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第一篇 宏观低速物质的运动规律 3

第1章 质点运动学 3

1.1质点及其运动的描述 3

1.1.1质点 3

1.1.2参考系与坐标系 3

1.1.3空间与时间 4

1.1.4质点的位置矢量和运动方程 4

1.1.5质点的位移和路程 5

1.1.6质点的速度和速率 6

1.1.7质点的加速度 9

1.1.8直角坐标系中运动学的三类问题 10

1.2质点平面曲线运动的描述 14

1.2.1自然坐标系中的速度和加速度 14

1.2.2圆周运动 17

1.3相对运动 22

本章提要 25

习题 27

第2章 动量与角动量 31

2.1牛顿运动定律 31

2.1.1牛顿运动定律 31

2.1.2常见力 33

2.1.3惯性参考系 惯性力 39

2.2动量定理 动量守恒定律 41

2.2.1质点的动量定理 41

2.2.2质点系的动量定理 45

2.2.3动量守恒定律 47

2.2.4碰撞 50

2.3质心 质心运动定律 52

2.3.1质心 52

2.3.2质心运动定律 54

2.4角动量定理 角动量守恒定律 56

2.4.1质点的角动量 56

2.4.2力矩 57

2.4.3质点的角动量定理 58

2.4.4质点的角动量守恒定律 59

本章提要 61

习题 65

第3章 功和能 68

3.1功和功率 68

3.1.1功 68

3.1.2一对相互作用力的功 70

3.1.3功率 71

3.2动能 动能定理 72

3.2.1质点的动能定理 72

3.2.2质点系的动能定理 74

3.3保守力的功 势能 75

3.3.1保守力的功 75

3.3.2势能 77

3.4功能原理 机械能守恒定律 79

3.4.1功能原理 79

3.4.2机械能守恒定律 83

本章提要 86

习题 87

第4章 刚体力学基础 89

4.1刚体运动的描述 89

4.1.1刚体的平动和转动 89

4.1.2刚体的定轴转动 90

4.1.3描述刚体定轴转动的物理量 91

4.2刚体的定轴转动定律 91

4.2.1力对转轴的力矩 91

4.2.2刚体的定轴转动转动定律 92

4.2.3转动惯量 94

4.2.4转动定律的应用举例 98

4.3刚体定轴转动的角动量守恒定律 101

4.3.1刚体对定轴的角动量 101

4.3.2刚体对定轴的角动量定理 102

4.3.3刚体定轴转动的角动量守恒定律 103

4.4刚体定轴转动的动能定理 107

4.4.1刚体的转动动能 107

4.4.2刚体的重力势能 107

4.4.3力矩做的功 108

4.4.4刚体定轴转动的动能定理 109

4.4.5刚体定轴转动的机械能守恒定律 109

本章提要 113

习题 115

第二篇 宏观高速物质的运动规律 121

第5章 狭义相对论基础 121

5.1伽利略相对性原理 经典力学时空观 121

5.1.1伽利略变换 121

5.1.2经典力学时空观 122

5.2狭义相对论基本原理 洛伦兹变换 123

5.2.1狭义相对论的理论与实验基础 123

5.2.2狭义相对论基本原理 126

5.2.3洛伦兹变换 127

5.3狭义相对论的时空观 130

5.3.1同时性的相对性 130

5.3.2时间的延缓 132

5.3.3动杆的收缩（洛伦兹收缩） 134

5.4狭义相对论动力学基础 135

5.4.1动量守恒定律的洛伦兹变换 质量-速度关系 136

5.4.2相对论中的质量-能量关系 139

本章提要 143

习题 145

第三篇 振动和经典波 151

第6章 振动学基础 151

6.1简谐振动的运动学描述 151

6.1.1弹簧振子 简谐振动的运动方程 151

6.1.2简谐振动的特征量 152

6.2简谐振动的动力学特征 154

6.2.1简谐振动的动力学方程 154

6.2.2简谐振动的能量质点 157

6.3旋转矢量表示法 158

6.4简谐振动的合成 162

6.4.1两个同方向同频率的简谐振动的合成 162

6.4.2两个同方向不同频率的简谐振动的合成 165

6.4.3两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成 166

6.4.4两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成 168

6.5阻尼振动 169

6.6受迫振动 171

本章提要 173

习题 175

第7章 波动学基础 179

7.1机械波的产生和传播 179

7.1.1机械波产生的条件 179

7.1.2横波与纵波 180

7.1.3波线和波面 181

7.1.4简谐波 181

7.1.5描述波动的物理量 181

7.1.6物体的弹性形变与弹性模量 183

7.2平面简谐波的波函数 184

7.2.1波函数的建立 184

7.2.2波函数的物理意义 186

7.2.3平面简谐波的微分方程 188

7.3波的能量 191

7.3.1平面简谐纵波传播时介质元的能量 191

7.3.2波的能量密度和能流密度 192

7.3.3球面波的表达式 193

7.3.4波的吸收 193

7.3.5声波简介 194

7.4波的叠加原理 波的干涉 196

7.4.1波的叠加原理 196

7.4.2波的干涉 196

7.5驻波 199

7.5.1驻波的产生 200

7.5.2驻波方程 驻波的特点 201

7.5.3半波损失 202

7.5.4弦线上的驻波 202

7.6波的衍射 206

7.6.1惠更斯原理 206

7.6.2惠更斯原理的应用 207

7.7多普勒效应 208

本章提要 212

习题 214

第8章 波动光学 217

8.1光的相干性 217

8.1.1光源及原子的发光机理 217

8.1.2光的颜色和光谱 218

8.1.3光的强度 219

8.1.4光的干涉现象 220

8.1.5光程与光程差 222

8.1.6透镜的等光程性 223

8.2分波面法产生的干涉 223

8.2.1杨氏双缝干涉 223

8.2.2其他分波阵面干涉装置 225

8.3分振幅法产生的干涉 227

8.3.1薄膜的等倾干涉 228

8.3.2增透膜和增反膜 230

8.3.3薄膜的等厚干涉 232

8.3.4迈克耳孙干涉仪 239

8.4单缝衍射 241

8.4.1光的衍射现象及分类 241

8.4.2惠更斯-菲涅耳原理 242

8.4.3单缝的夫琅禾费衍射 242

8.5光栅衍射 246

8.5.1衍射光栅 247

8.5.2光栅衍射条纹的形成 247

8.5.3光栅衍射光谱 249

8.6光学仪器的分辨本领 253

8.6.1圆孔衍射 253

8.6.2光学仪器的分辨率 254

8.7 X射线衍射 256

8.8偏振光的产生和检验 258

8.8.1横波的偏振性 258

8.8.2自然光 偏振光 259

8.8.3偏振片 起偏与检偏 260

8.8.4马吕斯定律 262

8.8.5反射和折射时光的偏振 264

8.8.6双折射现象 266

本章提要 270

习题 273

习题答案 276

附录1常用基本物理常量表 283

附录2国际单位制（SI） 284

附录3希腊字母表 285