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绪 论 1

一、物理学的意义 1

二、物理学与科学发展和技术进步的关系 3

三、物理学与药学的关系 4

四、物理学的学习方法 5

第一章 刚体的转动 6

第一节 刚体的定轴转动 7

一、刚体定轴转动的角量描述 7

二、匀变速转动基本公式 8

三、角量和线量的关系 8

第二节 转动动能转动惯量 9

第三节 力矩转动定律 12

一、力矩 12

二、转动定律 12

第四节 力矩的功刚体定轴转动中的动能定理 14

一、力矩的功 15

二、刚体定轴转动中的动能定理 15

第五节 角动量角动量守恒定律 17

一、角动量和角冲量 17

二、角动量定理 18

三、角动量守恒定律 18

第六节 刚体的进动 20

习题一 22

第二章 流体力学 26

第一节 理想流体的定常流动 26

一、理想流体 26

二、定常流动 26

三、流线和流管 27

第二节 定常流动的连续性方程 27

第三节 伯努利方程及其应用 28

一、伯努利方程 28

二、伯努利方程的应用 29

一、粘性定律、粘度 32

第四节 粘性流体的运动 32

二、粘性流体的伯努利方程 33

三、泊肃叶定律 34

四、斯托克斯粘性公式 34

五、层流和湍流 35

习题二 35

第三章 振动学基础 38

第一节 简谐振动 38

一、简谐振动运动方程 38

二、简谐振动中的振幅、周期、频率和相位 39

三、A和？的确定 43

四、简谐振动的矢量图表示法 44

五、简谐振动的能量 45

第二节 简谐振动的合成 46

一、同方向简谐振动的合成 47

二、相互垂直简谐振动的合成 49

习题三 52

第四章 波动学基础 55

第一节 机械波的产生和传播 55

一、机械波产生的条件 55

三、波面和波线 56

二、横波和纵波 56

四、波的传播速度、波长、波的周期和频率 57

第二节 简谐波的波函数波的能量 57

一、简谐波的波函数 57

二、波的能量 61

第三节 惠更斯原理 63

一、惠更斯原理 63

二、解释波的衍射 64

三、解释波的反射和折射 65

第四节 波的叠加原理波的干涉 66

一、波的叠加原理 66

二、波的干涉 67

三、驻波 68

第五节 声波超声波次声波 70

一、声强和声强级 71

二、多普勒效应 71

三、超声波的特性和应用 73

四、次声波 74

习题四 75

一、力学相对性原理 77

二、伽利略变换 77

第一节 伽利略变换和经典力学时空观 77

第五章 相对论基础 77

三、经典力学的时空观 78

第二节 狭义相对论的基本假设 79

一、迈克耳孙—莫雷实验 79

二、狭义相对论的基本假设 80

三、洛伦兹变换 80

第三节 相对论中的长度和时间 81

一、长度收缩 81

二、时间延缓 82

三、同时性的相对性 82

第四节 相对论动力学基础 83

一、动量和质量 83

二、力和动能 84

三、能量、质能关系 85

四、能量和动量的关系 86

第五节 广义相对论简介 87

一、等效原理 87

二、广义相对性原理 88

三、广义相对论的检验 89

习题五 89

第一节 理想气体物态方程 91

一、平衡态 91

第六章 气体动理论 91

二、理想气体物态方程 92

第二节 理想气体的压强 93

一、理想气体的微观模型 93

二、理想气体的压强公式 94

第三节 气体分子平均平动动能 95

第四节 能量均分定理 96

一、分子的自由度 96

二、能量均分定理 97

第五节 麦克斯韦速率分布律 98

一、麦克斯韦速率分布律 98

三、理想气体的内能 98

二、分子速率分布的实验测定 101

第六节 真实气体 102

一、真实气体的等温线 102

二、分子力 103

三、范德瓦耳斯方程 104

习题六 106

第七章 静电场 108

第一节 库仑定律电场强度 108

一、库仑定律 108

三、场强叠加原理 109

二、电场强度 109

第二节 电场线电通量 112

一、电场线 112

二、电通量 113

