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第9章 机械振动基础 1

9.1 简谐振动 1

9.2 旋转矢量 4

9.3 简谐振动的应用 4

9.4 简谐振动的合成 10

9.4.1 两个同方向同频率简谐振动的合成 11

9.4.2 两个相互垂直同频率简谐振动的合成 12

9.4.3 两个同方向不同频率简谐振动的合成 13

9.4.4 两个相互垂直不同频率简谐振动的合成 14

9.5 阻尼振动 受迫振动 共振 15

9.5.1 阻尼振动 15

9.5.2 受迫振动 共振 16

9.5.3 位移共振 17

9.5.4 阻尼振动、受迫振动和共振的应用 18

习题9 19

第10章 波动 22

10.1 机械波的产生 22

10.1.1 机械波的产生 22

10.1.2 横波与纵波 22

10.1.3 波线 波面 23

10.2 波速 波长 波的周期 23

10.2.1 波速 23

10.2.2 波长 24

10.2.3 波的周期 24

10.3 平面简谐波的波函数 25

10.3.1 平面简谐波 25

10.3.2 平面简谐波波函数的建立 25

10.3.3 波函数的物理意义 27

10.4 波的能量 30

10.4.1 波动的能量密度 30

10.4.2 波动的能流密度 30

10.5 波的衍射 32

10.5.1 惠更斯原理及其应用 32

10.5.2 波的衍射 32

10.6 波的叠加原理 波的干涉 33

10.6.1 波的叠加原理 33

10.6.2 波的干涉 33

10.6.3 驻波 36

10.7 多普勒效应 41

10.7.1 波源不动，观察者相对介质运动的多普勒效应 41

10.7.2 观察者不动，波源相对介质运动的多普勒效应 42

10.7.3 波源与观察者同时相对介质运动的多普勒效应 43

10.8 声波及其应用 44

10.8.1 声波 44

10.8.2 超声波 45

10.8.3 次声波 45

10.9 电磁波及其应用 45

10.9.1 电磁波的波动方程 45

10.9.2 电磁波的性质 46

10.9.3 电磁波谱及电磁波的应用 47

习题10 48

第11章 光学 51

11.1 光源的发光机制 光的相干性 51

11.1.1 光源的发光机制 51

11.1.2 光的相干性 52

11.1.3 光程和光程差 54

11.1.4 透镜的等光程性 55

11.2 分波阵面干涉 56

11.2.1 杨氏双缝干涉 56

11.2.2 劳埃德镜 58

11.3 分振幅干涉 59

11.3.1 薄膜干涉 59

11.3.2 增透膜与增反膜及其应用 61

11.3.3 劈尖及其应用 63

11.3.4 牛顿环及其应用 66

11.3.5 迈克尔逊干涉仪 67

11.4 光的衍射 69

11.4.1 光的衍射现象 69

11.4.2 惠更斯-菲涅耳原理 70

11.4.3 菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射 71

11.5 夫琅禾费单缝衍射 71

11.5.1 夫琅禾费单缝衍射的实验装置 71

11.5.2 菲涅耳半波带法确定明暗条纹的位置 72

11.5.3 单缝衍射条纹分布特点 73

11.6 夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 76

11.6.1 夫琅禾费圆孔衍射 76

11.6.2 光学仪器的分辨本领 76

11.7 光栅衍射 78

11.7.1 光栅 79

11.7.2 光栅衍射条纹分布特点 79

11.8 光的偏振 82

11.8.1 光的偏振态 82

11.8.2 起偏与检偏、马吕斯定律 83

11.8.3 布儒斯特角 85

习题11 87

第12章 气体动理论 90

12.1 气体的状态 90

12.1.1 气体的状态参量 90

12.1.2 理想气体的平衡态 90

12.1.3 理想气体的物态方程 91

12.2 气体分子热运动 92

12.2.1 气体的组成 92

12.2.2 分子的热运动 92

12.2.3 分子间的相互作用力 92

12.3 理想气体的压强和温度 93

12.3.1 理想气体的微观模型 93

12.3.2 理想气体的统计假设 94

12.3.3 理想气体的压强公式 94

12.3.4 理想气体的温度公式 96

12.4 能量均分定理 理想气体的内能 97

12.4.1 自由度 97

12.4.2 能量均分定理 97

12.4.3 理想气体的内能 98

12.5 麦克斯韦气体分子速率分布律 99

12.5.1 测定气体分子速率的实验 99

12.5.2 麦克斯韦气体分子速率分布率 100

12.5.3 理想气体的三种统计速率 100

12.6 气体分子平均碰撞次数及平均自由程 102

12.6.1 平均碰撞频率 102

12.6.2 平均自由程 102

习题12 103

第13章 热力学基础 106

13.1 热力学第一定律 106

13.1.1 准静态过程 106

13.1.2 功 106

13.1.3 热量 107

13.1.4 内能 107

13.1.5 热力学第一定律 108

13.2 对理想气体应用热力学第一定律 108

13.2.1 等体过程 气体的摩尔定体热容 108

13.2.2 等压过程 气体的摩尔定压热容 110

13.2.3 等温过程 112

13.2.4 绝热过程 113

13.3 热力学循环与卡诺循环 115

13.3.1 循环过程 115

13.3.2 热机和制冷机 116

13.3.3 卡诺循环 117

13.4 热力学第二定律 121

13.4.1 热力学第二定律的两种表述 121

13.4.2 热力学第二定律两种表述的等效性 122

13.5 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理 123

13.5.1 可逆过程与不可逆过程 123

13.5.2 卡诺定理 123

13.6 熵和熵增加原理 124

13.6.1 克劳修斯等式 124

13.6.2 熵增加原理 125

13.6.3 玻耳兹曼关系式 126

习题13 126

第14章 近代物理基础 130

14.1 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 130

14.1.1 伽利略变换 130

14.1.2 狭义相对论的基本原理 131

14.1.3 洛伦兹变换 131

14.1.4 洛伦兹速度变换 132

14.2 狭义相对论的时空观 133

14.2.1 同时的相对性 133

14.2.2 时间延缓 134

14.2.3 长度的收缩 134

14.3 狭义相对论动力学基础 135

14.3.1 相对论质速关系 135

14.3.2 相对论动力学基本方程 136

14.3.3 相对论质能关系 137

14.4 早期量子理论 138

14.4.1 黑体辐射和普朗克的能量子假设 138

14.4.2 光电效应和光量子理论 140

14.4.3 氢原子光谱和玻尔的量子论 142

14.5 德布罗意波 不确定关系 145

14.5.1 微观粒子的波粒二象性 145

14.5.2 不确定关系 147

14.6 波函数 薛定谔方程 148

14.6.1 波函数及其统计解释 148

14.6.2 薛定谔方程 150

习题14 153

习题答案 155

参考文献 162