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绪论 1

一、物理学与社会进步 1

二、物理学与工程技术 1

三、物理学的研究方法 3

第一篇 力学 5

第一章 质点力学 5

1.1 质点运动学 5

一、质点 位移 5

二、速度和速率 6

三、加速度 7

1.2 质点动力学 8

一、牛顿第一定律 8

二、牛顿第二定律 8

三、牛顿第三定律 8

四、牛顿定律的应用 9

习题1 11

第二章 刚体力学 13

2.1 刚体运动学 13

一、刚体的定轴转动 13

二、刚体定轴转动的角位移、角速度和角加速度 13

2.2 刚体动力学 15

一、力矩 15

二、刚体定轴转动定律 16

三、转动惯量 17

习题2 21

第三章 动量与能量 23

3.1 动量定理与动量守恒定律 23

一、动量定理 23

二、动量守恒定律 24

3.2 角动量定理和角动量守恒定律 26

一、刚体定轴转动的角动量定理 26

二、刚体定轴转动的角动量守恒定律 26

3.3 动能定理 28

一、质点的动能和动能定理 28

二、刚体定轴转动的动能和动能定理 29

习题3 33

第二篇 热学 35

第四章 气体动理论 35

4.1 理想气体的压强 35

一、理想气体模型 35

二、理想气体的压强 36

4.2 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 37

一、理想气体状态方程 37

二、理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 39

4.3 能量均分定理 理想气体的内能 39

一、自由度 39

二、能量均匀定理 40

三、理想气体的内能 41

习题4 46

第五章 热力学 47

5.1 热力学第一定律 47

一、准静态过程 47

二、功 48

三、热力学第一定律 49

5.2 理想气体的热容 50

一、摩尔热容 50

二、定体摩尔热容 51

三、定压摩尔热容 51

5.3 循环过程 热机 53

一、循环过程 53

二、热机效率 54

三、卡诺循环 55

四、致冷循环 57

习题5 61

第三篇 电磁学 63

第六章 静电场 63

6.1 电场强度 63

一、电荷 点电荷 63

二、真空中的库仑定律 64

三、电场强度 65

6.2 静电场的高斯定理 66

一、电通量 66

二、真空中的高斯定理 68

6.3 电容器 电容 70

一、电容器 电容 70

二、电容器的串、并联 72

三、常见的几种电容传感器 73

四、介质变化型电容传感器 75

6.4 静电场的环路定理 电势 79

一、静电场力作功的特点 79

二、静电场的环路定理 80

三、电势能 电势差 80

四、电势 81

习题6 82

第七章 磁场 84

7.1 电流的磁场 84

一、磁场 磁感应强度 84

二、毕奥-萨伐尔定律 85

7.2 磁场对运动电荷的作用 87

一、洛仑兹力 87

二、电荷在磁场中的运动 88

三、霍耳效应 89

7.3 磁场对载流导体的作用 91

一、安培定律 91

二、磁场对载流线圈的作用 92

三、直流电动机的基本原理 93

四、磁流体发电机 94

习题7 95

第八章 电磁感应 98

8.1 电磁感应定律 98

一、磁通量 98

二、电磁感应产生的条件 99

三、电磁感应定律 100

四、涡流及其应用 102

8.2 互感和自感 104

一、互感 104

二、自感 106

8.3 电磁波 107

一、变化的磁场和变化的电场 107

二、电磁波 108

三、无线电技术的奠基 109

习题8 111

第四篇 振动与波 114

第九章 振动与波 114

9.1 简谐振动及其表示 114

一、简谐振动的特征及表达式 114

二、振幅、周期、频率和相位 116

三、相位和初相 117

四、简谐振动的旋转矢量图示法 117

五、简谐振动的能量 120

六、同方向的简谐振动的合成 121

9.2 平面简谐波 123

一、机械波产生的条件 123

二、横波和纵波 124

三、波阵面和波射线 124

四、波的传播速度 125

五、波长和频率 126

六、平面简谐波波动方程 127

9.3 波的干涉和衍射 130

一、惠更斯原理 130

二、波的衍射 131

三、波的叠加原理 131

四、波的干涉 131

五、驻波 135

9.4 技术应用 138

一、多普勒效应及应用 138

二、噪声及其控制 140

习题9 141

第十章 光的干涉和衍射 143

10.1 光的干涉 143

一、相干光的获得 143

二、杨氏双缝干涉 144

三、洛埃镜实验 145

四、光程 光程差 146

五、薄膜干涉 147

10.2 光的衍射 154

一、惠更斯—菲涅耳原理 155

