大学物理学 第1卷 工程基础物理PDF电子书下载

绪论 1

第一部分 力学 3

第一章 质点力学 4

第一节 质点运动学 4

一、位置矢量 5

二、运动学方程 5

三、速度矢量 6

四、加速度矢量 10

五、坐标系的运用 13

六、运动学的两类问题 14

第二节 牛顿运动定律 16

一、牛顿运动定律的内容 17

二、牛顿定律的应用 22

第三节 质点的基本运动定理 26

一、质点动量定理 26

二、质点动能定理 31

三、质点角动量定理 35

习题 41

第二章 质点系统的守恒定律 45

第一节 动量守恒定律 46

一、质点系的动量定理 46

二、质心 47

三、动量守恒定律 49

四、火箭飞行原理 52

第二节 机械能守恒定律 53

一、质点系动能定理 54

二、质点系内力的功 55

三、质点系统的内势能 56

四、机械能守恒定律 59

第三节 质点系角动量守恒定律 60

一、质点系角动量定义 60

二、质点系角动量定理 61

三、质点系角动量守恒条件 62

习题 64

第三章 连续体力学 65

第一节 刚体定轴转动 65

一、刚体运动的类型 66

二、刚体定轴转动运动学 67

三、定轴转动动力学 70

四、定轴转动刚体的角动量守恒定律 79

第二节 固体的形变和弹性 82

一、弹性体中的应变和应力 82

二、胡克定律 86

三、弹性体中的波速 92

第三节 理想流体及其运动 96

一、理想流体的定常流动 96

二、流体运动的描述方法 98

三、连续性方程 102

四、伯努利方程 105

习题 111

第二部分 场物理学基础 114

第四章 真空中的静电场 115

第一节 库仑定律 115

一、电荷 115

二、库仑定律 117

三、静电力叠加原理 119

第二节 电场、电场强度 120

一、静电场 120

二、电场强度矢量 121

三、点电荷电场的电场强度 122

四、点电荷系电场的电场强度 123

五、连续分布电荷电场的电场强度 124

第三节 高斯定理 131

一、电场线 131

二、电通量 132

三、高斯定理 134

四、高斯定理的物理意义 136

五、高斯定理的应用 138

一、静电场是保守力场 141

第四节 静电场的环路定理 电势 141

二、静电场的环路定理 143

三、电势能、电势差和电势 144

四、电势的计算 148

习题 152

第五章 真空中的稳恒磁场 155

第一节 磁现象 155

一、电流的磁效应 155

二、磁力 156

第二节 磁场 磁感应强度 158

第三节 磁场对运动电荷的作用 160

一、磁场对运动电荷的作用 160

二、带电粒子在电场和磁场中的运动 163

三、霍尔效应 165

第四节 磁场对载流导线的作用 169

一、安培定律 169

二、磁场对载流平面线圈的作用 172

一、毕奥-萨伐尔定律 175

第五节 毕奥-萨伐尔定律 175

二、运动电荷的磁场 182

第六节 磁场的高斯定理 185

一、磁场的几何描述 185

二、磁通量 186

三、磁场的高斯定理 187

第七节 安培环路定理 188

习题 195

一、电磁感应现象的发现 198

第一节 电磁感应定律 198

第六章 变化的电磁场 198

二、法拉第电磁感应定律 199

三、楞次定律 203

第二节 电路中的电磁感应互感与自感 208

一、互感 208

二、自感 210

三、磁场能量 211

一、电源电动势 213

第三节 动生电动势 213

二、动生电动势 215

三、动生电动势过程中的能量转换 219

第四节 感生电动势 涡旋电场 221

一、涡旋电场 221

二、感生电动势 222

三、感生电动势与动生电动势 223

四、感生电动势的计算 226

第五节 位移电流 231

一、恒定电流的连续性 232

二、电流连续性方程 234

三、电流恒定条件 235

四、电容器的充、放电 236

五、位移电流假设 238

第六节 麦克斯韦电磁场方程组 240

习题 242

第一节 牛顿万有引力定律 244

第七章 引力场简介 244

第二节 引力场强 245

第三节 保守力场的图示--势能曲线 247

习题 254

第八章 标量场 255

第一节 势函数与场强度 255

一、等势面 255

二、电势梯度 257

一、等值面与等值线 261

第二节 标量场的研究方法 261

二、梯度矢量 262

习题 263

第三部分 波动学基础 264

第九章 机械振动 265

第一节 简谐振动 265

一、质点振动系统 265

二、简谐势 266

三、简谐振动的运动学特征 267

四、描述简谐振动的特征量 268

五、简谐振动的几何表示 271

六、简谐振动的能量 277

第二节 简谐振动的叠加 278

一、同一直线上两个同频率谐振动的合成 278

二、多个同方向、同频率谐振动的合成 281

