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绪论 1

第一篇 力学 5

第1章 质点的运动 5

1.1 质点 参照系 5

1.2 位移 速度 加速度 6

1.3 抛射体运动 运动的合成与分解 13

1.4 圆周运动及其描述 15

1.5 相对运动 19

本章提要 23

思考题 24

习题 25

第2章 牛顿运动定律 28

2.1 牛顿第一定律 惯性参照系 28

2.2 牛顿第二定律 29

2.3 牛顿第三定律 31

2.4 力学中常见的三种力 31

2.5 牛顿运动定律应用举例 33

2.6 非惯性系中的惯性力 38

2.7 单位和量纲 40

本章提要 41

思考题 42

习题 42

第3章 动量和动量守恒定律 45

3.1 动量 冲量 动量定理 45

3.2 动量守恒定律 47

3.3 质心 质心运动定理 50

本章提要 52

思考题 52

习题 53

第4章 功和能 55

4.1 功 功率 55

4.2 动能 动能定理 57

4.3 保守力 势能 59

4.4 功能原理 机械能守恒定律 61

4.5 碰撞 64

本章提要 68

思考题 69

习题 69

第5章 刚体的运动 71

5.1 刚体 平动 转动 71

5.2 力矩 转动定律 转动惯量 72

5.3 力矩的功 刚体绕定轴转动的动能定理 77

5.4 角动量 冲量矩 角动量守恒定律 79

本章提要 80

思考题 81

习题 81

第6章 振动 83

6.1 简谐振动 83

6.2 单摆 复摆 88

6.3 阻尼振动 受迫振动 共振 90

6.4 同方向简谐振动的合成 91

6.5 相互垂直简谐振动的合成 95

本章提要 97

思考题 98

习题 99

第7章 机械波 100

7.1 机械波的产生和传播 100

7.2 平面简谐波的波动方程 103

7.3 波的能量 能流密度 106

7.4 惠更斯原理 波的衍射 108

7.5 波的叠加原理 波的干涉 驻波 109

7.6 声波 超声波 次声波 111

7.7 多普勒效应 113

本章提要 115

思考题 116

习题 116

第8章 流体的运动 118

8.1 流体中的压强 118

8.2 理想流体的稳定流动 120

8.3 伯努利方程及其应用 122

8.4 黏滞流体的流动 126

本章提要 128

思考题 129

习题 129

第9章 狭义相对论基础 131

9.1 伽利略变换 力学相对性原理 131

9.2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 133

9.3 狭义相对论的时空观 137

9.4 狭义相对论动力学基础 140

本章提要 144

思考题 145

习题 146

第二篇 热学 149

第10章 气体动理论 149

10.1 平衡态 状态参量 149

10.2 热力学第零定律和温度 150

10.3 理想气体状态方程 151

10.4 理想气体的压强公式 153

10.5 理想气体分子的平均平动能与温度的关系 157

10.6 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 159

10.7 麦克斯韦速率分布律 161

10.8 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 166

10.9 范德瓦耳斯方程 168

10.10 输运现象 170

本章提要 173

思考题 174

习题 175

第11章 热力学基础 177

11.1 内能 功 热量 177

11.2 热力学第一定律 180

11.3 热力学第一定律对理想气体的应用 181

11.4 循环过程 热机效率 卡诺循环 186

11.5 热力学第二定律 189

11.6 可逆过程和不可逆过程 卡诺定理 191

11.7 熵 熵增加原理 192

11.8 的微观实质及热力学第二定律的统计意义 196

本章提要 197

思考题 198

习题 199

第三篇 电磁学 203

第12章 真空中的静电场 203

12.1 电荷 库仑定律 203

12.2 电场 电场强度 206

12.3 电场强度通量 真空中的高斯定理 211

12.4 静电场力的功 电势 216

12.5 等势面 场强与电势的关系 219

12.6 带电粒子在静电场中的运动 221

本章提要 223

思考题 224

习题 225

第13章 静电场中的导体和电介质 228

13.1 静电场中的导体 228

13.2 电容器 231

13.3 电介质的极化 235

13.4 有介质时的高斯定理 237

13.5 电场的能量 239

本章提要 240

思考题 241

习题 242

第14章 稳恒电流 245

14.1 电流强度 电流密度 245

14.2 欧姆定律及其微分形式 247

14.3 电流的功 电功率 焦耳定律 249

14.4 电源 电动势 250

14.5 闭合电路和一段含源电路欧姆定律 251

14.6 基尔霍夫定律 252

本章提要 254

思考题 255

习题 256

第15章 真空中稳恒电流的磁场 258

15.1 磁的基本现象 安培假说 258

15.2 磁场 磁感应强度 磁通量 259

15.3 毕奥-萨伐尔定律 260

15.4 安培环路定理 263

15.5 带电粒子在外磁场中受到的力及其运动 267

15.6 磁场对载流导线的作用 268

15.7 霍尔效应 271

本章提要 272

思考题 273

习题 274

第16章 磁介质中的磁场 277

16.1 磁介质的磁化 磁导率 277

16.2 磁化强度矢量 279

16.3 有介质时的安培环路定理 磁场强度 280

16.4 铁磁质及其磁化 282

本章提要 284

思考题 284

习题 285

第17章 电磁感应 287

17.1 电磁感应定律 287

17.2 动生电动势和感生电动势 涡旋电场 289

17.3 自感和互感 291

17.4 暂态过程 294

17.5 磁场的能量 297

本章提要 298

思考题 299

习题 300

第18章 电磁场理论和电磁波 303

18.1 位移电流 全电流定律 303

18.2 麦克斯韦方程组 306

18.3 电磁波 307

18.4 电磁波谱 309

本章提要 311

思考题 311

习题 312

第四篇 光学 315

第19章 几何光学基础 315

19.1 几何光学的基本定律 315

19.2 全反射 317

19.3 费马原理 319

19.4 光在平面上的反射和折射 320

19.5 光在球面上的反射和折射 321

19.6 薄透镜 327

19.7 天文观测望远镜 334

本章提要 335

思考题 337

习题 337

第20章 波动光学 338

20.1 相干光 338

20.2 双缝干涉 341

20.3 薄膜干涉 344

20.4 迈克耳孙干涉仪 353

20.5 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 354

20.6 夫琅禾费单缝衍射 355

20.7 光栅衍射 360

20.8 光学仪器的分辨本领 365

20.9 晶体的X射线衍射 368

20.10 自然光和偏振光 368

20.11 起偏与检偏 马吕斯定律 370

20.12 反射和折射时光的偏振 371

20.13 光的双折射现象 373

20.14 全息照相技术 375

本章提要 376

思考题 377

习题 378

第五篇 量子力学基础 383

第21章 旧量子论 383

21.1 热辐射 普朗克能量子假设 383

21.2 光电效应 爱因斯坦的光子假设 389

21.3 康普顿效应 392

21.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 394

本章提要 399

思考题 400

习题 400

第22章 量子力学简介 401

22.1 微观粒子的波粒二象性 不确定度关系 401

22.2 波函数 薛定谔方程 403

22.3 一维无限深势阱 407

22.4 线性谐振子 409

22.5 量子力学对氢原子的应用 410

本章提要 415

思考题 416

习题 416

习题参考答案 418

参考文献 433