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绪论 1

电磁学篇 5

第9章 静电场 5

9.1电场 电场强度 5

9.1.1电荷 5

9.1.2库仑定律 6

9.1.3电场强度 6

9.1.4场强叠加原理 7

9.1.5电场强度的计算 7

9.1.6带电体在外电场中所受的作用 11

9.2电通量 高斯定理 11

9.2.1电场的图示法 电场线 11

9.2.2电通量 12

9.2.3高斯定理 13

9.2.4高斯定理的应用 15

9.3静电场的环路定理 电势能 17

9.3.1电场力所做的功 17

9.3.2静电场的环路定理 18

9.3.3电势能 18

9.4电势 电势差 19

9.4.1电势 19

9.4.2电势差 19

9.4.3电势的计算 20

9.5电场强度与电势梯度 22

9.5.1等势面 22

9.5.2电场强度与电势梯度 22

9.6静电场中的导体 24

9.6.1导体的静电平衡 24

9.6.2静电平衡时导体壳上电荷的分布 25

9.6.3静电屏蔽 25

9.7静电场中的电介质 27

9.7.1电介质对电场的影响 27

9.7.2电介质的极化 28

9.7.3有电介质时的高斯定理 28

9.8电容 电容器 30

9.8.1孤立导体的电容 30

9.8.2电容器的电容 30

9.8.3电容器的串联和并联 32

9.9静电场的能量 33

本章提要 34

阅读材料 压电体 36

习题 37

第10章 稳恒磁场 41

10.1磁场 磁感应强度 41

10.2磁通量 磁场的高斯定理 42

10.2.1磁感应线 42

10.2.2磁通量 42

10.2.3磁场的高斯定理 43

10.3毕奥-萨伐尔定律 43

10.3.1毕奥-萨伐尔定律应用举例 44

10.3.2磁矩 46

10.4安培环路定理 46

10.5带电粒子在磁场中运动 48

10.5.1洛伦兹力 48

10.5.2带电粒子在匀强磁场中的运动 49

10.5.3带电粒子在现代电磁场技术中的应用举例 50

10.5.4磁聚焦 51

10.6磁场对载流导线的作用 52

10.6.1安培力 52

10.6.2磁场对载流线圈作用的力矩 54

10.7磁场中的磁介质 55

本章提要 56

习题 57

第11章 电磁感应 电磁场 60

11.1电磁感应定律 60

11.1.1电磁感应现象 60

11.1.2法拉第电磁感应定律 60

11.1.3楞次定律 61

11.2动生电动势与感生电动势 62

11.2.1动生电动势 62

11.2.2感生电动势 63

11.2.3涡电流 65

11.3自感和互感 66

11.3.1自感 66

11.3.2互感 67

11.4磁场的能量 68

本章提要 69

习题 70

热学篇 75

第12章 气体动理论基础 75

12.1平衡态 温度 理想气体状态方程 75

12.1.1热力学系统 75

12.1.2平衡态 75

12.1.3温度 76

12.1.4理想气体状态方程 77

12.2理想气体压强公式 78

12.2.1理想气体的分子模型和统计假设 78

12.2.2理想气体的压强公式 79

12.3温度的统计解释 80

12.4能量均分定理 理想气体的内能 81

12.4.1自由度 81

12.4.2能量均分定理 83

12.4.3理想气体的内能 83

12.5麦克斯韦速率分布律 84

12.5.1气体分子的速率分布 分布函数 85

12.5.2理想气体分子的麦克斯韦速率分布律 86

12.5.3麦克斯韦分布曲线的性质 86

12.5.4三种速率 87

12.6气体分子的平均自由程和平均碰撞频率 88

本章提要 90

阅读材料 大爆炸宇宙模型 91

习题 92

第13章 热力学基础 95

13.1准静态过程 功和热量 95

13.1.1准静态过程 95

13.1.2准静态过程压力的功 96

13.1.3热量和热容量 96

13.2热力学第一定律 97

13.2.1内能 97

13.2.2热力学第一定律的表述 97

13.3热力学第一定律在等值过程中的应用 98

13.3.1等体过程 99

13.3.2等压过程 100

13.3.3等温过程 101

13.4绝热过程 102

13.4.1热力学第一定律在绝热过程中的应用 103

13.4.2绝热方程 103

13.4.3绝热线和等温线的比较 104

13.5循环过程 卡诺循环 105

13.5.1循环过程 105

13.5.2热机和热机循环 106

13.5.3制冷机和制冷系数 107

13.5.4卡诺循环 109

13.6热力学第二定律 111

13.6.1可逆过程与不可逆过程 112

13.6.2热力学第二定律 113

13.6.3卡诺定理 114

13.7热力学第二定律的统计意义 熵的概念 114

13.7.1热力学第二定律的统计意义 114

13.7.2熵和熵增加原理 116

本章提要 117

阅读材料 第三类永动机 119

习题 121

近代物理篇 127

第14章 相对论 127

14.1经典力学时空观 伽利略变换 127

14.1.1绝对时空观 127

14.1.2经典力学的相对性原理 127

14.1.3伽利略坐标和时间变换式 128

14.1.4牛顿运动定律具有伽利略变换的不变性 129

14.2狭义相对论基本原理 130

14.2.1狭义相对论产生的时空背景 130

14.2.2狭义相对论的两条基本原理 130

14.3洛伦兹变换 131

14.3.1洛伦兹坐标和时间变换式 131

14.3.2洛伦兹速度变换 133

14.4狭义相对论的时空观 134

14.4.1“同时性”的相对性 134

14.4.2时间延缓 135

14.4.3长度收缩 137

14.5狭义相对论质点动力学简介 141

14.5.1相对论动量、质量、质点动力学基本方程 141

14.5.2相对论动能 142

14.5.3质能关系式 142

本章提要 143

阅读材料 广义相对论 144

习题 146

第15章量子物理基础 148

15.1黑体辐射 普朗克量子假设 148

15.1.1黑体辐射及其基本规律 149

15.1.2普朗克量子假设 151

15.2光电效应和光的量子性 152

15.2.1光电效应 152

15.2.2爱因斯坦光子假说 154

15.3微观粒子的波粒二象性和不确定关系式 156

15.3.1微观粒子的波粒二象性 156

15.3.2不确定关系式 158

本章提要 160

阅读材料 暗物质 160

习题 162

习题参考答案 164