二、单缝夫琅禾费衍射 156

三、圆孔夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领 158

四、光栅衍射 160

10.3 光的偏振 162

一、自然光和偏振光 162

二、偏振光的获得 162

三、马吕斯（E.L.Malus）定律 163

四、布儒斯特（D.Brewster）定律 164

10.4 技术应用 165

一、瓦斯检测器 165

二、瑞利干涉仪 165

三、用偏振光测量溶液的浓度 166

四、测量微小长度变化 166

习题10 167

第五篇 近代物理与高新技术第十一章 原子和原子核物理 169

11.1 原子结构 169

一、卢瑟福的原子模型 169

二、玻尔的原子模型 169

11.2 原子核的基本性质 170

一、原子核的电荷和质量 170

二、原子核的大小和形状 171

三、原子核的组成 172

四、核力和介子 174

五、核子和核的自旋与磁矩 175

六、核磁共振 176

11.3 原子核反应 177

一、原子核反应 177

二、重核的裂变及应用 179

三、轻核聚变 182

11.4 技术应用 184

一、链式反应的控制——反应堆 184

二、热中子反应堆 184

习题11 185

第十二章 量子物理 186

12.1 光电效应 康普顿效应 光的波粒二象性 186

一、光电效应 186

二、康普顿效应 186

12.2 能级跃迁 192

12.3 量子物理的发展 194

一、量子力学简介 194

二、量子力学的发展简史 195

12.4 技术应用 197

一、半导体的原理 197

二、晶体管的发明 198

三、集成电路的制造工艺 199

习题12 200

第十三章 高新技术简介 201

13.1 能源技术 201

一、能源的分类 201

二、物理学与能源科学 202

三、主要新能源介绍 202

13.2 信息技术 205

一、计算机的发展史 205

二、因特网的发展历程 206

13.3 激光技术 208

一、激光的主要特性 208

二、激光应用简介 208

13.4 其他高新技术简介 211

一、纳米材料 211

二、新型材料 213

三、液晶 214

习题13 214

第六篇 物理实验 216

概述 216

一、物理实验的地位和作用 216

二、物理实验课程的主要教学环节 216

第十四章 数据处理 218

14.1 测量与误差 218

一、测量及其种类 218

二、误差及其分类 218

三、误差的估算 220

14.2 有效数字及其运算 221

一、有效数字 221

二、有效数字的运算规则 222

14.3 处理实验数据的两种方法 224

一、列表法 224

二、作图法 224

第十五章 基础实验 226

实验一 物体密度的测定 226

一、实验目的 226

二、实验原理 226

三、实验仪器 227

四、实验内容 231

五、数据记录与处理 231

六、思考题 232

实验二 刚体转动惯量的测量 232

一、实验目的 232

二、实验原理 232

三、实验仪器 233

四、实验内容 233

五、注意事项 234

六、数据记录与处理 234

七、思考题 234

实验三 用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量 235

一、实验目的 235

二、实验原理 235

三、实验仪器 236

四、实验内容 237

五、注意事项 238

六、数据记录与处理 238

七、思考题 238

实验四 用霍耳元件测磁场 239

一、实验目的 239

二、实验原理 239

三、实验仪器 240

四、实验内容 240

五、数据记录与处理 241

六、思考题 241

实验五 洛仑兹力演示及电子荷质比的测定 242

一、实验目的 242

二、实验仪器 242

三、实验原理 243

四、实验内容 243

五、注意事项 244

六、数据记录与处理 245

七、思考题 246

第十六章 设计性实验 247

实验六 用牛顿环测量透镜的曲率半径 247

一、实验目的 247

二、实验原理 247

三、实验仪器 249

四、实验内容 250

五、数据记录与处理 251

六、思考题 251

实验七 在气垫导轨上测重力加速度 252

一、实验目的 252

二、提示 252

三、要求 254

实验八 用伏安法测电阻 254

一、实验目的 254

二、提示 254

三、要求 255

实验九 用常用仪器测圆周率π 256

一、实验目的 256

二、提示 256

三、要求 256

实验十 测量旋转体的体积及其密度—与高等数学课程相结合的一个实验 256

一、实验目的 256

二、提示 257

三、要求 257

习题答案 258

附录一 物理量单位 262

附录二 常用物理常量 268

参考文献 270