大学物理学 第2版PDF电子书下载

绪论 1

一、物理学及其划分 1

二、物理课程的教学改革：现代化与创新教育 2

三、关于本课程的几点建议 2

四、矢量基础 3

五、DTP创新研究平台 5

第一篇　力学与相对论 17

第1章　质点运动学 17

1-1 质点运动的描述 17

一、质点、坐标系和参考系 17

二、质点运动的矢量描述 18

三、常用的几种坐标 20

四、运动学的基本问题 24

五、运动的合成与分解 25

1-2　相对运动 29

一、相互作平动的两个参考系 29

二、相互作转动的两个参考系 29

习题 31

第2章　质点动力学 34

2-1　牛顿三定律 34

一、牛顿定律的表述、相互关系及适用范围 34

二、研究物理量的基本方法 35

2-2　牛顿定律的应用 38

一、惯性质量、动量与惯性力 38

二、伽利略变换和伽利略相对性原理 41

三、力对时间的积累——力的冲量和动量定理 42

四、力对空间的积累——力的功和动能定理 44

五、保守力与势能关系、机械能守恒定律及势能曲线 47

2-3 对称性和守恒律的应用 49

一、哈密顿原理、对称性和稳定性 49

二、关于势模型问题的研究 51

三、碰撞问题的研究 56

习题 62

第3章 刚体力学 68

3-1 刚体模型 68

一、刚体的受力特征 68

二、刚体的运动特征 69

三、刚体的质心 69

四、刚体绕定轴转动 70

五、转动惯量及计算 71

3-2 角运动与线运动的对称性 73

一、刚体的功和能 73

二、角动量守恒 75

三、刚体的平面平行运动 76

四、回转仪 78

习题 82

第4章　振动和波 84

4-1 简谐振动 85

一、简谐振动的定义 85

二、简谐振动的描述方法 85

三、简谐振动的合成 87

4-2 自由振动、阻尼振动和强迫振动 90

一、振动方程的求解 90

二、研究实例 92

4-3　机械波的基本概念、简谐波 95

一、沿直线传播的简谐波 96

二、平面和球面简谐波 97

4-4 简谐波的波动方程 98

一、运动学方法 98

二、动力学方法 98

4-5 叠加原理和驻波 100

一、叠加原理 100

二、驻波 101

三、多普勒效应、声障与冲击波 104

四、一般情况下二维波的叠加方法 105

习题 105

第5章　相对论 110

5-1 狭义相对论的基本假设 111

一、相对性原理 111

二、光速不变原理 112

5-2 时空观与时空几何 113

一、牛顿的时空观 113

二、狭义相对论的时空观 114

三、世界图和世界线 116

5-3 相对论效应 118

一、闵可夫斯基时空中的校准双曲线 119

二、同时性的相对性 119

三、时间延缓与长度收缩 120

四、速度变换 122

五、双生子佯谬 123

5-4 洛伦兹不变性与相对论力学 125

一、光速的作用 125

二、相对论力学 125

三、相对论的应用 128

四、洛伦兹变换下的不变性 128

5-5 广义相对论 129

一、黎曼几何 129

二、等效原理和广义相对性原理 130

三、弯曲时空中的瞬时惯性系 130

习题 131

第二篇 电磁学与量子论 137

第6章　静电场 137

6-1 矢量场 137

一、流量、通量与总场线根数 138

二、环量 138

6-2 高斯定理 139

一、电荷与电结构 139

二、库仑定律 140

三、叠加原理 141

四、电场强度及其叠加 141

五、电位移、电通量和高斯定理 143

6-3 电势 147

一、电场力的功和势 147

二、电场强度与电势的关系 149

三、泊松方程和拉普拉斯方程 150

四、用DTP平台研究电场线和等势线的作图 150

6-4 导体与电介质 153

一、静电场中的导体 153

二、电场中的电介质 155

三、电容和电容器 159

四、电场的能量 161

习题 163

第7章　电流与磁场 168

7-1 电流 168

一、电流与电流强度 168

二、电流密度 169

三、电流连续性方程 169

四、欧姆定律 170

五、电流的功、焦耳定律 171

7-2 电流的磁场 172

一、电流元和电流的磁矩 173

二、毕奥-萨伐尔定律 173

三、磁感应强度 174

7-3　磁场及磁场力的计算 177

一、无限长载流直导线的磁场 177

二、环形电流中心轴线上的磁场 177

三、均匀磁场中载流导线所受的力 178

四、磁场对运动电荷的作用力 178

五、螺线管的磁场与数字计算方法 181

7-4　磁场强度、安培环路定律 183

一、安培环路定律 183

二、安培环路定律的应用 184

7-5　磁介质、介质中的磁场 185

一、磁介质 185

二、磁化强度矢量 186

三、磁感应强度、磁场强度和磁化强度之间的关系式 186

四、铁磁质 187

习题 192

第8章　麦克斯韦方程与电磁场 196

