普通物理学 上 第7版PDF电子书下载

绪论 1

第一章 运动和力 5

1-1质点运动的描述 6

一、质点 6

二、参考系和坐标系 7

三、空间和时间 8

四、位矢 9

五、运动学方程 10

六、位移 10

七、速度 11

八、加速度 13

九、运动学的两类问题 15

1-2抛体运动 20

1-3圆周运动和一般曲线运动 22

一、切向加速度和法向加速度 22

二、圆周运动的角量描述 24

三、角量和线量的关系 25

四、一般平面曲线运动中的加速度 25

1-4相对运动 28

1-5牛顿运动定律 力学中的常见力 31

一、牛顿运动定律 31

二、力学中的常见力 34

三、基本相互作用 37

四、牛顿运动定律应用举例 37

1-6伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力 45

一、伽利略相对性原理 45

二、经典力学的时空观 46

三、非惯性系 47

四、惯性力 47

习题 49

第二章 运动的守恒量和守恒定律 57

2-1质点系的内力和外力 质心 质心运动定理 58

一、质点系的内力和外力 58

二、质心 58

三、质心运动定理 60

2-2动量定理 动量守恒定律 62

一、质点的动量定理 62

二、质点系的动量定理 66

三、动量守恒定律 67

四、火箭飞行 71

2-3质点的角动量定理和角动量守恒定律 73

一、角动量 73

二、质点的角动量定理 75

三、质点的角动量守恒定律 76

2-4功 动能 动能定理 77

一、功的概念 77

二、能量 78

三、动能定理 79

2-5保守力 成对力的功 势能 83

一、保守力 83

二、成对力的功 85

三、势能 86

四、势能曲线 87

2-6质点系的功能原理 机械能守恒定律 90

一、质点系的动能定理 90

二、质点系的功能原理 90

三、机械能守恒定律 93

四、能量守恒定律 93

五、黑洞 99

2-7碰撞 100

2-8对称性和守恒定律 105

一、对称性和守恒定律 105

二、守恒量和守恒定律 106

习题 106

第三章 刚体和流体的运动 114

3-1刚体模型及其运动 115

一、刚体 115

二、平动和转动 115

三、自由度 116

3-2力矩 转动惯量 定轴转动定律 117

一、力矩 117

二、角速度矢量 118

三、定轴转动定律 119

四、转动惯量 120

五、定轴转动定律的应用 122

3-3定轴转动中的功能关系 124

一、力矩的功 124

二、刚体的转动动能 125

三、定轴转动的动能定理 126

四、刚体的重力势能 126

3-4定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律 129

一、刚体的角动量 129

二、定轴转动刚体的角动量定理 130

三、定轴转动刚体的角动量守恒定律 130

3-5进动 137

3-6理想流体模型 定常流动 伯努利方程 139

一、理想流体模型 139

二、定常流动 139

三、伯努利方程 140

习题 142

第四章 相对论基础 148

4-1狭义相对论基本原理 洛伦兹变换 149

一、狭义相对论基本原理 149

二、洛伦兹变换 150

4-2相对论速度变换 152

4-3狭义相对论的时空观 154

一、“同时”的相对性 155

二、时间延缓 156

三、长度收缩 157

4-4狭义相对论动力学基础 159

一、相对论力学的基本方程 159

二、质量和能量的关系 162

三、动量和能量的关系 163

4-5广义相对论简介 166

习题 168

第五章 气体动理论 171

5-1平衡态 理想气体物态方程 172

一、平衡态 准静态过程 172

二、状态参量 173

三、理想气体的物态方程 174

5-2理想气体的微观模型 175

一、气体分子热运动特征 175

二、理想气体的微观模型 176

5-3理想气体的压强和温度公式 177

一、理想气体压强公式的推导 177

二、温度的本质和统计意义 178

三、气体分子的方均根速率 179

5-4能量均分定理 理想气体的内能 181

一、分子的自由度 181

二、能量按自由度均分定理 182

三、理想气体的内能 183

5-5麦克斯韦速率分布律 184

一、气体分子的速率分布函数 184

二、麦克斯韦速率分布律 185

三、分子速率的统计平均值 187

四、分子速率的实验测定 187

5-6麦克斯韦-玻耳兹曼能量分布律 重力场中粒子按高度的分布 191

一、麦克斯韦-玻耳兹曼能量分布律 191

二、重力场中粒子按高度的分布 192

5-7分子碰撞和平均自由程 194

一、分子碰撞的研究 194

二、平均自由程公式 194

5-8气体的输运现象 196

一、黏滞现象 197

二、热传导现象 198

三、扩散现象 198

5-9真实气体 范德瓦耳斯方程 200

一、真实气体的等温线 200

二、范德瓦耳斯方程 202

三、范德瓦耳斯方程的等温线和真实气体的等温线 204

习题 205

第六章 热力学基础 208

6-1热力学第零定律和第一定律 209

