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第一部分 经典力学 3

第1章 牛顿力学 3

1.1 质点动力学：动量、角动量和动能定理 3

1.2 保守力场、有心力和运动的稳定性 8

1.3 质点组动力学：动量、角动量和位力定理 12

1.4 非惯性参考系：惯性离心力和科里奥利力 16

习题1 21

第2章 刚体的定点运动 24

2.1 刚体运动的描述：角速度矢量和Euler角 24

2.2 惯量张量、转动惯量和转动动能 28

2.3 刚体动力学方程：动量矩定理和Euler方程 33

2.4 刚体的定点运动、动平衡的稳定性 36

习题2 40

第3章 弹性体中的场和波 43

3.1 弹性体中的应变和应力张量 43

3.2 弹性体的本构关系：几种特殊的弹性体 47

3.3 弹性体的平衡、应力张量对称性和能量密度 49

3.4 弹性体中的波、弹性算子的完备性和声子晶体 52

习题3 58

第4章 流体的运动 60

4.1 流体中的应变、应力张量和本构方程 60

4.2 动力学方程、守恒定律和流体中的波 64

4.3 流体运动的相似律和Reynolds数 69

4.4 流体的基本运动：涡旋、层流和湍流 71

习题4 77

第5章 Lagrange力学 80

5.1 虚功原理、d'Alembert原理和约束反力 80

5.2 Lagrange方程和动力学问题中的约束反力 85

5.3 保守力体系的Lagrange方程和广义能量守恒 89

5.4 多自由度力学系统的微振动 93

5.5 经典力学中的对称性和守恒定律 97

习题5 99

第6章 Hamilton力学 103

6.1 Hamilton正则方程：循环坐标和能量积分 103

6.2 Louville定理、Poisson括号和Poisson定理 109

6.3 Hamilton原理和弹性体的Hamilton原理 112

6.4 正则变换：正则条件和Poisson括号的不变性 115

习题6 120

第二部分 电动力学 127

第7章 电磁场的基本性质 127

7.1 电磁现象的实验定律和平方反比律 127

7.2 真空中电磁场的Maxwell方程组和位移电流 134

7.3 介质中电磁场的Maxwell方程组和边界方程 137

7.4 电磁场的守恒定律和场的能量密度 141

习题7 146

第8章 静电场和静磁场 149

8.1 静电场的唯一性和相互作用能 149

8.2 静磁场的唯一性和磁标量势 155

8.3 多极展开和多极矩与外场的相互作用 163

8.4 准静态场和场的扩散 169

习题8 171

第9章 电磁波的传播 176

9.1 无限大均匀介质中的平面波和波的偏振 176

9.2 电磁波在平面界面的反射和折射、全反射 179

9.3 各向异性介质中的电磁波和双折射现象 184

9.4 电磁波在等离子体中的传播和Faraday旋转效应 186

9.5 波导中波的传播：相速度、群速度和截止频率 189

习题9 194

第10章 电磁波的辐射 197

10.1 矢量势、标量势和规范不变性 197

10.2 电偶极矩辐射、辐射场和角分布 199

10.3 磁偶极矩辐射和电四极矩辐射 203

10.4 运动电荷的辐射场与辐射阻尼 206

习题10 211

第11章 运动体系的电磁场和波 215

11.1 Lorentz变换和Minkowski空间 215

11.2 Maxwell方程组的协变形式和场的Hamilton函数 220

11.3 电磁场的变换和电磁场的不变量 225

11.4 粒子在电磁场中的运动和Hamilton函数 228

习题11 233

第12章 电磁波的散射和衍射 236

12.1 微观带电粒子的散射和散射截面 236

12.2 电磁波在宏观物体上的散射和Born近似 239

12.3 电磁波在周期结构中的散射和光子晶体 243

12.4 经典电动力学的适用范围和电子的惯性结构 246

习题12 250

第三部分 量子力学 255

第13章 微观粒子的运动规律 255