第三节 高斯定理 115

一、高斯定理 115

二、高斯定理的应用 115

第四节 静电场的环路定律电势 119

一、静电场的环路定理 119

二、电势差、电势 120

一、等势面 124

二、电场强度与电势的关系 124

第五节 等势面场强与电势的关系 124

习题七 126

第八章 静电场中的导体和电介质 129

第一节 静电场中的导体 129

一、导体的静电平衡条件 129

二、静电平衡时导体的性质 129

三、空腔导体和静电屏蔽 131

第二节 静电场中的电介质 132

一、电介质的极化 132

二、极化强度和极化电荷 134

三、电位移、有电介质时的高斯定理 136

第三节 电容和电容器 138

一、孤立导体的电容 138

二、电容器的电容 138

三、电容器电容的计算 139

四、电容器的串联和并联 140

第四节 静电场的能量 142

一、电容器的能量 142

二、电场的能量和能量密度 143

二、压电效应的应用 145

习题八 145

一、压电效应 145

第五节 压电效应及其应用 145

第九章 直流电路 149

第一节 电源电动势一段含源电路的欧姆定律 149

一、电源电动势 149

二、一段含源电路的欧姆定律 150

第二节 基尔霍夫定律及其应用 150

一、基尔霍夫定律 151

二、基尔霍夫定律的应用举例 152

习题九 153

第一节 磁场磁感应强度 155

第十章 电流的磁场 155

一、磁场 156

二、磁感应强度 156

三、磁感应线 157

四、磁通量 158

第二节 毕奥—萨伐尔定律 158

一、毕奥—萨伐尔定律 158

二、毕奥—萨伐尔定律应用举例 159

第三节 安培环路定律 161

一、安培环路定律 161

二、用安培环路定律计算磁感应强度 162

第四节 磁场对电流的作用 163

一、安培定律 163

二、磁场对载流线圈的作用 165

第五节 磁场对运动电荷的作用 166

一、洛伦兹力 167

二、质谱仪 168

三、霍耳效应 169

第六节 磁介质 170

一、磁介质的磁化机制 170

二、磁导率、磁场强度 171

三、铁磁质的磁化 172

习题十 173

一、楞次定律 177

第十一章 电磁感应 177

第一节 法拉第电磁感应定律 177

二、法拉第电磁感应定律 178

第二节 动生电动势 179

一、在磁场中运动的导线产生的动生电动势 179

二、动生电动势产生的原因 180

第三节 感生电动势 181

一、感生电场 181

二、涡电流 182

第四节 自感和互感 183

一、自感现象 183

三、电子感应加速器 183

二、互感现象 186

第五节 磁场的能量 188

第六节 电磁场及其传播 189

一、位移电流 190

二、麦克斯韦电磁场方程组 191

三、电磁波 192

习题十一 193

一、光矢量 196

二、普通光源的发光机制 196

第一节 光的相干性 196

第十二章 光的干涉 196

三、光的相干性 197

第二节 获得相干光的方法 197

一、杨氏双缝实验 197

二、菲涅耳双镜实验 199

三、劳埃德镜实验 199

第三节 光程和光程差 202

一、光程 202

二、薄透镜成像的等光程原理 203

第四节 薄膜干涉 203

一、薄膜反射光的干涉 204

三、增透膜和高反射膜 206

二、薄膜透射光的干涉 206

第五节 劈形膜牛顿环 207

一、劈形膜 207

二、牛顿环 209

第六节 干涉仪干涉现象的应用 210

习题十二 212

第十三章 光的衍射 215

第一节 光的衍射现象惠更斯—菲涅耳原理 215

一、光的衍射现象及分类 215

二、惠更斯—菲涅耳原理 216

第二节 单缝衍射 217

第三节 衍射光栅 220

一、光栅 221

二、光栅衍射和光栅方程 221

三、光栅衍射光谱 222

第四节 圆孔衍射光学仪器的分辨率 223

一、圆孔夫琅和费衍射 223

二、光学仪器的分辨率 223

第五节 X射线的衍射布喇格方程 225

一、X射线的衍射 225

三、电子的衍射与电子显微镜的分辨率 226

