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第一章 质点运动学 1

第一节 质点运动的描述 1

一、质点、参考系、坐标系 1

二、轨迹 2

第二节 速度 5

一、位移和路程 5

二、速度 5

第三节 加速度 7

一、加速度 7

二、加速度在直角坐标系中的表示式 8

思考题 习题 13

第二章 质点动力学 15

第一节 运动定律 15

一、牛顿第一定律 15

二、牛顿第二定律 16

三、牛顿第三定律 16

第二节 常见的力 17

一、万有引力 重力 17

二、电磁力 19

三、弹性力 19

四、摩擦力 22

第三节 牛顿运动定律的应用举例 23

思考题 习题 26

第三章 功与能 29

第一节 功和功率 29

一、恒力做的功 29

二、变力做的功 30

三、功率 31

第二节 动能定理 32

一、质点动能定理 32

二、质点组动能定理 34

第三节 势能 35

一、保守力与非保守力 35

二、势能 势能曲线 37

三、功能原理和机械能守恒定律 39

思考题 习题 41

第四章 动量守恒 43

第一节 质点动量定理 43

一、质点的动量 43

二、力的冲量 44

三、质点系动量定理 45

第二节 质点系动量定理和动量守恒定律 47

一、质点系动量定理 47

二、动量守恒定律 49

三、质点系动量守恒定律的应用 49

四、火箭飞行原理 54

思考题 习题 55

第五章 角动量守恒 58

第一节 质点角动量定理及角动量守恒定律 58

一、质点的角动量 58

二、力矩 60

三、质点的角动量定理及角动量守恒定律 60

第二节 质点系角动量定理及角动量守恒定律 64

一、质点系角动量定理 64

二、质点系角动量守恒定律 66

思考题 习题 67

第六章 分子物理学 68

第一节 分子运动的一些基本概念 68

第二节 理想气体分子运动论 69

一、理想气体状态方程 69

二、理想气体的分子模型 70

三、理想气体的压强公式 70

四、理想气体的能量公式 72

五、理想气体定律的推导 73

第三节 气体分子的速率分布律 74

一、速率分布函数 75

二、麦氏速率分布曲线的特征 75

三、最概然速率 76

四、方均根速率和平均速率 76

五、速率分布曲线与气体T及气体分子质量m的关系 76

六、韦氏速率分布律的成立条件 77

第四节 能量按自由度均分定理 77

一、分子运动的自由度数 77

二、能量按自由度均分定理 78

三、理想气体的内能 78

四、平均自由程和碰撞频率 79

第五节 输运过程 80

一、热传导 80

二、扩散 81

三、透膜输运 81

第六节 液体的表面现象 82

一、表面张力和表面能 82

二、曲面下的附加压强 84

三、毛细现象 85

思考题 习题 86

第七章 热力学基础 88

第一节 热力学的一些基本概念 88

一、热力系统 88

二、平衡态和准静态过程 88

第二节 热力学第一定律 89

一、内能、功和热量 89

二、热力学第一定律 90

第三节 热力学第一定律的应用 91

一、等体过程 91

二、等压过程 91

三、等温过程 92

四、绝热过程 93

第四节 热力学第二定律 95

一、不可逆过程是相互关联的 95

二、热力学第二定律 96

第五节 热力学第二定律的微观实质 96

一、宏观状态和微观状态 96

二、热力学概率 99

三、无序性 99

四、热力学第二定律的统计意义 99

五、熵 熵增加原理 99

习题 100

电磁学 101

第八章 静电场 102

第一节 物质的电结构 102

一、物体的带电现象 102

二、电荷的量子性 102

三、电荷守恒定律 102

四、电荷的相互作用 103

五、静电场叠加原理 104

六、物质按导电性能分类 104

第二节 电场 电场强度 104

一、电场 104

二、电场强度 105

三、电场强度的计算 106

第三节 电势 110

一、静电场力做功的特性 110

二、电势 111

三、电势的计算 111

第四节 静电场的环路定律和高斯定理 115

一、环路定律 115

二、高斯定理 115

第五节 导体在静电场中的行为特性 120

一、导体的静电平衡条件 120

二、带电导体上的电荷分布 121

三、带电导体表面附近的场强 121

