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第12章 气体动理论 1

12-1理想气体的状态方程 2

12-1-1平衡态状态参量 2

12-1-2温度 3

12-1-3理想气体的状态方程 4

12-2理想气体的压强和温度的微观解释 7

12-2-1 理想气体的微观模型和统计假设 7

12-2-2理想气体的压强公式 8

12-2-3温度的微观解释 10

12-2-4能量按自由度均分定理 理想气体的内能 11

12-3平衡态的经典统计分布 14

12-3-1 概率分布函数 14

12-3-2玻耳兹曼分布 15

12-3-3重力场中粒子按高度的分布 18

12-3-4麦克斯韦速率分布律 19

12-3-5麦克斯韦速度分布律 22

12-4分子碰撞和气体的内迁移现象 23

12-4-1 分子碰撞的统计规律 23

12-4-2气体内的输运现象 25

12-5范德瓦耳斯方程 27

12-5-1 分子间的相互作用 27

12-5-2真实气体的等温线 28

12-5-3范德瓦耳斯方程 29

习题 30

第13章 热力学基础 33

13-1热力学第一定律 34

13-1-1内能 热力学第一定律 34

13-1-2准静态过程的功和热量 35

13-1-3定体热容和定压热容 36

13-2热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用 38

13-2-1理想气体的等值过程 39

13-2-2 绝热过程 41

13-2-3多方过程 42

13-3循环与效率 45

13-3-1热机和热机效率 45

13-3-2致冷机和致冷系数 47

13-3-3卡诺循环 48

13-4热力学第二定律 50

13-4-1 热力学过程的方向性 50

13-4-2热力学第二定律的两种表述 51

13-4-3卡诺定理 53

13-4-4克劳修斯熵 54

13-4-5熵增加原理 56

13-5热力学第二定律统计意义 59

13-5-1热力学第二定律的统计意义 59

13-5-2玻耳兹曼熵 60

13-5-3熵概念的应用举例 63

13-6热力学第三定律 热力学负温度 66

13-6-1热力学第三定律 66

13-6-2热力学负温度 67

习题 68

第14章 振动 71

14-1简谐振动 72

14-1-1简谐振动方程 72

14-1-2简谐振动的特征量 73

14-1-3简谐振动的旋转矢量表示法 74

14-1-4简谐振动的能量 75

14-2简谐振动的合成和分解 79

14-2-1同方向同频率简谐振动的合成 79

14-2-2同方向不同频率简谐振动的合成拍 81

14-2-3两个垂直方向上的简谐振动的合成 82

14-2-4傅里叶分解 频谱分析 83

14-3阻尼振动 受迫振动与共振 84

14-3-1阻尼振动 84

14-3-2受迫振动共振 86

14-3-3电磁振荡 88

14-4交流电及其简单电路 89

14-4-1交流电及元件特征 89

14-4-2交流电路的矢量图解法 92

14-4-3 交流电的功率 94

习题 95

第15章 机械波 98

15-1平面简谐波 98

15-1-1机械波的形成 98

15-1-2波的特征量 100

15-1-3平面简谐波的表达式 101

15-1-4波动方程 104

15-2波的速度和能流 104

15-2-1 波速 105

15-2-2 波的能量 106

15-2-3波的能流 108

15-2-4声强级 109

15-2-5波的吸收 110

15-3惠更斯原理 波的衍射 111

15-3-1 惠更斯原理 111

15-3-2波的反射和折射 112

15-3-3波的衍射 113

15-4波的叠加原理 干涉现象 113

15-4-1 波的叠加原理 113

15-4-2波的干涉 114

15-4-3驻波 117

15-4-4 波的色散 119

15-5多普勒效应 121

15-5-1 波源不动，观察者运动 121

15-5-2观察者不动，波源运动 122

15-5-3波源和观察者同时相对于介质运动 122

15-5-4光的多普勒效应 123

15-5-5艏波与马赫锥 124

习题 125

第16章 几何光学 129

16-1几何光学基本定律 129

16-1-1光波概述 129

16-1-2基本实验定律 131

16-1-3光路可逆原理 132

16-1-4全反射 132

16-1-5光程 费马原理 133

16-2成像基本概念和光的平面成像 133

