大学物理学 上、下、学习指导 全3册PDF电子书下载

第三篇 热学 2

14 气体动理论 2

14.1 热学的基本概念 2

14.1.1 系统与外界 2

14.1.2 平衡态 2

14.1.3 状态参量 3

14.1.4 状态方程 4

14.1.5 热力学第零定律 6

14.2 气体动理论的基本观点 7

14.2.1 分子运动的基本概念 7

14.2.2 统计观点简介 8

14.3 理想气体的压强 9

14.3.1 理想气体微观模型 10

14.3.2 分子集体行为的统计假设 10

14.3.3 理想气体的压强公式 11

14.4 理想的气体的温度 14

14.5 能量均分定理 理想气体的内能 16

14.5.1 自由度 16

14.5.2 能量均分定理 17

14.5.3 理想气体的内能 18

14.6 麦克斯韦速率分布律 19

14.6.1 麦克斯韦速率分布函数 19

14.6.2 三种统计速率 20

14.6.3 气体速率分布的实验验证 23

14.7 玻耳兹曼分布律简介 25

14.7.1 玻耳兹曼分布律 25

14.7.2 重力场中微粒按高度的分布 26

14.8 气体分子的平均自由程和平均碰撞频率 27

14.8.1 平均碰撞频率 27

14.8.2 气体分子的平均自由程 28

思考题 30

习题 31

15 热力学基础 33

15.1 准静态过程功、热量和内能 33

15.1.1 准静态过程 33

15.1.2 功 34

15.1.3 热量 35

15.1.4 内能 36

15.2 热力学第一定律 37

15.2.1 热力学第一定律 37

15.2.2 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 38

15.2.3 理想气体的摩尔热容 39

15.3 绝热过程 多方过程 40

15.3.1 绝热过程方程 40

15.3.2 准静态绝热过程曲线 41

15.3.3 多方过程 43

15.4 循环过程 卡诺循环 44

15.4.1 循环过程 44

15.4.2 卡诺循环 46

15.5 热力学第二定律 49

15.5.1 可逆过程与不可逆过程 49

15.5.2 热力学第二定律的表述 50

15.5.3 热力学第二定律的实质 51

15.5.4 热力学第二定律的微观意义 51

15.6 卡诺定理 克劳修斯不等式熵 52

15.6.1 卡诺定理 52

15.6.2 克劳修斯不等式 52

15.6.3 熵 53

15.6.4 热力学第二定律的数学表达式 54

15.6.5 熵增加原理 55

15.7 热力学第二定律的统计意义 玻耳兹曼熵 57

15.7.1 热力学概率 57

15.7.2 热力学第二定律的统计意义 58

15.7.3 玻耳兹曼熵 59

思考题 60

习题 61

阅读材料 64

第四篇 机械振动和机械波 72

16 机械振动 72

16.1 简谐振动 72

16.1.1 简谐振动的特征及其表达式 73

16.1.2 描述简谐振动的特征量 74

16.1.3 简谐振动的旋转矢量法 77

16.1.4 几种常见的简谐振动 80

16.1.5 简谐振动的能量 83

16.2 阻尼振动 受迫振动 共振 85

16.2.1 阻尼振动 85

16.2.2 受迫振动 共振 86

16.3 非线性振动简介 88

16.4 简谐振动的合成 90

16.4.1 两个同方向同频率简谐振动的合成 90

16.4.2 两个同方向不同频率的简谐振动的合成 92

16.4.3 相互垂直的简谐振动的合成 94

16.5 振动的分解 96

思考题 96

习题 97

17 机械波 102

17.1 机械波的产生和传播 102

17.1.1 机械波的产生 102

17.1.2 描述波动的物理量 103

17.2 平面简谐波 波动方程 107

17.2.1 平面简谐波的波动方程 107

17.2.2 平面波的波动微分方程 109

17.3 波的能量 111

17.3.1 波的能量和能量密度 111

17.3.2 波的能流和能流密度 113

17.3.3 波的吸收 114

17.4 波的衍射 干涉 115

17.4.1 惠更斯原理 波的衍射 115

17.4.2 波的叠加原理 波的干涉 116

17.5 驻波 118

17.5.1 驻波的形成 118

17.5.2 驻波方程 120

17.5.3 半波损失 122

17.5.4 弦线振动的简正模式 122

17.6 多普勒效应 123

17.7 非线性波简介 125

思考题 125

习题 126

第五篇 光学 134

18 光的干涉 134

18.1 光波的基本概念 光波的叠加 134

18.1.1 光波 134

18.1.2 相干光 135

18.1.3 光波的叠加与分析 137

18.1.4 光程 140

18.2 分波阵面干涉 142