三、二维振动的合成 283

第三节 阻尼振动与受迫振动简介 284

一、阻尼振动 285

二、受控振动 287

习题 288

第十章 机械波 290

第一节 机械波的形成与描述 290

一、机械波的产生 290

第二节 平面简谐波 291

一、波的几何描述 291

二、机械波波动方程 291

二、简谐波波函数 292

三、波场中的相位分布与传播 294

第三节 波场中的能量与能流 300

一、介质中任一质元的能量 300

二、波的能流密度 波的强度 302

第四节 波的叠加与干涉 303

二、波的干涉 304

一、波的叠加原理 304

第五节 驻波 307

一、从波的干涉看驻波的形成 308

二、从固有振动的角度看驻波 310

习题 315

第十一章 光的干涉 319

第一节 光波及其相干性 320

一、光波的相干条件 320

二、非相干叠加 322

第二节 分波前干涉 323

三、获得相干光的方法 323

一、杨氏实验 324

二、光程 326

第三节 分振幅薄膜干涉 330

一、物像之间的等光程性 330

二、等倾干涉 331

三、等厚干涉 338

习题 344

第十二章 光的衍射 346

第一节 光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理 346

一、衍射现象的分类 346

二、惠更斯-菲涅耳原理 347

第二节 单缝衍射 349

一、实验装置与光路 349

二、光强分布公式 349

第三节 圆孔衍射 355

第四节 光学仪器的分辨本领 357

一、平面透射光栅的强度分布公式 359

第五节 光栅衍射 359

二、光栅衍射图样的特点 361

三、光栅光谱 364

习题 369

第十三章 光的偏振 371

第一节 光的偏振态 371

一、自然光 371

三、椭圆偏振光和圆偏振光 373

二、线偏振光 373

四、部分偏振光 374

第二节 偏振片 马吕斯定律 375

第三节 光在反射和折射时的偏振 378

第四节 晶体的双折射现象 380

习题 382

第四部分 热物理学基础 384

一、热力学系统 385

二、系统状态与状态参量 385

第一节 热力学中的基本概念 385

第十四章 热力学第一定律 385

三、准静态过程 387

第二节 功、热量和内能 389

一、功 389

二、系统的内能 392

三、热量 393

第三节 热力学第一定律 393

第四节 气体的摩尔热容 394

第五节 理想气体的热力学过程 395

一、等体过程 395

二、等压过程 396

三、等温过程 396

四、绝热过程 396

五、绝热线与等温线 397

第六节 热力学循环 401

一、循环过程 401

二、制冷机 402

习题 405

第十五章 热力学第二定律 407

第一节 卡诺循环 407

一、卡诺循环的4个过程 407

二、卡诺循环的效率 408

第二节 可逆过程与不可逆过程 410

一、热力学过程的不可逆性 411

二、热力学过程的可逆性 412

一、不可逆过程与热力学第二定律的表述 415

第三节 热力学第二定律 415

二、熵和热力学第二定律的数学表述 416

习题 426

第十六章 热平衡态的气体分子运动理论 428

第一节 理想气体的压强公式 428

一、气体分子热运动的基本特点 428

二、理想气体的微观模型 431

三、大量分子集体的统计性假设 431

四、理想气体压强公式的导出 432

第二节 理想气体温度的统计意义 435

一、理想气体的温度公式 435

五、关于导出压强公式的几点说明 435

二、温度的统计意义 436

第三节 能量均分定理 438

一、自由度 438

二、能量按自由度均分定理 440

三、理想气体的内能 441

五、经典理论的缺陷 442

四、理想气体的热容 442

第四节 气体分子速率分布律 444

一、麦克斯韦速率分布律的实验测定 445

二、实验结果分析 447

三、速率分布函数的物理意义 450

四、用速率分布函数求分子速率的统计平均值 451

第五节 玻尔兹曼分布简介 454

一、重力场中微粒按高度的分布 455

习题 456

二、玻尔兹曼密度分布律 456

第十七章 气体中的输运现象 458

第一节 气体的黏滞现象 459

一、实验现象 459

二、黏滞力的实验规律 459

第二节 气体的扩散与气体的热传导现象 461

一、局域平衡假设 461

二、实验规律与微观机制 461

习题 463

习题答案 464

附录 473

附录A 量纲 473

附录B 我国法定计量单位和国际单位制(SI)单位 474

附录C 希腊字母 474

附录D 物理量的名称、符号和单位(SI) 475

附录E 基本物理常数表(1986年国际推荐值) 478

索引 479

参考文献 498