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第九章 振动 1

第一节 简谐振动 振幅 周期和频率 相位 1

一、简谐振动 1

二、描述简谐振动的物理量 3

第二节 旋转矢量 5

一、旋转矢量 5

二、简谐振动的旋转矢量表示法 6

三、旋转矢量法应用举例 6

第三节 单摆和复摆 9

一、单摆 9

二、复摆 10

第四节 简谐振动的能量 10

第五节 简谐振动的合成 12

一、两个同方向同频率的简谐振动的合成 12

二、两个同方向不同频率的简谐振动的合成拍 13

三、两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成 14

四、两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成 16

第六节 阻尼振动 受迫振动 共振 17

一、阻尼振动 17

二、受迫振动 18

三、共振 20

第七节 电磁振荡 21

一、振荡电路 无阻尼自由电磁振荡 21

二、无阻尼电磁振荡的振荡方程 22

三、无阻尼自由电磁振荡的能量 23

习题九 25

第十章 波动 29

第一节 机械波的几个概念 29

一、机械波的形成 29

二、横波与纵波 29

三、波长 波的周期和频率 波速 30

第二节 平面简谐波的波函数 32

一、简谐波的波动方程 32

二、波函数的物理意义 33

第三节 波的能量 能量密度 35

一、波的能量 35

二、能流和能流密度 37

第四节 惠更斯原理 波的衍射和干涉 38

一、惠更斯原理 38

二、波的衍射现象 39

三、波的干涉 39

第五节 驻波 42

一、驻波 42

二、驻波中需要注意的两个问题 44

第六节 多普勒效应 45

一、波源不动，观察者相对于介质以速度v0运动 45

二、观察者不动，波源相对于介质以速度vs运动 46

三、观察者和波源相对于介质运动 46

第七节 平面电磁波 47

一、电磁波的产生和传播 47

二、电磁波的能量 51

三、电磁波谱 52

习题十 53

第十一章 光学 57

第一节 相干光 57

一、光的电磁理论 57

二、光波的叠加及相干条件 59

三、相干光的获得 61

第二节 杨氏双缝干涉 劳埃德镜 62

一、杨氏双缝干涉 62

二、劳埃德镜 64

第三节 光程 薄膜干涉 65

一、光程 65

二、透镜不引起附加的光程差 67

三、薄膜干涉 67

四、平行膜的应用——增反膜和增透膜 70

五、等倾干涉 71

第四节 劈尖 牛顿环 71

一、劈尖 72

二、牛顿环 74

第五节 迈克耳孙干涉仪 75

第六节 光的衍射 77

一、光的衍射现象 77

二、惠更斯-菲涅耳原理 78

三、菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射 78

第七节 单缝衍射 79

一、实验演示图 79

二、光路分析 79

三、单缝衍射光强分布特点 82

第八节 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 82

第九节 衍射光栅 85

一、光栅 85

二、光栅衍射条纹的形成 85

三、衍射光谱 87

第十节 光的偏振 马吕斯定律 89

一、光的偏振性 89

二、偏振光与自然光 89

三、偏振片 起偏和检偏 91

四、马吕斯定律 92

第十一节 反射光和折射光的偏振 93

第十二节 双折射 95

习题十一 95

第十二章 气体动理论 99

第一节 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律 99

一、状态参量 99

二、平衡态 100

三、理想气体的物态方程 101

四、热力学第零定律 102

第二节 分子热运动的无序性及统计规律性 102

一、物质的微观模型 102

二、分子热运动的无序性及统计规律性 103

第三节 理想气体的压强公式 104

第四节 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 107

第五节 能量均分定理 理想气体的内能 108

一、自由度 109

二、能量均分定理 110

三、理想气体内能 111

第六节 麦克斯韦气体分子速率分布律 112

一、速率分布概念 113

二、麦克斯韦速率分布律 114

三、三种统计速率 115

第七节 分子平均碰撞次数和平均自由程 118

一、分子间的碰撞 118

二、平均碰撞次数和平均自由程 118

习题十二 120

第十三章 热力学基础 123

第一节 准静态过程 功 热量 123

一、准静态过程 123

二、功 124

三、热量 124

第二节 热力学第一定律 内能 125

第三节 理想气体的等容过程和等压过程 摩尔热容 126

一、等体过程 摩尔定体热容 126

二、等压过程 摩尔定压热容 127

第四节 理想气体的等温过程和绝热过程 129

一、等温过程 129

二、绝热过程 130

第五节 循环过程 卡诺循环 131

一、循环过程 132

二、卡诺循环 133

第六节 热力学第二定律 卡诺定理 135

一、热力学第二定律 135

二、卡诺定理 136

习题十三 137

第十四章 狭义相对论 141

第一节 伽利略变换式 经典力学的相对性原理 141

第二节 迈克耳孙-莫雷实验 143

第三节 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 145

一、狭义相对论的基本原理 145

二、洛伦兹变换式 146

三、洛伦兹速度变换式 148

第四节 狭义相对论的时空观 148

一、长度的收缩 148

二、时间的延缓 149

三、马赫、洛伦兹、庞加莱等人的贡献 149

四、爱因斯坦的狭义相对论的时空观 150

第五节 相对论动力学——相对论性动量和能量 151

一、质量与速度的关系 151

二、动量和速度的关系 151

三、狭义相对论力学的基本方程 151

四、质量与能量的关系 152

五、动量和能量的关系 153

习题十四 155

第十五章 量子物理简介 157

第一节 黑体辐射 普朗克能量子假设 157

一、黑体热辐射 157

二、黑体热辐射的实验规律 158

三、经典理论的困难 159

四、普朗克的量子理论 160

第二节 光电效应 光的波粒二象性 161

一、光电效应 161

二、光的波粒二象性 163

第三节 康普顿效应 164

第四节 氢原子的玻尔理论 168

第五节 德布罗意波 170

一、德布罗意波假设 170

二、德布罗意波的实验证明 171

第六节 不确定关系 175

第七节 量子力学简介 177

一、波函数 概率密度 177

二、薛定谔方程 178

三、一维势阱问题 180

习题十五 183

习题答案 185

附录 物理量的量纲和单位 192