经典与近代物理学PDF电子书下载

第1章　引言 1

目录 1

1-1 标准 1

简明目录 1

第1章　引言 1

1-2　单位制 3

1-3　量纲、单位和精确度 4

1-4　解题方法 8

2-1　标量和矢量 11

第2章　矢量 11

第2章　矢量 11

2-2　矢量作图加法 13

2-3　单位矢量和矢量分量 15

2-4　矢量加法，分解法 17

评述：矢量和J．威拉德·吉布斯 19

第3章　一维运动 25

第3章　一维运动 25

3-1　位矢和位移 26

3-2　速度和速率 28

3-3　匀速运动 31

3-4　加速度 31

3-5　匀加速运动 35

3-6 自由下落 39

3-7　变加速，数值计算法 41

评述：循序渐进学物理 43

第4章　二维空间运动 54

第4章 二维空间运动 54

4-1　位置、速度和加速度 55

4-2　恒定加速度：抛体运动 58

4-3　匀速圆周运动 62

4-4　相对运动 64

4-5　空气阻力，数值方法 67

评述：伽利略 68

近代物理的精彩片段：黑夜天空的 78

佯谬 78

第5章　牛顿运动定律 82

第5章　牛顿运动定律 82

5-1 力和质量 82

5-2　牛顿第一定律 85

5-3　牛顿第二定律 88

5-4　牛顿第三定律 89

5-5 由地球产生的重量和引力 92

5-6　解题方法：力学 93

评述：经典力学与决定论 96

第6章　牛顿运动定律的应用 108

6-1　接触力：正压力和摩擦力 108

第6章　牛顿运动定律的应用 108

6-2　匀速圆周运动的动力学 114

6-3　地球的自转 117

评述：艾萨克·牛顿 119

第7章　牛顿的万有引力定律 130

第7章　牛顿的万有引力定律 130

7-1　万有引力定律 131

7-2　引力常量G 134

7-3　引力和惯性质量 137

7-4　地球表面g值的变化 138

7-5　引力场 139

7-6　轨道，数值方法 141

7-7　引力定律的发现 144

评述：基本力和统一论 145

第8章　功和能 159

8-1　恒力做功 159

第8章　功和能 159

8-2　点积 161

8-3　变力做功 163

8-4　功能定理和动能 167

8-5　功率 170

8-6　积分，数值方法 171

评述：功和能 172

第9章　能量守恒 180

第9章　能量守恒 180

9-1　一维保守系 181

9-2　保守系的图解分析 185

9-3　三维保守力和势能 187

9-4　机械能守恒 188

9-5　非保守力和内功 189

9-6　能量守恒定律 190

9-7　卫星运动和逃逸速率 191

9-8　解题方法 193

评述：什么是定律？ 194

近代物理的精彩片段：人存原理 203

第10章　动量和系统的运动 205

10-1 质心 205

第10章　动量和系统的运动 205

10-2　质心运动 208

10-4 冲量 210

10-3　动量 210

10-5　动量守恒 212

10-6　一维碰撞 213

10-7　二维碰撞 218

10-8　火箭运动 220

10-9　解题方法 222

评述：对称性和守恒定律 222

近代物理的精彩片段：第五种力 233

第11章　刚体的静力平衡 237

第11章　刚体的静力平衡 237

11-1 刚体的静力平衡 237

11-2　绕轴的转矩 239

11-4　解题方法 241

11-3　静力平衡条件 241

11-5 重心 245

11-6　转矩和矢量的矢积 246

评述：索和桥 249

第12章　转动Ⅰ 260

12-1 刚体的平动和转动 260

第12章　转动Ⅰ 260

12-2　角度测量 261

12-3　角坐标、角速度和角加速度 262

12-4　定轴转动运动学 264

12-5　转动量和平动量之间的关系 265

12-6　转动动能：转动惯量 267

12-7　转动惯量 268

12-8　滚动物体 272

评述：在物理学中模型的使用 274

第13章　转动Ⅱ 283

13-1　质点的角动量 283

第13章　转动Ⅱ 283

13-2　质点系的角动量 285

13-3　刚体绕定轴转动的动力学 286

13-4　刚体的转动功和功率 290

13-5　角动量守恒 292

13-6　回转仪的运动 294

第14章　振动 307

第14章　振动 307

14-1 简谐运动运动学 307

14-2　简谐运动动力学 311

14-3　简谐振子的能量 312

14-4　简谐运动的例子 314

14-5 简谐运动和匀速圆周运动 318

14-6　阻尼谐运动 319

14-7　受迫振动和共振 321

评述：混沌 322

15-1　应力与应变 335

第15章　固体与流体 335

第15章　固体与流体 335

15-2 密度 338

15-3　静止流体中的压强 340

15-4　阿基米德原理 344

15-5　伯努利方程 345

15-6　粘滞性 351

评述：阿基米德 352

16-1　微观描述与宏观描述 362

第16章　温度与传热 362

第16章　温度与传热 362

16-2　热平衡与热力学第零定律 364

16-3　温度计与理想气体温标 365

16-4　其他温标 368