18.2.1 杨氏双缝干涉 142

18.2.2 其他分波阵面干涉 146

18.3 分振幅干涉 148

18.3.1 平行平面薄膜干涉 149

18.3.2 等厚干涉 155

18.4 迈克尔逊干涉仪 162

18.4.1 迈克尔逊干涉仪结构 162

18.4.2 迈克尔逊干涉仪的干涉现象 163

18.5 多光束干涉 165

思考题 167

习题 168

阅读材料 172

19 光的衍射 176

19.1 光的衍射现象和惠更斯-菲涅尔原理 176

19.1.1 光的衍射现象 176

19.1.2 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 177

19.1.3 惠更斯-菲涅尔原理 177

19.2 单缝夫琅禾费衍射 178

19.2.1 菲涅尔半波带法 179

19.2.2 单缝夫琅禾费衍射图样 181

19.3 光栅衍射 186

19.3.1 光栅 186

19.3.2 光栅衍射的强度分布 187

19.3.3 光栅衍射的条纹分布 189

19.3.4 光栅光谱 192

19.4 光学仪器的分辨本领 193

19.4.1 圆孔夫琅禾费衍射 193

19.4.2 光学仪器的分辨本领 195

19.5 X射线的衍射 196

思考题 198

习题 199

阅读材料 202

20 光的偏振 204

20.1 自然光和偏振光 204

20.2 起偏和检偏 马吕斯定律 206

20.2.1 起偏和检偏 206

20.2.2 马吕斯定律 207

20.3 反射光与折射光的偏振性质 209

20.4 光的双折射 211

20.4.1 双折射与偏振光 211

20.4.2 双折射现象的解释 215

20.5 偏振光的干涉及其应用 218

20.5.1 波片 218

20.5.2 椭圆偏振光和圆偏振光 219

20.5.3 偏振光的干涉及其应用 221

20.5.4 人为双折射现象 222

20.6 旋光现象 224

思考题 225

习题 225

阅读材料 227

第六篇 量子力学基础 239

21 量子力学基础 239

21.1 黑体辐射 普朗克能量子假设 239

21.1.1 热辐射 239

21.1.2 黑体辐射定律 240

21.1.3 普朗克能量子假设 241

21.2 光的量子性 243

21.2.1 光电效应 243

21.2.2 爱因斯坦光子假设 245

21.2.3 康普顿效应 247

21.3 氢原子光谱的实验规律 玻尔理论 250

21.3.1 氢原子光谱的实验规律 250

21.3.2 玻尔的氢原子理论 251

21.4 德布罗意假设 电子衍射实验 255

21.4.1 德布罗意物质波假设 255

21.4.2 电子衍射实验 256

21.5 测不准关系 257

21.6 波函数 薛定谔方程 260

21.6.1 波函数 260

21.6.2 薛定谔方程 261

21.6.3 定态薛定谔方程 263

21.7 一维势阱 势垒 隧道效应 264

21.7.1 一维势阱 264

21.7.2 一维势垒 隧道效应 268

21.8 氢原子 270

21.9 斯特恩-盖拉赫实验 电子自旋 273

21.9.1 电子的轨道磁矩 273

21.9.2 斯特恩-盖拉赫实验 274

21.9.3 电子的自旋 275

21.10 原子的壳层结构 275

思考题 278

习题 279

阅读材料 282

22 原子核物理与粒子物理简介 288

22.1 原子核的基本性质 288

22.1.1 原子核的组成 288

22.1.2 原子核的大小和密度 289

22.1.3 自旋和磁矩 290

22.1.4 核力 291

22.1.5 原子核的质量与结合能 292

22.2 原子核的放射性衰变 293

22.2.1 放射性 293

22.2.2 放射性衰变定律 295

22.2.3 三种衰变方式 296

22.2.4 放射性的应用 298

22.3 粒子物理简介 300

22.3.1 粒子的基本特征 300

22.3.2 粒子的相互作用及其统一模型 301

22.3.3 粒子的分类 301

22.3.4 夸克模型 303

思考题 305

23 固体物理基础 激光 306

23.1 固体的能带结构 306

23.1.1 晶态固体的基本性质 306

23.1.2 固体的能带 308

23.2 绝缘体 导体 半导体 311

23.2.1 绝缘体 312

23.2.2 导体 312

23.2.3 半导体 313

23.3 pn结 316

23.3.1 pn结 316

23.3.2 结型晶体管 317

23.3.3 场效应晶体管 318

23.4 激光 318

23.4.1 激光的基本原理 319

23.4.2 常见激光器及激光应用 323

思考题 326

习题 326

阅读材料 328

附表 350

参考文献 352