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第1篇 力学 3

1 质点运动学 3

1.1 参照系 坐标系 质点 4

1.2 位移 速度 加速度 5

1.3 切向加速度和法向加速度 12

1.4 几种典型的质点运动 15

1.5 相对运动 22

思考题 25

习题 26

2 质点力学的基本定律 29

2.1 牛顿运动定律 29

2.2 常见力与基本力 32

2.3 质点动力学问题 34

2.4 力学单位制 量纲 38

*2.5 惯性系与非惯性系 惯性力 40

思考题 45

习题 46

3 运动的守恒定律 51

3.1 动量 冲量 动量守恒定律 52

3.2 功 动能 动能定理 59

3.3 保守力 势能 机械能守恒定律 68

3.4 角动量 角动量守恒定律 74

3.5 对称性 守恒定律 79

思考题 82

习题 84

4 刚体定轴转动 88

4.1 刚体运动学 89

4.2 转动定理 91

4.3 刚体的动能与势能 99

4.4 刚体的角动量及其守恒定律 103

思考题 109

习题 109

5 狭义相对论 114

5.1 经典力学的相对性原理与时空观 115

5.2 狭义相对论的基本原理 118

5.3 狭义相对论的时空观 119

5.4 洛仑兹变换 125

5.5 相对论动力学 132

*5.6 相对论中动量-能量变换 力的变换 136

思考题 139

习题 140

第2篇 振动和波 145

6 振动 145

6.1 简谐振动及其描述 146

6.2 简谐振动的动力学方程 151

6.3 简谐振动的能量 157

6.4 简谐振动的合成 159

6.5 阻尼振动 受迫振动 共振 167

*6.6 频谱分析 172

思考题 175

习题 176

7 波动 182

7.1 波的产生和传播 183

7.2 平面简谐波的波动方程 188

7.3 波的能量与能流 195

7.4 多普勒效应 199

*7.5 声波 超声波 次声波 203

思考题 205

习题 207

8 光的干涉 210

8.1 波的干涉 211

8.2 驻波 216

8.3 光的相干性 220

8.4 杨氏双缝干涉实验 222

8.5 光源对干涉条纹的影响 226

8.6 光程与光程差 230

8.7 薄膜干涉 232

8.8 迈克尔逊干涉仪 240

思考题 242

习题 243

9 波的衍射 246

9.1 波的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 247

9.2 单缝衍射 253

9.3 光栅衍射 260

9.4 光学仪器的分辨率 270

9.5 X射线的衍射 布喇格公式 274

*9.6 光信息技术 278

思考题 282

习题 283

10 波的偏振 285

10.1 偏振现象 光的偏振态 285

10.2 起偏和检偏 289

10.3 反射和折射的偏振 292

10.4 光的双折射 294

*10.5 偏振光的干涉 301

*10.6 人工双折射及其应用简介 303

思考题 304

习题 305

第3篇 热学 311

11 气体分子运动论 311

11.1 平衡态与理想气体状态方程 312

11.2 理想气体压强和温度的统计意义 314

11.3 能量按自由度均分原理 理想气体的内能 318

11.4 麦克斯韦速率分布律 321

11.5 玻尔兹曼分布律 326

11.6 气体分子的平均碰撞频率 平均自由程 328

*11.7 输运过程 330

11.8 真实气体的范德瓦耳斯方程 334

思考题 338

习题 339

12 热力学基本原理 342

12.1 热力学第一定律 343

12.2 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用 346

12.3 热容 绝热过程 348

12.4 循环过程和循环效率 353

12.5 热力学第二定律 熵 358

*12.6 熵变与秩序 366

思考题 367

习题 368

习题参考答案 371