16-2-1 物和像 133

16-2-2物像之间的等光程性 134

16-2-3光在平面上的反射 135

16-2-4光在平面上的折射 135

16-2-5负折射率介质 135

16-3光在球面上的反射和折射 136

16-3-1符号规定 137

16-3-2 光在球面上的折射 137

16-3-3焦点和焦距 138

16-3-4光在球面上的反射 138

16-3-5傍轴物点球面成像 139

16-4薄透镜 140

16-4-1薄透镜的物像公式 140

16-4-2薄透镜的焦距和焦点 141

16-4-3薄透镜作图求像法 142

16-4-4像差 144

16-5光学仪器 144

16-5-1人眼 144

16-5-2照相机 145

16-5-3放大镜 146

16-5-4显微镜 146

16-5-5望远镜 147

习题 149

第17章 波动光学 151

17-1光波的叠加和干涉 151

17-1-1光是电磁波 151

17-1-2相干条件及其实现的基本方法 153

17-1-3干涉光强分布与光程差 153

17-2分波前干涉 155

17-2-1杨氏双缝实验 155

17-2-2 其他分波面干涉 156

17-2-3光波的空间相干性和时间相干性 159

17-3分振幅干涉 161

17-3-1薄膜干涉概述 161

17-3-2 等倾干涉 162

17-3-3等厚干涉 163

17-3-4等厚干涉的简单应用 164

17-3-5迈克耳孙干涉仪 165

17-4光的衍射 168

17-4-1光的衍射现象 168

17-4-2 惠更斯-菲涅耳原理 169

17-4-3夫琅和费单缝衍射 169

17-4-4单缝衍射的光强分布 171

17-4-5圆孔衍射光学仪器的分辨率 174

17-5衍射光栅 175

17-5-1光栅衍射 175

17-5-2用旋转矢量法求衍射光强分布 177

17-5-3光栅光谱 179

17-5-4 X射线在晶体上的衍射 181

17-6偏振光的产生和检验 182

17-6-1 自然光偏振光 182

17-6-2反射光和折射光的偏振 183

17-6-3起偏和检偏 184

17-6-4双折射现象 185

17-7偏振光干涉 188

17-7-1波片与完全偏振光 188

17-7-2偏振光的干涉 190

17-7-3人为双折射旋光现象 191

17-7-4 光学非线性介质 192

17-8傅里叶光学简介 193

17-8-1 光栅衍射与傅里叶变换 193

17-8-2阿贝成像原理与空间滤波 194

17-8-3光学全息技术 195

习题 196

第18章 量子物理基础 200

18-1光的量子性 201

18-1-1黑体辐射 201

18-1-2光电效应 204

18-1-3康普顿效应 207

18-1-4玻尔氢原子理论 209

18-1-5电子偶的产生和湮灭 211

18-2物质波 212

18-2-1德布罗意假设 212

18-2-2单个光子就能产生干涉 214

18-2-3波函数 215

18-2-4海森伯不确定关系 217

18-2-5薛定谔方程 219

18-3一维定态问题 221

18-3-1一维无限深势阱 221

18-3-2一维谐振子 224

18-3-3势垒与隧道效应 225

习题 227

第19章 原子分子与固体 231

19-1原子 231

19-1-1氢原子 231

19-1-2电子的轨道磁矩 234

19-1-3电子自旋 235

19-1-4全同粒子系 交换对称性 236

19-1-5量子统计 237

19-1-6原子的壳层结构 239

19-2分子与固体 242

19-2-1化学键 242

19-2-2分子光谱 244

19-2-3生物大分子 245

19-2-4固体的能带 246

19-2-5介观物理 247

19-3激光 249

19-3-1 受激吸收自发辐射与受激辐射 250

19-3-2粒子数反转 250

19-3-3光学谐振腔 251

19-4宏观量子现象 252

19-4-1 A-B效应 252

19-4-2超流 254

19-4-3超导 255

习题 258

第20章 原子核简介 260

20-1原子核 260

20-1-1核的组成和大小 260

20-1-2核的质量和结合能 261

20-1-3放射性衰变 262

20-1-4核反应 264

20-2强弱相互作用场 265

20-2-1核力的特征 265

20-2-2弱相互作用场 266

20-2-3守恒定律 267

20-2-4 统一场理论简介 269

习题 270