13.1 波函数的统计解释和Schr？dinger方程 255

13.2 一维定态问题：隧道效应和共振透射 260

13.3 量子谐振子和谐振子的耦合 265

13.4 有心力场中粒子的运动和氢原子的量子描述 268

习题13 273

第14章 力学量、算符和量子态 276

14.1 力学量的平均值与算符运算 276

14.2 Hilbert空间上的Hermite算符和本征值问题 279

14.3 力学量的测量、不确定关系和守恒量 283

14.4 算符的矩阵形式、表象变换和密度矩阵 290

14.5 量子体系的对称性和守恒量 296

习题14 298

第15章 近似方法 300

15.1 非简并态微扰和电介质的极化 300

15.2 简并态微扰和能级的强耦合 303

15.3 变分方法和Hartree自洽场方法 306

15.4 含时微扰：量子跃迁、光的吸收和激发 311

习题15 316

第16章 自旋和角动量 319

16.1 电子的自旋算符和自旋波函数 319

16.2 Pauli方程和恒定磁场中电子的运动 323

16.3 电子自旋与轨道角动量的耦合 327

16.4 电子自旋与自旋的耦合 332

习题16 335

第17章 全同粒子和多体问题 338

17.1 全同粒子系统的交换对称性和Pauli不相容原理 338

17.2 He原子：仲氦和正氦，交换能 344

17.3 Hartree-Fock方程和原子的壳层结构 346

17.4 分子的振动和转动，正氢与仲氢 350

习题17 355

第18章 微观粒子的散射 357

18.1 散射的描述方法：微分散射截面和散射振幅 357

18.2 分波法：低能粒子的散射 359

18.3 Born近似：高能粒子的散射 361

18.4 全同粒子的散射 365

习题18 367

第四部分 热力学和统计力学 373

第19章 宏观系统的热力学性质 373

19.1 热力学系统的基本概念：平衡态和热力学过程 373

19.2 热力学第一定律、Carnot循环和焓 378

19.3 热力学第二定律、Carnot定理和熵增加定理 381

19.4 不可逆过程、局部平衡和最小熵产生定理 386

习题19 391

第20章 热力学平衡条件、热力学函数和相变 396

20.1 系统平衡条件，自由能、热力势和广势函数 396

20.2 平衡的稳定性条件和临界态的基本特征 401

20.3 热力学函数、热力学关系和最大功原理 403

20.4 相变、临界现象和临界指数 408

习题20 413

第21章 准独立粒子系的经典统计 417

21.1 平衡态的Boltzmann统计和等概率原理 417

21.2 热力学函数与熵的微观解释 420

21.3 双原子分子组成的理想气体和能量均分定理 425

21.4 声子系统和固体的定容热容量 428

21.5 二能级系统、负温度和核自旋 431

习题21 432

第22章 准独立粒子系的量子统计 435

22.1 Fermi统计和Bose统计 435

22.2 量子统计中的热力学关系和熵 437

22.3 金属中的自由电子：强简并电子气体 441

22.4 电磁场的量子化、光子气体和Bose-Einstein凝聚 444

习题22 449

第23章 系综理论 452

23.1 统计系综、各态经历假定和微正则分布 452

23.2 正则分布、能量涨落和热力学关系 455

23.3 巨正则分布、热力学关系和粒子数涨落 460

23.4 T-p分布与特征函数 466

23.5 量子系综：密度矩阵 468

习题23 471

第24章 涨落、关联和局部细致平衡 476

24.1 涨落的准热力学理论和乳光现象 476

24.2 涨落的空间关联：Landau唯象理论 480

24.3 涨落的时间关联：Brown运动 484

24.4 准独立粒子系统的局部细致平衡 487

习题24 491

附录A 矢量运算公式 493

附录B 张量运算公式 496

附录C 重要物理常量 498

附录D 英汉人名对照表 499