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第1篇　力学 2

第1章　质点运动学 2

1.1　质点运动的描述 2

1.1.1　参考系、质点、单位制 2

1.1.2　位置矢量运动方程位移 3

1.1.3　速度 5

1.1.4　加速度 6

1.1.5　直线运动的运动图线 7

1.2 圆周运动 9

1.2.1　角量描述 9

1.2.2　切向加速度和法向加速度 10

1.3　相对运动 12

习题 14

第2章　牛顿运动定律 16

2.1 牛顿三大运动定律 16

2.2　牛顿运动定律的应用举例 18

2.3　力学相对性原理 20

2.3.1　惯性参考系 20

2.3.2　力学相对性原理 21

习题 22

第3章 动量 24

3.1 动量定理 24

3.1.1 冲量 24

3.1.2 动量定理 24

3.2　动量守恒定律 25

习题 28

第4章　功和能 30

4.1 动能定理 30

4.1.1 功和功率 30

4.1.2　动能定理 31

4.2　势能 34

4.2.1 保守力 34

4.2.2　势能 36

4.3 功能原理机械能守恒定律 37

4.3.1 功能原理 37

4.3.2　机械能守恒定律 38

4.4　碰撞 41

习题 43

第5章　刚体的转动 45

5.1　刚体的定轴转动 45

5.1.1　刚体的定轴转动的运动学特征 45

5.1.2　角速度、角加速度的方向性 45

5.2　转动定律 47

5.2.1 力矩 47

5.2.2　转动定律 47

5.2.3　转动惯量 48

5.3　角动量 51

5.3.1　质点和刚体的角动量 51

5.3.2　刚体转动的角动量定理 52

5.3.3　角动量守恒定律 53

5.4　刚体转动的动能定理 53

5.4.1　力矩的功 53

5.4.2　转动动能 54

5.4.3　刚体转动的动能定理 54

习题 56

第2篇　热学 60

第6章　气体动理论 60

6.1 理想气体状态方程 60

6.1.1 气体的状态参量 60

6.1.2　平衡态、准静态过程 60

6.1.3　理想气体状态方程 61

6.2　理想气体的压强公式 62

6.2.1　理想气体的微观模型 62

6.2.2　理想气体的压强公式 62

6.3　理想气体的温度公式及方均根速率 64

6.3.1 理想气体的温度公式 64

6.3.2　方均根速率 64

6.4　能量均分定理 65

6.4.1 自由度 65

6.4.2　能量均分定理 66

6.4.3　理想气体的内能 66

6.5　麦克斯韦气体分子速率分布律 67

6.5.1　速率分布函数 67

6.5.2　麦克斯韦气体分子速率分布律 67

6.5.3　3种统计速率 68

习题 69

第7章　热力学基础 71

7.1　热力学第一定律 71

7.1.1　准静态过程 71

7.1.2　功、热量、内能 71

7.1.3　热力学第一定律 73

7.2　热力学第一定律的运用 74

7.2.1 等容过程 75

7.2.2　等压过程 76

7.2.3　等温过程 77

7.3　绝热过程 79

7.4　循环过程与热机效率 81

7.4.1 循环过程 81

7.4.2　卡诺循环 83

7.4.3　制冷机及其效率 84

7.5　热力学第二定律 85

7.5.1　热力学第二定律的两种表述 85

7.5.2　热力学第二定律的实质 86

习题 87

第3篇　波动光学 91

第8章　振动 91

8.1 简谐振动及其描述 91

8.1.1 简谐振动 91

8.1.2　简谐振动的特征量 92

8.1.3　简谐振动曲线 94

8.2　旋转矢量法 95

8.3　简谐振动的能量 98

8.4　振动的合成 99

8.4.1 相位差 99

8.4.2　振动的合成 99

习题 100

第9章　波动 103

9.1　机械波的产生和传播 103

9.1.1　机械波产生的条件 103

9.1.2　横波和纵波 103

9.1.3　波面和波前 104

9.1.4　波动的特征量 104

9.2　波动方程及其物理意义 105

9.2.1 波动方程 105

9.2.2　波动方程的物理意义 106

9.3　波的能量和能流密度 110

9.3.1　波的能量 110

9.3.2　能流密度 111

9.4　波的衍射和干涉 112

9.4.1　惠更斯原理 112

9.4.2　波的干涉 113

9.5　驻波 116

9.5.1　驻波的形成及描述 116

9.5.2　半波损失 118

9.5.3　驻波的能量 118

9.5.4　弦的振动 118

9.6　多普勒效应 119

习题 122

第10章　光的干涉 125

10.1 相干光 125

10.1.1　光的电磁理论 125

10.1.2　相干光 125

10.1.3 光程 127

10.2　杨氏双缝干涉 128

10.2.1　杨氏双缝干涉实验 128

10.2.2　洛埃镜 130

10.3　薄膜干涉 132

10.4　劈尖 牛顿环 134

10.4.1　劈尖干涉 134

10.4.2　牛顿环 137

10.5　迈克尔逊干涉仪 139

习题 141

第11章　光的衍射 143

11.1　惠更斯-菲涅耳原理 143

11.1.1　光的衍射现象 143

11.1.2　惠更斯-菲涅耳原理 143

11.1.3　菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 144

11.2　单缝衍射 145

11.3　衍射光栅 148

11.3.1 光栅 148

11.3.2　光栅方程 148

11.3.3　衍射光谱 149

11.4　光学仪器的分辨率 151

11.4.1　夫琅禾费圆孔衍射 151

11.4.2 光学仪器的分辨率 151