16-5　热膨胀 369

16-6　传热 371

第17章　热力学第一定律 383

17-1　物态方程 383

第17章　热力学第一定律 383

17-2　比热与潜热 386

17-3　功 388

17-4　热力学第一定律 391

17-5　第一定律的一些应用 393

评述：本杰明·汤普孙，即伦福德伯爵 397

第18章　气体动理论 406

第18章　气体动理论 406

18-1　理想气体的分子模型 407

18-2　温度的微观解释 409

18-3　能量的均分 411

18-4　理想气体及元素固体的热容量 412

18-5　理想气体的绝热过程 416

18-6　分子速率分布 418

近代物理的精彩片段：统计物理学 426

第19章　热力学第二定律 430

第19章　热力学第二定律 430

19-1　热机与第二定律 431

19-2　制冷机与第二定律 434

19-3　可逆性与卡诺循环 438

19-4　开尔文温度或热力学温度 440

19-5　熵 442

19-6　熵与第二定律 445

评述：麦克斯韦妖 447

近代物理的精彩片段：冷原子 454

第20章　库仑定律和电场 458

20-1　电荷和物质 458

第20章　库仑定律和电场 458

20-2　绝缘体和导体 460

20-3　库仑定律 461

20-4 电场 464

20-5　电场的计算 465

20-6 电场线 471

20-7　均匀电场中的带电粒子 472

第21章　高斯定律 482

第21章　高斯定律 482

21-1 通量 482

21-2　高斯定律 485

21-3　库仑定律演变成高斯定律 486

21-4　运用高斯定律计算E 489

21-5　导体的静电特性 492

评述：M·法拉第 495

第22章　电势 504

第22章 电势 504

22-1 电势能 504

22-2　电势 507

22-3 电势差 510

22-4　E和？的关系 512

22-5　等势面 515

22-6　再论导体的静电特性 515

第23章　电容、电能和绝缘体的性质 527

23-1 电容器和电容 527

第23章　电容、电能和绝缘体的性质 527

23-2 电容器的串联和并联 530

23-3　电能和能量密度 533

23-4　绝缘体的静电特性 535

23-5　绝缘体特性的原子描述 537

24-1　电荷的流动 549

第24章　电流和电阻 549

第24章　电流和电阻 549

24-2　电阻和欧姆定律 552

24-3　电阻的串联和并联 556

24-4　安培计和伏特计 558

24-5　金属的德鲁德模型 558

24-6　半导体的导电 560

第25章　直流电路中的能量和电流 571

25-1 电池组的电动势和内电阻 571

第25章　直流电路中的能量和电流 571

25-2　电能和功率 574

25-3　基尔霍夫定律 576

25-4　RC电路 579

近代物理的精彩片段：新显微镜 590

第26章　磁场 594

第26章　磁场 594

26-1　磁场 595

26-2　作用在载流导体上的力 597

26-3　作用在电流回路上的力矩 599

26-4　电荷在电磁场中的运动 602

评述：磁场与粒子加速器 605

27-1　毕奥-萨伐尔定律 615

第27章　磁场的源 615

第27章　磁场的源 615

27-2　安培定律 619

27-3　安培定律的应用 622

27-4　电流间的作用力 625

27-5　磁通量和磁场的高斯定律 626

27-6　位移电流与安培定律 628

评述：詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 630

第28章　法拉第定律 639

28-1　法拉第定律 639

第28章　法拉第定律 639

28-2　动生电动势 642

28-3　发电机及交流发电机 644

28-4　感应电场 646

近代物理的精彩片段：自然界的空间螺旋特性 656

29-1 自感电动势和自感 661

第29章 电感 661

第29章　电感 661

29-2　LR电路 663

29-3　LR电路中的能量转换 665

29-4　互感 667

29-5　变压器 669

评述：约瑟夫·亨利 671

第30章　物质中的磁场 679

第30章　物质中的磁场 679

30-1　原子电流、磁偶极子及其磁化强度 680

30-2　抗磁性 682

30-3　顺磁性 683

30-4　铁磁性 684

30-5　磁场强度H 685

30-6　地磁场 687

第31章　电磁振荡及交流电路 693

31-1　LC振荡 693

第31章　电磁振荡及交流电路 693

31-2 串联RLC电路 696

31-3　与一电阻器相连的交流电源 698

31-4　与一电容器相连的交流电源 699

31-5　与一电感器相连的交流电源 700

31-6　一交流电源驱动的串联RLC电路 701

31-7　一交流电源驱动的RLC电路之功率 705

第32章　波 715

32-1　波的特性 715

第32章　波 715

32-2　脉冲波 717

32-3　简谐波 720

32-4　由牛顿第二定律得到的波动方程 722

32-5　波的功率 724

