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第9章 机械振动 1

9.1简谐运动 2

9.1.1简谐运动的基本特征 2

9.1.2简谐运动的表达式 3

9.1.3简谐运动曲线 3

9.2描述简谐运动的基本物理量 4

9.2.1周期 频率 4

9.2.2相位 初相 5

9.2.3相位差 6

9.2.4振幅、初相与初始条件的关系 7

9.3简谐运动的旋转矢量图示法 11

9.4简谐运动的能量 13

9.5同方向简谐运动的合成拍 14

9.5.1两个同方向、同频率简谐运动的合成 15

9.5.2两个同方向、不同频率简谐运动的合成拍 17

9.6两个相互垂直的简谐运动的合成 李萨如图形 20

9.6.1两个相互垂直、同频率的简谐运动的合成 20

9.6.2两个相互垂直、不同频率的简谐运动的合成 李萨如图形 22

9.7阻尼振动 22

9.8受迫振动 共振 24

习题9 26

第10章 机械波 30

10.1机械波的产生 横波与纵波 30

10.1.1机械波的产生 30

10.1.2横波与纵波 31

10.2波动过程的几何描述和基本物理量 33

10.2.1波线和波面 33

10.2.2波形曲线 34

10.2.3波的特征量 34

10.3平面简谐波 36

10.3.1平面简谐波的波函数 36

10.3.2波函数的物理意义 37

10.3.3平面波的波动方程 42

10.4波的能量能流密度 42

10.4.1波的能量 42

10.4.2能流密度 44

10.5波的衍射、反射和折射 45

10.5.1惠更斯原理 45

10.5.2波的衍射 46

10.5.3波的反射和折射 47

10.6波的干涉 49

10.6.1波的叠加原理 49

10.6.2波的干涉 相干条件 相干波 49

10.6.3相干波的干涉加强与减弱 49

10.7驻波 52

10.7.1驻波的概念 52

10.7.2驻波的能量 54

10.7.3半波损失 55

10.8声波 超声波 次声波 56

10.8.1声波 56

10.8.2超声波 57

10.8.3次声波 58

10.9多普勒效应 58

习题10 61

第11章 电磁振荡 电磁波 64

11.1电磁振荡 64

11.2电磁波 68

11.2.1电磁波的概念 68

11.2.2电磁波的产生与传播 68

11.2.3电磁波的性质 71

11.2.4电磁波的能量 71

11.2.5电磁波谱 73

习题11 74

第12章 几何光学 76

12.1几何光学的基本定律 77

12.1.1直线传播定律 77

12.1.2反射定律 78

12.1.3折射定律 78

12.1.4全反射 79

12.2光程 费马原理 80

12.2.1光程 80

12.2.2费马原理 81

12.3光在单球面上的傍轴成像 82

12.3.1基本概念和符号法则 82

12.3.2球面反射成像 83

12.3.3球面镜成像的作图法 84

12.3.4球面折射成像 86

12.4薄透镜成像 88

12.4.1透镜 88

12.4.2薄透镜成像公式 89

12.4.3薄透镜的焦距 90

12.4.4薄透镜成像的作图法 91

12.5光学仪器简介 92

12.5.1眼睛 92

12.5.2放大镜 93

12.5.3显微镜 94

12.5.4望远镜 95

12.5.5照相机 96

习题12 96

第13章 波动光学 98

13.1光的干涉 98

13.1.1光的电磁理论 98

13.1.2光的干涉 99

13.1.3相干光的获得 100

13.1.4双缝干涉 101

13.1.5薄膜干涉 107

13.1.6迈克耳逊干涉仪 115

13.2光的衍射 116

13.2.1光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 116

13.2.2单缝衍射 117

13.2.3圆孔衍射 121

13.2.4衍射光栅 122

13.2.5光学仪器的分辨本领 127

13.2.6 X射线在晶体中的衍射 128

13.3光的偏振 129

13.3.1自然光和偏振光 129

13.3.2偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 132

13.3.3反射和折射起偏 布儒斯特定律 135

13.3.4光的双折射现象 137

13.3.5椭圆偏振光和圆偏振光 波片 139

13.3.6偏振光的干涉 140

13.3.7人为双折射 141

