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第6章 热学基础 1

6.1 气体运动论的基本概念 1

一、准理想气体 1

二、准理想气体平衡态 2

三、描述系统的宏观量 2

四、热运动 4

五、统计方法与统计规律 5

六、准理想气体状态方程和微观模型 6

七、平衡态气体统计假设 7

6.2 准理想气体压强和温度的统计规律 8

一、压强 8

二、温度 9

6.3 分子热运动速率分布的统计规律 11

一、分子质心运动速率（即平动速率）的分布函数 11

二、麦克斯韦速率分布律 12

三、三种速率 13

6.4 能量均分定理与准理想气体内能的统计规律 16

一、能量均分定理 16

二、准理想气体内能 19

6.5 平均碰撞频率与平均自由程的统计规律 20

一、平均碰撞频率 20

二、平均自由程 21

6.6 热力学第一定律 23

一、热学过程的基本概念 23

二、热力学第一定律概述 26

6.7 基本热学过程 26

一、等体过程 26

二、等压过程 27

三、等温过程 28

四、绝热过程 29

6.8 热力学第二定律 32

一、循环相关的基本概念 32

二、热力学第二定律概述 39

6.9 热学基本问题 42

一、基本问题 42

二、解题示例 44

习题6 47

第7章 波动学基础 56

7.1 简谐振动 56

一、引例 56

二、简谐振动的定义 60

三、描述简谐振动的特征量 61

四、简谐振动的力学特征 63

五、描述简谐振动的方法 64

7.2 平面简谐波 67

一、引例 67

二、平面简谐波的定义 69

三、平面简谐波的特征 70

四、描述平面简谐波的特征量 71

五、描述平面简谐波的方法 72

7.3 波的干涉 74

一、波的叠加原理 74

二、两列平面简谐波的叠加 74

7.4 波动学基本问题 80

一、基本问题 80

二、解题示例 82

习题7 91

第8章 波动光学 101

8.1 基本概念 101

一、光的波动性 101

二、普通光源及发光机理 102

三、折射率 103

四、光强 103

五、光程 103

六、光的叠加 105

8.2 光的偏振 107

一、偏振光 107

二、几种偏振态 107

三、基本定律 111

8.3 起偏和检偏 113

一、起偏 113

二、检偏 114

8.4 光的干涉 114

一、等倾薄膜干涉 114

二、薄膜等厚干涉 117

三、迈克耳孙干涉仪干涉 123

8.5 光的衍射 124

一、光波的衍射现象 124

二、单缝夫琅和费衍射 126

三、双缝菲涅尔衍射 131

四、多缝（光栅）衍射 135

8.6 波动光学基本问题 140

一、基本问题 140

二、解题示例 143

习题8 152

第9章 狭义相对论力学基础 160

9.1 力学相对性原理和伽利略变换 160

一、力学相对性原理 160

二、经典力学时空观（绝对时空观或牛顿力学时空观） 160

三、伽利略变换 161

9.2 狭义相对论基本假设 162

一、两个实验中伽利略变换遇到的困难 162

二、爱因斯坦假设 165

9.3 狭义相对论时空观 165

一、同时性 165

二、时间 166

三、长度 167

9.4 洛伦兹变换 168

9.5 狭义相对论动力学基本物理量 172

一、质量 172

二、动量 172

三、力 173

四、能量 175

9.6 狭义相对论力学基本问题 179

一、基本问题 179

二、解题示例 180

习题9 183

第10章 量子物理基础 187

10.1 黑体辐射简介 187

一、热辐射 187

二、黑体辐射 188

三、普朗克的能量子假设 189

10.2 光的量子性 191

一、光电效应 191

二、康普顿（A.H.Compton）效应 197

10.3 光子的波粒二象性 202

一、双缝干涉实验结果 202

二、光子的波粒二象性概述 202

三、概率波 204

10.4 物质波 205

一、德布罗意假设 205

二、概率波 208

10.5 薛定谔方程 209

一、方程的建立 209

二、波函数所服从的条件 210

10.6 不确定关系 214

一、坐标和动量的半定量的关系 214

二、能量和时间的半定量的关系 215

10.7 氢原子理论 216

一、氢原子的波尔（N.Bohr）理论 216

二、氢原子的几个量子力学结论 220

10.8 电子自旋 221

一、施特恩-格拉核（O.Stern，W.Gerlach）实验 221

二、电子自旋概述 223

10.9 原子核外电子组态 224

一、四个量子数 224

二、定义 224

三、组态所服从基本原理 224

10.10 量子物理学基本问题 225

一、基本问题 225

二、解题示例 226

习题10 229

部分习题参考答案 236

附录A 241

参考文献 244