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第3篇 热学 3

第16章 温度和气体动理论 3

16.1 平衡态 3

16.2 温度的概念 4

16.3 理想气体温标 5

16.4 理想气体状态方程 7

16.5 气体分子的无规则运动 9

16.6 理想气体的压强 11

16.7 温度的微观意义 14

16.8 能量均分定理 16

16.9 麦克斯韦速率分布律 18

16.10 麦克斯韦速率分布律的实验验证 24

16.11 玻耳兹曼分布律 25

16.12 实际气体等温线 27

16.13 范德瓦耳斯方程 28

16.14 非平衡态输运过程 32

提要 36

思考题 38

习题 39

科学家介绍 玻耳兹曼 43

第17章 热力学第一定律 46

17.1 功 热量 热力学第一定律 46

17.2 准静态过程 48

17.3 热容 51

17.4 绝热过程 56

17.5 循环过程 60

17.6 卡诺循环 62

17.7 致冷循环 65

提要 66

思考题 68

习题 68

科学家介绍 焦耳 73

今日物理趣闻E 能源与环境 76

E.1 各式能源的利用 76

E.2 人类环境问题 77

第18章 热力学第二定律 82

18.1 自然过程的方向 82

18.2 不可逆性的相互依存 84

18.3 热力学第二定律及其微观意义 85

18.4 热力学概率与自然过程的方向 87

18.5 玻耳兹曼熵公式与熵增加原理 90

18.6 可逆过程 92

18.7 克劳修斯熵公式 94

18.8 用克劳修斯熵公式计算熵变 98

18.9 温熵图 100

18.10 熵和能量退降 101

提要 102

思考题 103

习题 104

第4篇 光学 109

第19章 振动 109

19.1 简谐运动的描述 109

19.2 简谐运动的动力学 112

19.3 简谐运动的能量 116

19.4 阻尼振动 117

19.5 受迫振动共振 119

19.6 同一直线上同频率的简谐运动的合成 120

19.7 同一直线上不同频率的简谐运动的合成 122

19.8 谐振分析 123

19.9 两个相互垂直的简谐运动的合成 125

提要 126

思考题 127

习题 128

第20章 波动 132

20.1 行波 132

20.2 简谐波 133

20.3 物体的弹性形变 138

20.4 弹性介质中的波速 140

20.5 波的能量 142

20.6 惠更斯原理与波的反射和折射 145

20.7 波的叠加 驻波 148

20.8 声波 152

20.9 地震波 154

20.10 水波 155

20.11 多普勒效应 157

20.12 行波的叠加和群速度 161

20.13 孤子 163

提要 164

思考题 166

习题 167

第21章 几何光学 173

21.1 光线 173

21.2 光的反射 174

21.3 球面反射镜 176

21.4 光的折射 178

21.5 薄透镜的焦距 180

21.6 薄透镜成像 183

21.7 人眼 187

21.8 助视仪器 188

提要 191

思考题 192

习题 194

第22章 光的干涉 197

22.1 杨氏双缝干涉 197

22.2 相干光 201

22.3 光的非单色性对干涉条纹的影响 203

22.4 光源的大小对干涉条纹的影响 205

22.5 光程 208

22.6 薄膜干涉（一）——等厚条纹 210

22.7 薄膜干涉（二）——等倾条纹 214

22.8 迈克耳孙干涉仪 216

提要 217

思考题 218

习题 219

科学家介绍 托马斯·杨和菲涅耳 222

第23章 光的衍射 225

23.1 光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理 225

23.2 单缝的夫琅禾费衍射 226

23.3 光学仪器的分辨本领 231

23.4 细丝和细粒的衍射 233

23.5 光栅衍射 235

23.6 光栅光谱 241

23.7 光盘及其录音与放音 243

23.8 X射线衍射 247

提要 248

思考题 249

习题 250

今日物理趣闻F 全息照相 253

F.1 全息照片的拍摄 253

F.2 全息图像的观察 255

F.3 全息照相的应用 256

第24章 光的偏振 257

24.1 光的偏振状态 257

24.2 线偏振光的获得与检验 259

24.3 反射和折射时光的偏振 261

24.4 由散射引起的光的偏振 262

24.5 双折射现象 263

24.6 椭圆偏振光和圆偏振光 267

24.7 偏振光的干涉 270

24.8 人工双折射 271

24.9 旋光现象 272

提要 274

思考题 275

习题 276

今日物理趣闻G 液晶 279

G.1 液晶的结构 279

G.2 液晶的光学特性 280

第5篇 量子物理 285

第25章 狭义相对论基础 285

25.1 牛顿相对性原理和伽利略变换 285

25.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变 288

25.3 同时性的相对性和时间延缓 289

25.4 长度收缩 293

25.5 洛伦兹坐标变换 295

25.6 相对论速度变换 299

25.7 相对论质量 301

25.8 力和加速度的关系 304

25.9 相对论动能 305

25.11 动量和能量的关系 309

25.12 相对论力的变换 312

提要 313

思考题 314

习题 315

科学家介绍 爱因斯坦 318

今日物理趣闻H 大爆炸和宇宙膨胀 320

H.1 现时的宇宙 320

H.2 宇宙膨胀和大爆炸 321

H.3 从大爆炸到今天 323

H.4 宇宙的未来 326

H.5 至大和至小的理论结合起来了 329

第26章 波粒二象性 330

26.1 黑体辐射 330

26.2 光电效应 333

26.3 光的二象性光子 335

26.4 康普顿散射 338

26.5 粒子的波动性 341

26.6 概率波与概率幅 344

26.7 不确定关系 347

提要 352

思考题 353

习题 353

科学家介绍 德布罗意 356

第27章 薛定谔方程 358

27.1 薛定谔得出的波动方程 358

27.2 无限深方势阱中的粒子 362

27.3 势垒穿透 365

27.4 谐振子 370

提要 372

思考题 372

习题 373

科学家介绍 薛定谔 375

第28章 原子中的电子 377

28.1 氢原子 377

28.2 电子的自旋与自旋轨道耦合 385

28.3 微观粒子的不可分辨性和泡利不相容原理 391

28.4 各种原子核外电子的组态 392

28.5 X射线 396

28.6 激光 399

28.7 分子结构 403

28.8 分子的转动和振动能级 407

提要 411

思考题 412

习题 413

科学家介绍 玻尔 416

今日物理趣闻I 激光应用二例 418

I.1 多光子吸收 418

I.2 激光冷却与捕陷原子 420

第29章 固体中的电子 423

29.1 自由电子按能量的分布 423

29.2 金属导电的量子论解释 427

29.3 量子统计 428

29.4 能带导体和绝缘体 431

29.5 半导体 434

29.6 PN结 435

29.7 半导体器件 436

提要 438

思考题 440

习题 440

今日物理趣闻J 新奇的纳米科技 442

J.1 什么是纳米科技 442

J.2 纳米材料 443

J.3 纳米器件 444

第30章 核物理 446

30.1 核的一般性质 446

30.2 核力 450

30.3 核的结合能 451

30.4 核的液滴模型 454

30.5 放射性和衰变定律 456

30.6 α衰变 460

30.7 穆斯堡尔效应 461

30.8 β衰变 466

30.9 核反应 469

提要 472

思考题 473

习题 473

今日物理趣闻K 基本粒子 476

K.1 粒子的发现与特征 476

K.2 粒子分类 477

K.3 粒子的转化与守恒定律 479

K.4 夸克 480

K.5 色 481

K.6 粒子研究与技术 483

元素周期表 486

数值表 487

习题答案 489

诺贝尔物理学奖获得者名录 500