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第9章 振动 1

9.1 简谐振动 振幅 周期和频率 相位 1

9.1.1 简谐振动 1

9.1.2 描述简谐振动的物理量 3

9.2 旋转矢量 5

9.2.1 旋转矢量 5

9.2.2 简谐振动的旋转矢量表示法 5

9.2.3 旋转矢量法应用举例 6

9.3 单摆和复摆 8

9.3.1 单摆 8

9.3.2 复摆 9

9.4 简谐振动的能量 10

9.5 简谐运动的合成 12

9.5.1 两个同方向同频率的简谐运动的合成 12

9.5.2 两个同方向不同频率的简谐运动的合成 拍 13

9.5.3 两个相互垂直的同频率的简谐运动的合成 15

9.5.4 两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成 17

9.6 阻尼振动 受迫振动 共振 17

9.6.1 阻尼振动 17

9.6.2 受迫振动 19

9.6.3 共振 21

9.7 电磁振荡 22

9.7.1 振荡电路 无阻尼自由电磁振荡 22

9.7.2 无阻尼电磁振荡的振荡方程 23

9.7.3 无阻尼自由电磁振荡的能量 24

习题9 26

第10章 波动 30

10.1 机械波的几个概念 30

10.1.1 机械波的形成 30

10.1.2 横波与纵波 30

10.1.3 波长 波的周期和频率 波速 31

10.2 平面简谐波的波函数 33

10.2.1 简谐波的波动方程 33

10.2.2 波函数的物理意义 34

10.3 波的能量 能量密度 36

10.3.1 波的能量 36

10.3.2 能流和能流密度 38

10.4 惠更斯原理 波的衍射和干涉 39

10.4.1 惠更斯原理 39

10.4.2 波的衍射现象 40

10.4.3 波的干涉 41

10.5 驻波 43

10.5.1 驻波 43

10.5.2 驻波中需要注意的两个问题 45

10.6 多普勒效应 46

10.7 平面电磁波 48

10.7.1 电磁波的产生和传播 49

10.7.2 电磁波的能量 52

10.7.3 电磁波谱 53

习题10 55

第11章 光学 58

11.1 相干光 58

11.1.1 光的电磁理论 58

11.1.2 光波的叠加及相干条件 60

11.1.3 相干光的获得 62

11.2 杨氏双缝干涉 劳埃德镜 63

11.2.1 杨氏双缝干涉 63

11.2.2 劳埃德镜 66

11.3 光程 薄膜干涉 66

11.3.1 光程 66

11.3.2 透镜不引起附加的光程差 68

11.3.3 薄膜干涉 68

11.3.4 平行膜的应用——增反膜和增透膜 71

11.3.5 等倾干涉 72

11.4 劈尖 牛顿环 73

11.4.1 劈尖 73

11.4.2 牛顿环 75

11.5 迈克耳孙干涉仪 77

11.6 光的衍射 78

11.6.1 光的衍射现象 78

11.6.2 惠更斯-菲涅耳原理 79

11.6.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 79

11.7 单缝衍射 80

11.7.1 实验演示图 80

11.7.2 光路分析 81

11.7.3 单缝衍射光强分布特点 83

11.8 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 84

11.9 衍射光栅 86

11.9.1 光栅 87

11.9.2 光栅衍射条纹的形成 87

11.9.3 衍射光谱 89

11.10 光的偏振 马吕斯定律 90

11.10.1 光的偏振性 91

11.10.2 偏振光与自然光 91

11.10.3 偏振片 起偏和检偏 93

11.10.4 马吕斯定律 93

11.11 反射光和折射光的偏振 94

11.12 双折射 96

习题11 97

第12章 气体动理论 99

12.1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律 99

12.1.1 状态参量 99

12.1.2 平衡态 100

12.1.3 理想气体的物态方程 101

12.1.4 热力学第零定律 102

12.2 分子热运动的无序性及统计规律性 102

12.2.1 物质的微观模型 102

12.2.2 分子热运动的无序性及统计规律性 103

12.3 理想气体的压强公式 104

12.4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 107

12.5 能量均分定理 理想气体的内能 109

12.5.1 自由度 109

12.5.2 能量均分定理 111

12.5.3 理想气体内能 112

12.6 麦克斯韦气体分子速率分布律 113

12.6.1 速率分布概念 114

12.6.2 麦克斯韦速率分布律 115

12.6.3 三种统计速率 116

12.7 分子平均碰撞次数和平均自由程 119

12.7.1 分子间的碰撞 119

12.7.2 平均碰撞次数和平均自由程 119

习题12 121

第13章 热力学基础 124

13.1 准静态过程 功 热量 124

13.1.1 准静态过程 124

13.1.2 功 125

13.1.3 热量 125

13.2 热力学第一定律 内能 126

13.3 理想气体的等容过程和等压过程 摩尔热容 127

13.3.1 等体过程 摩尔定体热容 127

13.3.2 等压过程 摩尔定压热容 128

13.4 理想气体的等温过程和绝热过程 130

13.4.1 等温过程 130

13.4.2 绝热过程 131

13.5 循环过程 卡诺循环 134

13.5.1 循环过程 134

13.5.2 卡诺循环 135

13.6 热力学第二定律 卡诺定理 138

13.6.1 热力学第二定律 138

13.6.2 卡诺定理 139

习题13 139

第14章 狭义相对论 143

14.1 伽利略变换式 经典力学的相对性原理 143

14.2 迈克耳孙-莫雷实验 145

14.3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 147

14.3.1 狭义相对论的基本原理 147

14.3.2 洛伦兹变换式 148

14.3.3 洛伦兹速度变换式 150

14.4 狭义相对论的时空观 150

14.4.1 同时的相对性 150

14.4.2 长度的收缩 150

14.4.3 时间的延缓 151

14.4.4 马赫、洛伦兹、庞加莱等人的贡献 152

14.4.5 爱因斯坦的狭义相对论 152

14.5 相对论动力学——相对论性动量和能量 153

14.5.1 质量与速度的关系 153

14.5.2 动量和速度的关系 154

14.5.3 狭义相对论力学的基本方程 154

14.5.4 质量与能量的关系 154

14.5.5 动量和能量的关系 155

习题14 157

第15章 量子物理简介 159

15.1 黑体辐射 普朗克能量子假设 159

15.1.1 黑体热辐射 159

15.1.2 黑体热辐射的实验规律 160

15.1.3 经典理论的困难 161

15.1.4 普朗克的量子理论 162

15.2 光电效应 光的波粒二象性 163

15.2.1 光电效应 163

15.2.2 光的波粒二象性 166

15.3 康普顿效应 167

15.4 氢原子的玻尔理论 171

15.5 德布罗意波 173

15.5.1 德布罗意波假设 173

15.5.2 德布罗意波的实验证明 174

15.6 不确定关系 178

15.7 量子力学简介 180

15.7.1 函数 概率密度 180

15.7.2 薛定谔方程 182

15.7.3 一维势阱问题 184

习题15 187

习题答案 189