一、热力学第零定律 209

二、热力学过程 209

三、功 热量 内能 210

四、热力学第一定律 211

6-2热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用 213

一、等体过程 气体的摩尔定容热容 213

二、等压过程 气体的摩尔定压热容 214

三、等温过程 217

四、绝热过程 218

五、多方过程 220

6-3循环过程 卡诺循环 223

一、循环过程 223

二、卡诺循环 227

6-4热力学第二定律 230

一、热力学第二定律 230

二、两种表述的等价性 231

6-5可逆过程与不可逆过程 卡诺定理 232

一、可逆过程与不可逆过程 232

二、卡诺定理 234

三、卡诺定理的证明 234

6-6熵 玻耳兹曼关系 235

一、熵 235

二、自由膨胀的不可逆性 238

三、玻耳兹曼关系 239

6-7熵增加原理 热力学第二定律的统计意义 241

一、熵增加原理 241

二、热力学第二定律的统计意义 242

三、熵增与能量退化 243

四、熵增和热寂 244

6-8耗散结构 信息熵 245

一、耗散结构 245

二、信息熵 246

习题 246

第七章 静止电荷的电场 251

7-1电荷 库仑定律 252

一、电荷 252

二、电荷守恒定律 252

三、电荷的量子化 253

四、库仑定律 253

五、静电力的叠加原理 254

7-2静电场 电场强度 257

一、电场 257

二、电场强度 257

三、电场强度的叠加原理 258

四、电场强度的计算 259

五、电场对电荷的作用力 266

六、电场线 电场强度通量 268

7-3静电场的高斯定理 270

一、静电场的高斯定理 270

二、应用高斯定理计算电场强度示例 273

7-4静电场的环路定理 电势 277

一、静电场力做功 278

二、静电场的环路定理 279

三、电势 279

四、电势叠加原理 281

五、电势的计算 281

六、等势面 285

7-5电场强度与电势的微分关系 287

7-6静电场中的导体 291

一、导体的静电平衡 291

二、静电平衡时导体上的电荷分布 292

三、静电屏蔽 298

7-7电容器的电容 301

一、孤立导体的电容 301

二、电容器的电容 302

三、电容器的串联和并联 306

7-8静电场中的电介质 310

一、电介质的电结构 310

二、电介质的极化 311

三、电极化强度 313

四、电极化强度与极化电荷的关系 313

五、介质中的静电场 314

7-9有电介质时的高斯定理和环路定理 电位移 318

一、有电介质时的高斯定理 电位移 318

二、D、E、P三矢量之间的关系 319

三、有电介质时的环路定理 320

7-10静电场的能量 323

习题 328

第八章 恒定电流的磁场 338

8-1恒定电流 339

一、电流 电流密度 339

二、电源的电动势 340

三、欧姆定律 342

8-2磁感应强度 345

一、基本磁现象 345

二、磁感应强度 346

三、磁感应线和磁通量 347

8-3毕奥-萨伐尔定律 348

一、毕奥-萨伐尔定律 348

二、应用毕奥-萨伐尔定律计算磁感应强度示例 349

三、运动电荷的磁场 354

8-4恒定磁场的高斯定理与安培环路定理 357

一、恒定磁场的高斯定理 357

二、安培环路定理 358

三、应用安培环路定理计算磁感应强度示例 360

8-5带电粒子在电场和磁场中的运动 364

一、洛伦兹力 364

二、带电粒子在电场和磁场中的运动和应用 368

三、霍尔效应 370

四、量子霍尔效应 372

8-6磁场对载流导线的作用 374

一、安培定律 374

二、磁场对载流线圈的作用 376

三、电流单位“安培”的定义 377

四、磁场力的功 378

8-7磁场中的磁介质 381

一、磁介质 381

二、分子电流和分子磁矩 381

三、抗磁质的磁化 382

四、顺磁质的磁化 383

8-8有磁介质时的安培环路定理和高斯定理 磁场强度 383

一、磁化强度 383

二、有磁介质时的安培环路定理 385

三、有磁介质时的高斯定理 390

8-9铁磁质 390

一、磁化曲线和磁滞回线 391

二、磁畴 392

三、磁性材料的分类 393

习题 394

第九章 电磁感应 电磁场理论 404

9-1电磁感应定律 405

一、电磁感应现象 405

二、楞次定律 407

三、法拉第电磁感应定律 408

9-2动生电动势 411

一、在磁场中运动的导线内的感应电动势 411

二、在磁场中转动的线圈内的感应电动势 415

9-3感生电动势 感生电场 416

一、感生电场 416

二、电子感应加速器 419

三、涡电流 421

9-4自感应和互感应 423

一、自感应 423

二、互感应 427

9-5磁场的能量 431

9-6位移电流 电磁场理论 435

一、位移电流 435

二、麦克斯韦方程组 439

三、电磁场的物质性 441

9-7电磁场的统一性和电磁场量的相对性 442

习题 445

附录 Matlab计算程序 452

习题答案 455