物理学PDF电子书下载

第一篇 物质的运动 6

第一部分 物体的机械运动 6

第一章 质点运动 6

1.1 物理基准 6

1.1.1 长度、时间和质量标准 6

1.1.2 参考系 7

1.2 质点运动的描述 8

1.3 相对运动 13

1.4 牛顿运动定律 14

1.4.1 力 15

1.4.2 牛顿运动定律 15

1.4.3 牛顿定律的应用 17

1.5 动量 20

1.5.1 动量与冲量 20

1.5.2 动量定理与动量守恒定律 21

1.5.3 火箭的发射 23

1.6 能量 25

1.6.1 功 25

1.6.2 功与能量 29

1.6.3 机械能守恒 31

1.6.4 普遍的能量守恒与转化定律 32

1.6.5 赛车胜负的关键 33

科学问题解析 万有引力定律及其应用 34

习题 35

第二章 刚体转动 39

2.1 转动的描述 39

2.2 力矩与转动定律 42

2.3 角动量与角动量守恒定律 47

2.4 刚体绕定轴转动的动能定理 51

2.5 工程中的刚体转动 53

工程问题解析 汽车制动器 55

习题 56

第三章 狭义相对论 59

3.1 牛顿的绝对时空观 59

3.2 狭义相对论的基本原理 61

3.3 相对论性的时空观 64

3.4 核能及其工程应用 70

科学问题解析 核武器 75

习题 75

第二部分 气体分子的热运动 78

第四章 气体动理论 78

4.1 理想气体的微观模型与统计理论 78

4.2 压强、温度与内能公式 80

4.2.1 压强公式 80

4.2.2 温度公式 83

4.2.3 内能公式 83

4.3 气体分子的速率分布统计规律 85

4.3.1 分子的速率分布 85

4.3.2 分子的特征速率 86

4.3.3 太阳风的成分 86

科学问题解析 礁湖星云的压强 87

习题 88

第五章 热力学基础 89

5.1 理想气体状态与状态的改变 89

5.2 热力学第一定律 91

5.2.1 热力学第一定律 92

5.2.2 热力学第一定律在典型过程中的应用 93

5.2.3 人体新陈代谢的能量转化 98

5.3 循环过程在工程中的应用 99

5.4 热力学第二定律 103

5.5 熵与无序 106

5.5.1 熵与熵增加原理 106

5.5.2 无序度 107

工程问题解析 陶瓷内燃机 110

习题 111

第三部分 微观粒子的概率运动 114

第六章 量子物理 114

6.1 量子与量子化规律 114

6.1.1 量子与量子化 115

6.1.2 黑体辐射与能量子假说 115

6.1.3 光电效应与光量子学说 117

6.1.4 量子化规律的应用 119

6.2 物质的波粒二象性 120

6.2.1 光的粒子性 121

6.2.2 物质波——德布罗意波 121

6.3 粒子运动的不确定性 123

6.4 粒子运动的薛定谔方程 126

6.5 扫描隧穿显微镜 128

6.6 量子信息技术 131

工程问题解析 太阳能电池 135

习题 136

第二篇 场 139

第七章 静电场 139

7.1 静电场的描述 139

7.1.1 电荷与电场 139

7.1.2 电场强度 141

7.1.3 电场线 145

7.2 静电场的高斯定理 146

7.2.1 电场强度通量 146

7.2.2 真空中的高斯定理 147

7.2.3 高斯定理在计算电场强度分布中的应用 148

7.3 静电场的环路定理 151

7.3.1 电场力的功 151

7.3.2 真空中的环路定理 151

7.4 电势 152

7.4.1 电势能与电势 153

7.4.2 等势面 156

7.4.3 电势梯度 156

7.5 电场与物质的作用 157

7.5.1 静电场中的导体 158

7.5.2 静电场中的电介质 160

7.5.3 电容器及其应用 163

7.6 静电场的能量 166

7.7 静电场的应用 167

工程问题解析 等离子显示器 169

习题 169

第八章 恒定磁场 172

8.1 磁场的描述 172

8.2 毕奥-萨伐尔定律 175

8.3 磁场的高斯定理 178

8.4 磁场的安培环路定理 179

8.5 磁场对运动电荷的作用 182

8.5.1 带电粒子在电场和磁场中的运动 182

8.5.2 霍耳效应及应用 185

8.5.3 磁场对电流的作用 187

8.6 磁场与物质的作用 191

8.6.1 磁介质的磁化 191

8.6.2 铁磁质及应用 194

8.6.3 磁悬浮列车 196

工程问题解析 巨磁阻效应及其应用 198

习题 199

第九章 电与磁的联系 202

9.1 电磁感应 203

9.1.1 电磁感应现象 203

9.1.2 楞次定律 204

9.1.3 法拉第电磁感应定律 205

9.1.4 发电机 210

9.1.5 自感和互感 212

9.2 感生电场 216

9.3 位移电流 219

9.4 电磁场 222

9.5 电磁场在工程中的应用 225

工程问题解析 金属探测器 227

习题 228

第三篇 波动 235

第十章 机械波 235

10.1 机械振动 236

10.1.1 简谐运动的描述 236

10.1.2 受迫振动和共振 240

10.1.3 简谐运动的合成 241

10.1.4 机械波的形成 242

10.2 机械波的描述 243

10.2.1 机械波的分类与特征物理量 243

10.2.2 平面简谐波的波函数 245

10.2.3 地震产生的波动 249

10.3 机械波的传播规律 250

10.3.1 衍射现象与惠更斯原理 250

10.3.2 干涉现象与波的叠加 251

10.3.3 驻波现象及应用 254

10.4 声波 257

10.4.1 声波的特征与种类 258

10.4.2 多普勒效应 260

10.4.3 多普勒雷达与多普勒彩超 261

工程问题解析 声呐技术 264

习题 264

第十一章 光波 266

11.1 光的本质 266

11.2 光的相干特性 267

11.2.1 干涉与光程 268

11.2.2 杨氏双缝干涉 269

11.2.3 薄膜干涉 271

11.2.4 迈克耳孙干涉仪 275

11.2.5 干涉现象在工程精密测量中的应用 276

11.3 光的衍射特性 278

11.3.1 惠更斯-菲涅耳原理 278

11.3.2 单缝衍射 279

11.3.3 圆孔衍射 281

11.3.4 光栅衍射 283

11.3.5 衍射现象与DNA的研究 286

11.4 光的偏振特性 287

11.4.1 偏振光的描述 287

11.4.2 布儒斯特定律 289

11.4.3 双折射现象 289

11.4.4 三维电影 290

工程问题解析 全息技术 291

习题 292

第十二章 电磁波 295

12.1 电磁波的形成与特性 296

12.2 电磁波的能量与电磁辐射 299

12.3 电磁波谱 300

12.4 工程中的电磁波 302

科学问题解析 宇宙起源探秘 303

习题 304

习题答案 306