四、静电屏蔽 122

五、高压应用 123

第六节 导体的电容和电场的能量 123

一、孤立导体的电容 123

二、电容器 124

三、电场的能量 125

第七节 电介质对电场的影响 127

一、电介质的极化 127

二、电介质内的电场 128

三、有电介质的平行板电容器 129

四、电位移矢量 130

思考题 习题 131

第九章 稳恒磁场 135

第一节 磁的基本现象 135

一、磁的基本现象 135

二、磁场 137

第二节 磁感应强度 138

一 磁感应强度B 138

二 毕奥—沙伐尔定律 139

第三节 磁场中的环路定律与高斯定理 142

一、安培环路定律 142

二、磁场的高斯定理 145

第四节 磁场对运动电荷及通电导线的作用 145

一、磁场对运动电荷的作用 145

二、磁场对通电导线的作用 146

三、磁场作用于通电线圈的力矩 148

第五节 带电粒子在磁场中的运动 150

一、带电粒子在均匀磁场中的运动 150

二、荷质比的测定 152

三、回旋加速器的基本原理 152

四、霍尔效应 153

第六节 磁介质对磁场的影响 154

一、介质对磁场的影响 154

二、磁场强度 155

三、磁介质中的环路定律 156

四、铁磁质 157

五、超导现象 158

思考题 习题 158

第十章 电磁感应及电磁场 162

第一节 电磁感应的实验研究 162

第二节 电磁感应基本定律 164

一、楞次定律 164

二、法拉第电磁感应定律 165

第三节 电磁感应的本质 167

一、电动势 167

二、电源电动势的定义 167

三、动生电动势 168

四、感生电动势 171

第四节 电磁感应的应用 173

一、自感现象 173

二、互感现象 175

三、涡电流 178

第五节 磁场的能量 179

一、通电线圈储能 179

二、磁场的能量 180

思考题 习题 181

第十一章 电磁场理论的基本概念和电磁波 184

第一节 电磁场 麦克斯韦方程组 184

一、涡旋电场 184

二、位移电流 184

三、电磁场 186

四、麦克斯韦方程组 186

第二节 电磁波 187

一、电磁波的传播 187

二、电磁波的产生 188

三、赫兹实验 190

第三节 电磁波的基本性质 191

一、平面电磁波的基本性质 191

二、电磁波的能流密度——坡印亭矢量 192

三、电磁波谱 194

四、无线电波 195

思考题 习题 196

第十二章 波动 198

第一节 简谐振动 198

一、简谐振动及其特征量 198

二、简谐振动的旋转矢量描述法 203

三、简谐振动的能量 206

第二节 同一直线上简谐振动的合成 208

一、同一直线上同频率简谐振动的合成 208

二、同一直线上不同频率简谐振动的合成 拍 210

第三节 阻尼振动 受迫振动 211

一、阻尼振动 211

二、受迫振动 212

第四节 简谐波 波的传播 213

一、弹性媒质中简谐波的形成与传播 213

二、平面简谐波的表达式 波动微分方程 216

三、波的能量和能流 221

四、惠更斯原理 波的反射和折射 222

第五节 波的叠加 224

一、波的叠加原理 224

二、波的干涉 224

三、驻波 227

第六节 多普勒效应 229

一、波源静止，观测者以速率vR运动 230

二、波源以速率vR运动，观测者静止 230

三、一般情况，波源与观测者都运动 231

思考题 习题 233

第十三章 光波 237

第一节 光波 237

一、光源与光的传播 238

二、光程与光程差 240

三、光的非相干叠加与相干叠加 242

第二节 光的干涉 243

一、杨氏干涉实验 243

二、薄膜干涉 247

三、迈克耳孙干涉仪 252

第三节 光的衍射 253

一、衍射现象 253

二、惠更斯—菲涅耳原理 255

三、单缝夫琅禾费衍射 256

四、光学成像仪器的分辨本领 260

五、光栅衍射与光栅光谱 263

第四节 光的偏振 266

一、自然光与偏振光 267

二、起偏与检偏 反射与折射光的偏振 268

三、双折射现象 271

思考题 习题 272

第十四章 光量子 276

第一节 热辐射 276

第二节 光电效应 283

第三节 康普顿效应 287

第四节 光的“波动”性和“粒子”性的统一 291

习题 292

习题答案 294