二、布喇格方程 226

习题十三 227

第十四章 光的偏振 229

第一节 自然光和偏振光 229

一、光的偏振态 229

二、自然光、线偏振光和部分偏振光 229

第二节 偏振片的起偏和检偏马吕斯定律 230

一、偏振片的起偏和检偏 230

二、马吕斯定律 231

一、布儒斯特定律 233

第三节 反射光和折射光的偏振 233

二、玻璃片堆 234

第四节 光的双折射现象 234

一、光的双折射现象 234

二、惠更斯原理在双折射现象中的应用 236

三、尼科耳棱镜 238

四、偏振片与二向色性 239

第五节 偏振光的干涉、圆偏振光与椭圆偏振光 240

一、圆偏振光与椭圆偏振光 240

二、偏振光的干涉、色偏振 241

第六节 旋光现象 241

习题十四 243

第一节 光的吸收朗伯—比耳定律 246

第十五章 光的吸收和散射 246

第二节 光的散射 248

一、瑞利散射定律 249

二、散射光的强度和偏振情况 249

三、拉曼散射 251

习题十五 251

第十六章 光的量子性 253

第一节 热辐射基尔霍夫辐射定律 253

一、热辐射 253

二、绝对黑体 254

三、基尔霍夫辐射定律 255

第二节 绝对黑体的辐射定律 256

一、斯特藩—玻耳兹曼定律 256

二、维思位移定律 257

第三节 普朗克的量子假说 258

第四节 光电效应 260

一、光电效应的基本规律 260

二、爱因斯坦光量子论 262

三、光电效应的应用 264

第五节 康普顿效应 265

一、X射线的散射实验 265

二、用光子理论解释康普顿散射 266

习题十六 267

第十七章 量子力学基础 268

第一节 原子光谱的实验规律 268

一、氢原子光谱 268

二、里兹组合原理 269

第二节 玻尔的氢原子理论 270

一、玻尔理论的基本假设 270

二、波尔理论的改进及其局限性 273

第三节 实物粒子的波粒二象性 273

一、德布罗意波 274

二、电子衍射实验 275

三、德布罗意波的统计解释 276

第四节 不确定性原理 277

一、坐标和动量的不确定关系式 277

二、能量和时间的不确定关系式 278

第五节 波函数薛定谔方程 279

一、波函数的意义和性质 279

二、薛定谔方程 280

第六节 一维定态问题 282

一、无限深方势阱 282

二、求解定态薛定谔方程 283

三、势垒的穿透、隧道效应 284

一、氢原子的薛定谔方程 285

第七节 氢原子的量子力学处理方法 285

二、电子自旋 288

习题十七 290

第十八章 激光 291

第一节 激光的性质 291

一、单色性好 291

二、方向性好 291

三、亮度极高 292

四、相干性极好 292

第二节 激光产生的原理 292

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转 292

二、光谐振腔的作用 294

三、激光器的结构 296

第三节 几种常见的激光器 296

第四节 激光对生物组织的作用 297

一、光化作用 297

二、热作用 298

三、机械作用 298

四、电磁场作用 298

第五节 激光在医药学及科技领域中的应用 299

一、激光在医药学上的应用 299

二、激光在科技领域的应用 300

习题十八 301

第十九章 原子核与粒子物理 302

第一节 原子核的组成和基本性质 302

一、原子核的组成 302

二、原子核的性质 303

三、原子核的质量亏损与结合能 304

四、核力 306

第二节 原子核的放射性衰变 307

一、原子核的放射性衰变类型 307

二、放射性衰变规律 311

一、原子核的自旋 314

第三节 核磁共振 314

二、原子核的磁矩 315

三、核磁共振及其应用 316

第四节 粒子物理简介 319

一、人类对物质组成的探索 319

二、粒子的分类 319

三、粒子的相互作用 320

四、强子结构的夸克模型 322

习题十九 323

习题参考答案 325

附录一 国际单位制 335

附录二 基本物理常量 337