耶鲁大学开放课程 基础物理 力学、相对论和热力学PDF电子书下载

第1章 力学的体系 1

1.1 绪论以及有益的建议 1

1.2 运动学与动力学 2

1.3 平均量与瞬时量 3

1.4 匀加速运动 5

1.5 例题 7

1.6 运用微积分推导v 2＝v 2 0＋2a（x-x0） 9

第2章 高维空间中的运动 11

2.1 回顾 11

2.2 二维空间中的矢量 11

2.3 单位矢量 14

2.4 坐标轴的选择与基矢 15

2.5 位置矢量r的导数 18

2.6 在圆周运动中的应用 20

2.7 抛体运动 22

第3章 牛顿运动定律Ⅰ 26

3.1 牛顿运动定律概述 26

3.2 牛顿第二定律 27

3.3 第二定律的两个部分 30

3.4 牛顿第三定律 33

3.5 重量与失重 35

第4章 牛顿运动定律Ⅱ 38

4.1 一道解过的例题 38

4.2 故事绝未就此结束 40

4.3 二维空间（d＝2）中的运动 40

4.4 静摩擦力与动摩擦力 41

4.5 斜面 42

4.6 连接体 45

4.7 圆周运动 转圈 47

第5章 能量守恒定律 51

5.1 能量概论 51

5.2 动能定理与功率 52

5.3 能量守恒定律：K2＋U2＝K1＋U1 54

5.4 摩擦与动能定理 57

第6章 二维空间（d＝2）的能量守恒 59

6.1 微积分复习 59

6.2 二维空间（d＝2）的功 60

6.3 二维空间（d＝2）的功与点积 62

6.4 保守力与非保守力 65

6.5 保守力 67

6.6 引力势能的应用 69

第7章 开普勒问题 72

7.1 开普勒定律 72

7.2 万有引力定律 74

7.3 轨道 77

7.4 远离地球条件下能量守恒定律的应用 80

7.5 U中的常数 82

第8章 多粒子体系动力学 85

8.1 两体问题 85

8.2 质心 86

8.3 动量守恒定律 92

8.4 火箭学 96

8.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 97

8.6 更高维度的散射 100

第9章 转动动力学Ⅰ 103

9.1 刚体简介 103

9.2 转角 弧度 104

9.3 匀角加速转动 105

9.4 转动惯量、动量和能量 106

9.5 力矩与动能定理 110

9.6 转动惯量的计算 111

第10章 转动动力学Ⅱ 114

10.1 平行轴定理 114

10.2 由N个物体组成的一般系统的动能 117

10.3 同时做平动和转动 118

10.4 能量守恒 119

10.5 τ＝dL／dt的动力学应用 120

10.6 复杂转动 121

10.7 角动量守恒 122

10.8 花样滑冰运动员的角动量 123

第11章 转动动力学Ⅲ 125

11.1 静平衡 125

11.2 跷跷板 125

11.3 悬挂指示牌 127

11.4 靠墙的梯子 128

11.5 三维刚体动力学 129

11.6 回转仪 135

第12章 狭义相对论Ⅰ：洛伦兹变换 138

12.1 伽利略和牛顿的相对性 138

12.2 伽利略相对性原理的证明 140

12.3 爱因斯坦登场 143

12.4 假设 144

12.5 洛伦兹变换 145

第13章 狭义相对论Ⅱ：一些推论 149

13.1 洛伦兹变换总结 149

13.2 速度变换定律 151

13.3 同时的相对性 153

13.4 时间膨胀 154

13.4.1 双生子佯谬 157

13.4.2 长度收缩 157

13.5 更多佯谬 159

13.5.1 太长了无法下落 159

13.5.2 飞行的μ介子 162

第14章 狭义相对论Ⅲ：过去、现在和未来 163

14.1 相对论中的过去、现在和未来 163

14.2 时空几何 166

14.3 迅度 168

14.4 四维矢量 171

14.5 原时 171

第15章 四维动量 173

15.1 相对论散射 178

15.1.1 康普顿效应 179

15.1.2 对生 180

15.1.3 光子吸收 181

第16章 数学方法 184

16.1 函数的泰勒级数 184

16.2 关于泰勒级数的举例说明 188

16.3 一些常用函数的泰勒级数 189

16.4 三角函数和指数函数 191

16.5 复数的性质 192

16.6 复数的极坐标表示 195

第17章 简谐运动 197

17.1 更多振动的例子 200

17.2 解的叠加 202

17.3 简谐振子解的条件 205

17.4 用指数函数作为通解 206

17.5 阻尼振动：分类 207

17.5.1 过阻尼振动 207

17.5.2 欠阻尼振动 208

17.5.3 临界阻尼振动 209

17.6 受迫振动 209

第18章 波Ⅰ 216

18.1 波动方程 218

18.2 波动方程的解 221

18.3 频率与周期 223

第19章 波Ⅱ 226

19.1 波的能量与能流 226

19.2 多普勒效应 228

19.3 波的叠加 231

19.4 干涉：双缝实验 233

19.5 驻波与乐器 236

第20章 流体 240

20.1 流体动力学和流体静力学简介 240

20.1.1 密度和压强 240

20.1.2 压强与深度的函数关系 241

20.2 液压机 244

20.3 阿基米德原理 245

20.4 伯努利方程 247

20.4.1 连续性方程 247

20.5 伯努利方程的应用 249

第21章 热学 252

21.1 热平衡和第零定律：温度 252

21.2 温度的标定 253

21.3 绝对零度与开尔文温标 257

21.4 热和比热 258

21.5 相变 261

21.6 辐射、对流和传导 263

21.7 热是分子动能的体现 265

第22章 热力学Ⅰ 267

22.1 简要回顾 267

22.2 玻尔兹曼常量和阿伏伽德罗常量 268

22.3 绝对温度的微观定义 269

22.4 物质与辐射的统计特性 272

22.5 热力学过程 273

22.6 准静态过程 274

22.7 热力学第一定律 275

22.8 摩尔热容：cv和cp 278

第23章 热力学Ⅱ 280

23.1 循环和状态参量 280

23.2 绝热过程 281

23.3 热力学第二定律 283

23.4 卡诺热机 286

23.4.1 运用卡诺热机定义温度 291

第24章 熵与不可逆性 292

24.1 熵 292

24.2 第二定律：熵增加原理 297

24.3 统计力学和熵 300

24.4 理想气体的熵：纯微观分析 305

24.5 熵最大原理的说明 307

24.6 吉布斯形式 309

24.7 热力学第三定律 312