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第1章 质点运动学 1

1.1参考系和坐标系 质点 1

1.1.1参考系和坐标系 1

1.1.2时间标准和长度标准 2

1.1.3质点 3

1.2质点运动的描述 4

1.2.1位置矢量 运动方程 4

1.2.2位移 路程 5

1.2.3速度 速率 6

1.2.4加速度 7

1.2.5运动学的两类问题 8

1.2.6平面曲线运动的自然坐标描述 12

1.2.7圆周运动的角量描述 15

1.3相对运动 17

习题 19

第2章质点动力学基本定律 21

2.1牛顿运动定律 21

2.1.1牛顿运动定律 21

2.1.2力学中常见的几种力 23

2.1.3牛顿运动定律的应用 25

2.1.4非惯性系 惯性力 28

2.2动量定理和动量守恒定律 30

2.2.1动量定理 30

2.2.2动量守恒定律 35

2.2.3质心和质心运动定律 37

2.3角动量定理和角动量守恒定律 39

2.3.1角动量定理 39

2.3.2角动量守恒定律 41

2.4功和能 43

2.4.1动能定理 43

2.4.2保守力和势能 47

2.4.3机械能守恒定律 50

习题 54

第3章刚体的定轴转动 57

3.1刚体定轴转动的描述 57

3.1.1刚体的运动 57

3.1.2定轴转动刚体的角量描述 58

3.2刚体定轴转动定律 58

3.2.1刚体定轴转动定律 58

3.2.2刚体转动惯量 60

3.2.3刚体定轴转动定律的应用 63

3.3定轴转动刚体的功和能 65

3.4定轴转动刚体的角动量守恒定律 66

3.4.1定轴转动刚体的角动量定理 66

3.4.2定轴转动刚体的角动量守恒定律 67

习题 69

第4章狭义相对论基础 73

4.1经典力学时空观 73

4.1.1经典力学时空观 73

4.1.2伽利略变换 74

4.2狭义相对论的基本原理 75

4.2.1迈克耳孙-莫雷实验 75

4.2.2狭义相对论的基本原理 77

4.3狭义相对论时空观 77

4.3.1同时的相对性 77

4.3.2时间膨胀 78

4.3.3长度收缩 81

4.4洛伦兹变换 83

4.4.1洛伦兹坐标变换 83

4.4.2洛伦兹速度变换 86

4.5狭义相对论动力学基础 88

4.5.1相对论质量和动量 89

4.5.2相对论动力学的基本方程 89

4.5.3相对论能量 90

4.5.4相对论能量和动量的关系 92

专题A广义相对论和现代宇宙学简介 93

习题 100

第5章振动和波动 103

5.1简谐振动 103

5.1.1简谐振动的描述 103

5.1.2简谐振动的旋转矢量表示法 109

5.1.3简谐振动的能量 111

5.2振动的合成 113

5.2.1同方向的简谐振动的合成 113

5.2.2互相垂直的简谐振动的合成 117

5.3阻尼振动 受迫振动 共振 120

5.3.1阻尼振动 120

5.3.2受迫振动 共振 121

5.4平面简谐波 123

5.4.1机械波的产生与描述 123

5.4.2平面简谐波的波函数 127

5.4.3波的能量 130

5.5声波 超声波 次声波 133

5.5.1声波 133

5.5.2超声波和次声波 135

5.6波的叠加 136

5.6.1波的叠加原理 136

5.6.2惠更斯原理 137

5.6.3波的干涉 138

5.6.4驻波 141

5.7多普勒效应 143

习题 145

第6章几何光学 151

6.1几何光学基本规律 151

6.1.1光的直线传播 151

6.1.2反射定律和折射定律 151

6.1.3全反射 152

6.2光在平面上的反射和折射 153

6.2.1平面反射成像 153

6.2.2平面折射成像 153

6.3光在球面上的反射和折射 155

6.3.1一些概念和符号法则 155

6.3.2球面反射成像公式 155

6.3.3球面反射成像作图法 156

6.3.4球面折射成像公式 156

6.4薄透镜成像 158

6.4.1薄透镜成像公式 158

6.4.2薄透镜成像作图法 159

6.5光学仪器 160

6.5.1眼睛 160

6.5.2放大镜 161

6.5.3显微镜 162

6.5.4望远镜 163

6.5.5照相机 164

习题 165

第7章 波动光学 167

7.1光的干涉 167

7.1.1相干光的获得 167

7.1.2杨氏双缝干涉 170

7.1.3光程 光程差 175

7.1.4薄膜干涉 178

7.2光的衍射 185

7.2.1惠更斯-菲涅耳原理 185

7.2.2夫琅禾费单缝衍射 186

7.2.3圆孔衍射和光学仪器的分辨率 190

7.2.4光栅衍射 191

7.3 X射线衍射 196

7.4光的偏振 198

7.4.1自然光与偏振光 198

7.4.2起偏 检偏 马吕斯定律 199

7.4.3反射和折射时的偏振 201

7.4.4光的双折射 203

7.4.5偏振光干涉 旋光现象 207

专题B非线性光学简介 209

习题 212