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第1篇　力学 3

第1章　质点运动学 3

1.1 内容概要 3

1.1.1　质点、参考系、坐标系、时间、空间 3

1.1.2　位矢、位移、速度、加速度 4

1.1.3　运动学的两类问题、运动的叠加原理 6

1.1.4　圆周运动及其描述 8

1.1.5　相对运动和伽利略变换 10

1.2　习题 11

第2章　牛顿运动定律 21

2.1 内容概要 21

2.1.1　牛顿三定律 21

2.1.2　非惯性系与惯性力 23

2.1.3　应用牛顿定律解题 23

2.2 习题 27

第3章　动量与角动量 32

3.1 内容概要 32

3.1.1 冲量、动量与动量定理 32

3.1.2　质点系的动量定理与动量守恒定律 34

3.1.3　质心与质心运动定理 35

3.1.4　质点的角动量与角动量定理 38

3.2　习题 39

第4章　功和能 48

4.1 内容概要 48

4.1.1　功和功率 48

4.1.2　动能定理 50

4.1.3　一对力的功 51

4.1.4　功能原理、机械能守恒定律 51

4.2　习题 55

第5章　刚体的定轴转动 61

5.1 内容概要 61

5.1.1　刚体的定轴转动 62

5.1.2　力矩、转动定律、转动惯量、转动定律应用 62

5.1.3　冲量矩、角动量、角动量定理 67

5.1.4　力矩的功、转动动能、刚体定轴转动的动能定理及功能原理 69

5.2　习题 71

第6章　相对论基础 86

6.1 内容概要 86

6.1.1　伽利略相对性原理 经典力学的时空观 86

6.1.2　狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 87

6.1.3　狭义相对论的时空观 89

6.1.4　洛伦兹变换的推导 93

6.1.5　狭义相对论动力学 95

6.2　习题 99

大学物理自测（一） 质点运动学与牛顿定律 107

大学物理自测（一）　参考答案 110

大学物理自测（二） 动量定理、功能原理、质点角动量定理、质心及质心运动定理 112

大学物理自测（二）　参考答案 115

大学物理自测（三） 刚体定轴转动 118

大学物理自测（三）　参考答案 122

大学物理自测（四） 相对论基础 126

大学物理自测（四）　参考答案 128

第2篇　热学 133

第7章　气体动理论 133

7.1 内容概要 133

7.1.1 理想气体分子微观模型与运动图像 133

7.1.2　理想气体分子热运动的统计平均规律 134

7.1.3　气体分子运动论的三个基本公式 134

7.1.4　能量均分定理 135

7.1.5　理想气体的内能 136

7.1.6　麦克斯韦速率分布律 138

7.1.7　三种速率 139

7.1.8　玻尔兹曼分布律——重力场中粒子按高度的分布 140

7.1.9 气体分子的平均自由程 141

7.2　习题 142

第8章　热力学基础 152

8.1 内容概要 152

8.1.1　准静态过程 152

8.1.2　热力学第一定律 153

8.1.3　热容 154

8.1.4　三个等值过程的内能变化△E、做功A、传热Q 155

8.1.5　绝热过程 155

8.1.6　循环过程的效率及制冷系数 157

8.1.7　热力学第二定律两种表述及其等价性 160

8.1.8　熵 160

8.2　习题 161

大学物理自测（五） 热学 177

大学物理自测（五）参考答案 180

第3篇　电磁学 187

第9章 真空中静止电荷的电场 187

9.1 内容概要 187

9.1.1 电荷 187

9.1.2　电场 188

9.1.3 电场强度 188

9.1.4 电场线和电通量 194

9.1.5　高斯定律 196

9.1.6　高斯定律的应用 196

9.2　习题 203

第10章　真空中的电势 213

10.1 内容概要 213

10.1.1　静电场力的功 213

10.1.2　电势与电势差 214

10.1.3　电势的计算 216

10.1.4　等势面电势的梯度 217

10.2　习题 219

第11章　有导体和电介质存在时的静电场 227

11.1 内容概要 227

11.1.1　静电场中的导体 227

11.1.2　静电场中的电介质 229

11.1.3　介质中的高斯定律 229

11.1.4 电位移矢量D、电场强度E、电极化强度P三者关系 229

11.1.5 几种特殊带电体在介质中激发的电场E与电势V 230

11.1.6 电容 231

11.1.7　静电场的能量 233

11.2 习题 233

第12章　磁力 245

12.1 内容概要 245

12.1.1　磁矩 245

12.1.2　洛伦兹力 246

12.1.3　带电粒子在磁场中的运动 246

12.1.4　霍尔效应 248

12.1.5　带电粒子在磁场中运动原理的应用 249

12.1.6　安培力 249

12.2 习题 251

第13章　磁场 259

13.1　内容概要 259

13.1.1　磁感应强度B的定义 259

13.1.2　毕奥-萨伐尔定律 260

13.1.3　真空中几种特殊电流的磁场 261

13.1.4　磁场的高斯定律 264