8-1 电磁感应 196

一、电磁感应定律 196

二、动生电动势和感生电动势 198

三、自感与互感 202

四、磁场的能量 204

8-2 麦克斯韦方程组 206

一、两个假设：涡旋电场和位移电流 206

二、麦克斯韦方程组 208

8-3 电磁波与电磁辐射 210

一、自由电磁波 210

二、电偶极子的辐射 210

三、电磁场的能量 211

四、电磁场的动量 212

五、矩形空腔波导中的电磁驻波 214

习题 215

第9章　光的波动性 218

9-1 光波的叠加 218

一、菲涅耳-惠更斯原理 218

二、光程差法 219

三、半波带法 221

四、矢量法 222

五、积分法 224

9-2　光的偏振 227

一、偏振光与自然光 227

二、椭圆偏振光与旋光性 229

9-3　应用举例 231

一、光弹效应 231

二、电光效应 231

三、磁致旋光 233

习题 234

第10章　波函数与薛定谔方程 239

10-1 场与粒子的波粒二象性 240

一、单光子干涉 240

二、光电效应 241

三、电子衍射 242

四、薛定谔猫 246

10-2　能量的定态和二能级原子模型 249

一、原子光谱及弗兰克-赫兹实验 249

二、原子定态与二能级模型 250

10-3　量子论的基本假设 254

一、波函数 254

二、薛定谔方程 257

三、力学量算符 258

四、全同粒子的不可区分原理 261

10-4　定态薛定谔方程 263

一、一维无限深势阱 263

二、一维方势阱 265

习题 267

第11章　原子与激光 270

11-1 氢原子的能级和能量本征函数 270

一、能量的本征方程、本征值和本征态 270

二、对应原理、态叠加原理及稳定性 274

三、氢原子波函数的数字化描述 276

11-2 简并性破除与量子激光 277

一、简并对称性的破除 277

二、量子激光 280

11-3　原子囚禁 282

习题 283

第12章　量子效应与物质结构 286

12-1 固体的能带 286

一、能隙与布里渊区 286

二、金属、半导体和绝缘体的能带结构 288

12-2　量子隧道效应 288

一、单电子隧道效应 289

二、双电子隧道效应 290

三、二极管隧道效应 290

12-3　量子干涉效应 292

一、COW相移 293

二、A-B效应 293

12-4　量子的非定域性 294

12-5　物质结构、幻数及手征性 296

一、物质结构与幻数 296

二、物质结构的手征性 302

习题 304

第三篇 热物理学与非线性现象 309

第13章　宏观热物理学 309

13-1 温度与热力学第一定律 309

一、平衡态与热力学过程 309

二、热力学第零定律 310

三、热力学第一定律 311

13-2 热力学第二定律和熵增加原理 317

一、卡诺循环 317

二、热力学第二定律 318

三、熵增加原理 322

四、热力学第三定律 326

习题 326

第14章　微观热物理学 330

14-1 玻耳兹曼方程与等概率原理 330

一、相空间、宏观态和微观态 330

二、玻耳兹曼方程 332

14-2　麦克斯韦-玻耳兹曼分布函数 335

一、麦克斯韦-玻耳兹曼分布 335

二、统计平均值 337

三、宏观量与微观量的统计平均值 340

14-3　各种统计分布 343

一、概率分布和统计平均法 343

二、各种统计分布 344

14-4　信息熵 346

一、信息与信息量 347

二、信息熵 347

三、信息熵与热熵 348

四、信息熵与统计熵 348

14-5 偏离平衡态 349

一、输运过程 350

二、开放系统与自组织现象 351

三、相变及其分类 352

14-6　临界现象 354

一、气液相变的临界现象 354

二、气液相变以外的连续相变现象 356

习题 358

第15章 非线性现象——混沌与分形 361

15-1 洛伦茨的不可预见性 361

一、不可预见性 361

二、周期三意味着混沌 362

三、洛伦茨吸引子 363

15-2　菲根鲍姆常数 363

一、周期倍增与分叉现象 363

二、菲根鲍姆常数 364

15-3　单摆与倒摆 365

一、单摆——从规则走向混沌 365

二、倒摆——从单稳态到双稳态的相变 367

15-4　布鲁塞尔振子 373

一、模型的建立 373

二、不动点及扰动的引入 374

三、稳定性讨论 374

15-5 李雅普诺夫指数 375

15-6　混沌同步控制 376

一、混沌同步控制 376

二、应用举例 378

15-7 分形物理 379

一、海岸线长度的测量 379

二、扩展对称性 380

三、伊辛模型和渗流模型 380

15-8　科学的世界观 382

一、来自宇宙学的启示 382

二、微观世界的法则 384

三、单摆的三相共存 384

习题 385