习题13 142

第14章 热力学基础 145

14.1热力学基本概念 146

14.1.1问题的提出 146

14.1.2热力学系统 146

14.1.3系统的平衡状态 物态参量 热力学第零定律 147

14.1.4准静态过程 148

14.2气体的物态方程 149

14.2.1理想气体的物态方程 149

14.2.2真实气体的物态方程 151

14.3热力学第一定律 152

14.3.1系统的内能 功与热的等效性 152

14.3.2热力学第一定律 153

14.3.3功和热量的计算 154

14.4热力学第一定律对理想气体热力学过程的应用 157

14.4.1等体过程 157

14.4.2等压过程 158

14.4.3等温过程 160

14.4.4绝热过程 161

14.4.5多方过程 166

14.5循环与热机 166

14.5.1循环过程 166

14.5.2热机效率 167

14.5.3卡诺循环 170

14.6热力学第二定律 卡诺定理 173

14.6.1热力学过程的方向性 173

14.6.2热力学第二定律 174

14.6.3卡诺定理 175

14.7熵 176

14.7.1熵的概念 177

14.7.2熵增加原理 179

14.7.3能量的退化 180

习题14 181

第15章 气体动理论 185

15.1气体动理论的基本观点 185

15.2气体分子的热运动及其统计规律性 188

15.2.1气体分子热运动的景象 188

15.2.2大量分子热运动服从统计规律性 189

15.3气体分子的速率分布 191

15.3.1速率分布曲线 191

15.3.2麦克斯韦速率分布律 192

15.3.3分子速率的统计平均值 193

15.4气体分子平均碰撞频率和平均自由程 195

15.5理想气体的压强公式和温度的统计意义 197

15.5.1理想气体的微观模型 197

15.5.2理想气体的压强公式 198

15.5.3理想气体的温度公式 200

15.6能量按自由度均分原理 理想气体的内能 202

15.6.1自由度 202

15.6.2能量按自由度均分原理 204

15.6.3理想气体的内能 204

15.6.4理想气体摩尔热容理论值的计算 205

15.7气体内的输运现象 206

15.7.1内摩擦现象 207

15.7.2热传导现象 207

15.7.3扩散现象 208

15.8热力学第二定律的统计诠释 209

15.8.1热力学过程不可逆性的统计意义 210

15.8.2玻耳兹曼熵公式 212

15.9熵与环境保护 213

习题15 214

第16章 早期量子论 216

16.1热辐射 普朗克量子假说 216

16.1.1热辐射及其定量描述 216

16.1.2绝对黑体辐射定律 普朗克公式 217

16.2光电效应 220

16.2.1光电效应的实验规律 220

16.2.2经典理论对解释光电效应的困难 221

16.2.3爱因斯坦的光子假设 222

16.2.4光电效应的应用 223

16.3康普顿效应 电磁辐射的波粒二象性 224

16.3.1康普顿效应 224

16.3.2电磁辐射的波粒二象性 226

16.4氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 227

16.4.1氢原子光谱的规律性 227

16.4.2玻尔的氢原子理论 228

习题16 232

第17章 量子力学简介 234

17.1德布罗意假设 海森伯的不确定关系 234

17.1.1德布罗意假设 实物粒子的二象性 234

17.1.2海森伯的不确定关系 236

17.2波函数及其统计解释 238

17.2.1自由粒子的波函数 238

17.2.2波函数的统计解释 239

17.3薛定谔方程 240

17.4定态薛定谔方程的应用 242

17.4.1一维无限深方形势阱 242

17.4.2势垒贯穿 244

17.4.3一维简谐振子 246

17.5氢原子 电子的自旋 248

17.5.1氢原子 248

17.5.2电子的自旋 自旋磁量子数 250

17.6多电子原子 原子中的电子壳层模型 元素周期表的结构 252

17.6.1多电子原子 252

17.6.2原子中的电子壳层模型 元素周期表的结构 253

习题17 256

专题选讲 257

Ⅴ激光 257

Ⅵ固体能带结构 半导体 262

Ⅶ粒子物理学简介 268

Ⅷ现代宇宙学 273

附录 281

附录A一些物理常量 281

附录B数学公式 282

参考文献 285