13.1.5　磁场中的介质 265

13.1.6　稳恒磁场中的安培环路定理 269

13.1.7　稳恒磁场与静电场比较 272

13.2　习题 274

第14章　电磁感应 288

14.1 内容概要 288

14.1.1　法拉第电磁感应定律 288

14.1.2　动生电动势 290

14.1.3　感生电动势 293

14.1.4 自感 297

14.1.5　互感 297

14.1.6　磁场能量 300

14.2　习题 301

第15章　麦克斯韦方程组和电磁场 313

15.1 内容概要 313

15.1.1　位移电流 313

15.1.2　全电流的安培环路定理 314

15.1.3　麦克斯韦方程组及意义 315

15.1.4 圆形平行板电容器内电场随时间变化时产生的磁场 316

15.2　习题 317

大学物理自测（六） 静电场场强与电势 321

大学物理自测（六）参考答案 324

大学物理自测（七） 有导体和电介质存在时的静电场 326

大学物理自测（七）参考答案 329

大学物理自测（八）　磁场与磁力 332

大学物理自测（八）参考答案 337

大学物理自测（九） 电磁感应及麦克斯韦方程 340

大学物理自测（九）参考答案 343

第4篇　振动、波动与光学 349

第16章　振动 349

16.1 内容概要 349

16.1.1　简谐振动描述 349

16.1.2　简谐振动中的特征物理量 351

16.1.3　旋转矢量与振动的相 352

16.1.4　简谐振动实例 355

16.1.5　简谐振动的能量 356

16.1.6　阻尼振动 358

16.1.7　受迫振动与共振 359

16.1.8　同一直线上同频率简谐振动的合成 360

16.1.9 同一直线上不同频率简谐振动的合成 362

16.1.10　相互垂直的简谐振动的合成 363

16.2　习题 364

第17章　波动 377

17.1 内容概要 377

17.1.1　行波 377

17.1.2　简谐波 379

17.1.3　波动方程与波速 381

17.1.4　波的能量 382

17.1.5　惠更斯原理 382

17.1.6　波的叠加、波的干涉、驻波 383

17.2　习题 386

第18章　光的干涉 400

18.1 内容概要 400

18.1.1　光源　光的单色性　光的相干性 400

18.1.2　杨氏双缝干涉（分波振面） 402

18.1.3　光程和光程差 403

18.1.4　薄膜干涉（分振幅方法） 406

18.1.5　等倾干涉——增透膜与增反膜 408

18.1.6　等厚干涉——劈尖干涉牛顿环 409

18.1.7　迈克耳逊干涉仪 415

18.2 习题 416

第19章　光的衍射 430

19.1 内容概要 430

19.1.1　光的衍射原理 430

19.1.2　衍射分类 431

19.1.3　单缝夫琅禾费衍射 432

19.1.4　圆孔夫琅禾费衍射与光学仪器的分辨本领 438

19.1.5　光栅衍射 440

19.1.6　光栅光谱 447

19.1.7　X射线衍射 450

19.2　习题 452

第20章　光的偏振 458

20.1 内容概要 459

20.1.1　光的偏振状态 459

20.1.2　偏振度 460

20.1.3　椭圆偏振光和圆偏振光 460

20.1.4　线偏振光的获得与检验 461

20.1.5　马吕斯定律 461

20.1.6　反射和折射时光的偏振 463

20.1.7　双折射现象 463

20.1.8　偏振器件 464

20.2 习题 467

大学物理自测（十） 振动与波动 474

大学物理自测（十）参考答案 477

大学物理自测（十一） 光学干涉、衍射、偏振 481

大学物理自测（十一）参考答案 484

第5篇　量子物理学基础 491

第21章　早期量子理论 491

21.1 内容概要 491

21.1.1　黑体辐射和普朗克的能量子假说 491

21.1.2　光电效应和爱因斯坦的光量子论 494

21.1.3　康普顿效应 496

21.1.4　玻尔的量子假设 498

21.2 习题 501

第22章　波粒二象性 508

22.1 内容概要 508

22.1.1　实物粒子的波动性 508

22.1.2　波函数及统计解释 511

22.1.3　不确定关系 512

22.2　习题 513

第23章　薛定谔方程及应用 519

23.1 内容概要 519

23.1.1　薛定谔方程 519

23.1.2　无限深方势阱中的粒子 521

23.1.3　势垒贯穿 522

23.2　习题 523

第24章　原子中的电子 526

24.1 内容概要 526

24.1.1　氢原子 526

24.1.2　史特恩-盖拉赫实验及电子自旋概念 528

24.1.3　原子核外电子的排布 529

24.1.4　激光 530

24.2　习题 532

第25章 固体中的电子 535

25.1 内容概要 535

25.1.1 自由电子 535

25.1.2　费米能级、费米能量、费米速度和费米温度 536

25.1.3　能带、导体和绝缘体 536

25.1.4　半导体 537

25.1.5　PN结 538

25.2　习题 539

大学物理自测（十二） 量子物理学基础 541

大学物理自测（十二）参考答案 544

参考文献 549