 237

13.2.2 核的进动与拉莫尔频率 238

13.2.3 核磁共振波谱的测量 239

13.2.4 ？磁共振 241

13.3 原子核的放射性衰变 242

13.3.1 核衰变与位移定律 242

13.3.2 衰变图 243

13.3.3 放射性衰变定律 244

13.3.4 辐射量及其单位 246

13.3.5 辐射防护 247

13.4 放射线的探测 248

13.4.1 电离室 248

13.4.2 盖革计数器 248

13.4.3 闪烁计数器 249

13.5 放射性核素在药学方面的应用 249

习题13 250

表1 国际单位制的基本单位 251

附录一 常用物理量及其单位的定义、名称和符号 251

表2 国际单位制辅助单位 252

表3 物理量及其国际单位制单位 252

表4 国家选定的非国际单位制单位 255

表5 暂时与国际单位制并用的一些单位及其换算 255

表6 用于构成10进倍数和分数单位的词头--SI词头 256

表7 常用物理常数 256

表8 一些常用的数值常数 257

附录二 希腊字母表 258