习题 153

第12章　光的偏振 154

12.1　光的偏振性研究 154

12.1.1　光的偏振性及其表示 154

12.1.2　偏振片的起偏和检偏 155

12.1.3　马吕斯定律 156

12.2　反射光和折射光的偏振 157

12.3 双折射现象 158

习题 159

第4篇　电磁学 162

第13章　静电场 162

13.1 库仑定律 162

13.1.1 电荷的量子化 162

13.1.2　电荷守恒定律 162

13.1.3　库仑定律 163

13.2 电场强度 164

13.2.1　静电场 164

13.2.2 电场强度 164

13.2.3　电场强度叠加原理 164

13.2.4　电场强度的计算 165

13.3　高斯定理 170

13.3.1 电力线 170

13.3.2 电场强度通量 171

13.3.3　高斯定理 172

13.4　静电场的环路定理和电势能的概念 177

13.4.1　静电场的环路定理 177

13.4.2 电势能 178

13.5 电势 179

13.5.1 电势 179

13.5.2　等势面 180

13.5.3　电势叠加原理 180

13.5.4 电势的计算 181

13.6　静电场中的导体 184

13.6.1　静电平衡条件 184

13.6.2　静电平衡时导体上电荷的分布 186

13.7　静电场中的电介质 191

13.7.1　电介质及其分类 191

13.7.2 电介质的极化 191

13.7.3　介质中的高斯定理 193

13.8 电容器的电容 194

13.8.1　孤立导体的电容 194

13.8.2　电容器的电容 194

13.8.3 电介质对电容的影响 196

13.9　静电场的能量 197

13.9.1 电容器储存的静电能 197

13.9.2　静电场的能量　能量密度 198

习题 200

第14章　稳恒磁场 203

14.1　稳恒电流 203

14.1.1 电流　电流密度 203

14.1.2　稳恒电流　稳恒电场 204

14.1.3 电动势 205

14.2　磁感应强度 206

14.2.1 磁场 206

14.2.2　磁感应强度 207

14.3　磁场的高斯定理 208

14.3.1 磁力线 208

14.3.2　磁通量 209

14.3.3　磁场的高斯定理 209

14.4　毕奥-萨伐尔定律及其运用举例 210

14.4.1　毕奥-萨伐尔定律 210

14.4.2　毕奥-萨伐尔定律的应用举例 211

14.4.3　运动电荷的磁场 213

14.5　安培环路定理及其运用举例 214

14.5.1　安培环路定理 214

14.5.2　安培环路定理的应用举例 215

14.6　洛伦兹力及其应用 218

14.6.1　洛伦兹力 218

14.6.2　磁场中带电粒子的运动 219

14.6.3　在电场和磁场中带电粒子的运动 221

14.7　安培力 225

14.7.1　磁场对载流导线的作用 225

14.7.2　两无限长平行载流直导线间的相互作用 226

14.8　磁力矩 228

14.9　磁场中的磁介质 229

14.9.1　磁介质的磁化 229

14.9.2　磁介质的磁导率 230

14.9.3　磁介质中的安培环路定理 231

14.9.4 铁磁质 231

习题 234

第15章　电磁感应 238

15.1　电磁感应定律 238

15.1.1　电磁感应现象 238

15.1.2　楞次定律 239

15.1.3　法拉第电磁感应定律 240

15.1.4　感应电流　感应电荷 241

15.2　动生电动势和感生电动势 243

15.2.1 动生电动势 244

15.2.2　感生电动势 244

15.2.3 电子感应加速器 245

15.2.4　涡电流 246

15.3 自感和互感 250

15.3.1 自感 250

15.3.2　互感 251

15.4　磁场的能量 253

15.4.1　通电线圈的储能 253

15.4.2　磁场的能量 254

习题 254

第16章 电磁场和电磁波 257

16.1 麦克斯韦电磁场理论 257

16.1.1　位移电流假设 257

16.1.2　麦克斯韦方程组 259

16.2 电磁波 260

16.2.1 电磁波的辐射与传播 260

16.2.2　平面电磁波的特性 262

16.2.3 电磁波的能量 262

16.2.4 电磁波谱 263

习题 264

第5篇　近代物理基础 267

第17章　狭义相对论基础 267

17.1　狭义相对论效应 267

17.1.1　狭义相对论基本原理 267

17.1.2　洛伦兹变换 267

17.1.3　狭义相对论效应 269

17.2　相对性动量和能量 273

17.2.1 相对性质量与动量 273

17.2.2　相对性能量 274

17.2.3　相对论质能关系 275

17.2.4　相对论动量与能量的关系 275

习题 276

第18章　量子论基础 277

18.1　普朗克能量子假设 277

18.1.1　黑体辐射 277

18.1.2　普朗克能量子假设 279

18.2　爱因斯坦光量子假设 280

18.2.1 光电效应 280

18.2.2　爱因斯坦光量子假设 282

18.2.3 光子的质量和动量 283

18.3　玻尔的氢原子理论 284

18.3.1　氢原子光谱的规律性 284

18.3.2　玻尔的氢原子理论 285

18.4　德布罗意物质波假设 287

18.4.1　德布罗意假设 287

18.4.2　电子波动性的实验验证 287

18.4.3　物质波的统计解释 288

18.5　海森堡不确定关系 289

习题 292

附录1 矢量 293

附录2 国际单位制 298

附录3 常用的物理常数表 299

习题答案 300