32-6　简谐波的干涉 726

评述：原子、驻波及量子化 730

近代物理的精彩片段：孤子 737

33-1 声波 741

第33章　声 741

第33章　声 741

33-2　听觉 744

33-3　周期性波的傅里叶分析 746

33-4　声源 747

33-5　声波的干涉和拍 750

33-6　多普勒效应 753

33-7　声的波动方程 755

第34章　麦克斯韦方程组和电磁波 765

第34章　麦克斯韦方程组和电磁波 765

34-1　麦克斯韦方程组 766

34-2　E和B的波动方程 766

34-3 电磁波 770

34-4 电磁波强 771

34-5　辐射压 773

34-6　电磁波的发射 774

34-7　电磁波谱 776

评述：光速 776

35-1 几何光学 784

第35章　几何光学 784

第35章　几何光学 784

35-2　反射成像 790

35-3　折射成像 795

35-4　透镜 796

35-5　光学器件 799

近代物理的精彩片段：精密度、准确度和哈勃太空望远镜 811

第36章　干涉和衍射 815

第36章　干涉和衍射 815

36-1　杨氏双缝实验 816

36-2　双缝干涉图样的强度分布 819

36-3　衍射光栅 821

36-4　X射线晶体衍射 824

36-5　薄膜干涉 825

36-6　迈克耳孙干涉仪 827

评述：托马斯·杨 827

近代物理的精彩片段：阿哈罗诺夫-玻姆效应 837

第37章　衍射和偏振 840

第37章　衍射和偏振 840

37-1 衍射 840

37-2　单缝衍射图样的描述 841

37-3　单缝衍射的强度分布 843

37-4　分辨率极限 846

37-5　偏振 847

37-6　偏振的测量 848

37-7　使光偏振的方法 850

评述：全息术 853

第38章　相对论 863

第38章　相对论 863

38-1 变换 864

38-2　相对性原理 866

38-3　洛伦兹变换 867

38-4　新时空观 869

38-5　速度相加 873

38-6　动量和能量 874

评述：广义相对论 876

第39章　电磁辐射的量子化 886

第39章　电磁辐射的量子化 886

39-1　光与物质的相互作用 887

39-2　空腔辐射 888

39-3　光电效应 890

39-4　光子和电子 892

39-5　线型谱 893

39-6　玻尔的氢原子模型 895

评述：尼尔斯·玻尔和他的氢原子模型 899

第40章　量子力学 907

第40章　量子力学 907

40-1　德布罗意波 908

40-2　电子衍射 908

40-3　波粒二象性——双缝实验 910

40-4　海森伯不确定关系 911

40-5　波函数的解释 914

40-6　薛定谔方程 915

40-7　匣中的粒子 916

40-8　简谐振子 918

40-9　隧道效应 919

评述：薛定谔猫 920

第41章　氢原子和周期表 928

第41章　氢原子和周期表 928

41-1　量子力学和氢原子 928

41-2　氢原子的波函数 930

41-3　角动量和磁矩的量子化 932

41-4　电子自旋 934

41-5　氢原子的量子态 936

41-6　元素周期表 938

评述：激光器 941

第42章　固体中的电子 949

42-1 自由电子模型 949

第42章　固体中的电子 949

42-2　费米-狄拉克统计 952

42-3 自由电子模型的导电理论 954

42-4　电子能带 956

42-5　半导体 958

42-6　超导电性 960

评述：高温超导电性 963

第43章　原子核 970

第43章　原子核 970

43-1　核的性质 971

43-2　核的质量与结合能 974

43-3　液滴模型 975

43-4　壳层模型 977

43-5　放射性衰变 979

43-6　核反应 982

43-7　物质的基本构成基元 983

评述：大爆炸 986

第44章　恒星物理 994

第44章　恒星物理 994

44-1　恒星的特性 995

44-2　恒星的形成 996

44-3　恒星的能源 997

44-4　太阳和其他主序星 1001

44-5 白矮星 1006

44-6　中子星和黑洞 1009

44-7　褐矮星 1014

第45章　未来能源 1021

第45章　未来能源 1021

45-1 能量与热力学定律 1021

45-2　美国的能量流动 1024

45-3　非再生资源的寿命 1026

45-4　可再生能源 1030

45-5　太阳能 1032

45-6　核裂变 1035

45-7　核聚变 1039

评述：公共悲剧 1040

附录A 1046

附录A　天文数据 1046

附录C 1047

附录C　换算因子 1047

附录D 1050

附录D　微分学 1050

附录F 1051

附录F　基本常量 1051

附录I　积分学 1052

附录I 1052

附录M 1055

附录M　数学近似、公式与符号 1055

附录P 1058

附录P　元素周期表 1058

附录T　三角学 1060

附录T 1060

部分奇数题号练习题和难题答案 1062

照片表 1082

索引 1085

索引 1085