大学物理学 上 第2版PDF电子书下载

绪论 1

第1篇 力学 5

第1章 质点运动的基本规律 5

1.1 几个基本概念 5

1.1.1 质点和质点系 5

1.1.2 参考系和坐标系 5

1.1.3 时间和空间 6

1.1.4 国际单位制和量纲 6

1.2 描述质点运动的物理量 7

1.2.1 位矢 7

1.2.2 位移 7

1.2.3 速度 8

1.2.4 加速度 9

1.3 描述质点运动的坐标系 10

1.3.1 直角坐标系 10

1.3.2 自然坐标系 12

1.3.3 质点运动学的两类基本问题 13

1.4 圆周运动的角量描述 17

1.4.1 圆周运动的角量 17

1.4.2 线量和角量的关系 18

1.5 相对运动 19

1.6 牛顿运动定律及其应用 21

1.6.1 牛顿运动定律 21

1.6.2 力学中常见的三种力 23

1.6.3 牛顿运动定律的应用 25

1.6.4 惯性系和非惯性系 29

1.6.5 牛顿运动定律的适用范围 30

1.7 非惯性系中的力学定律 30

1.7.1 加速平动参考系中的惯性力 30

1.7.2 匀速转动参考系中的惯性离心力 32

习题 33

第2章 守恒定律 38

2.1 功与动能定理 38

2.1.1 变力的功 38

2.1.2 功率 39

2.1.3 质点的动能定理 41

2.1.4 质点系的动能定理 43

2.2 保守力与势能 44

2.2.1 保守力和非保守力 44

2.2.2 势能 46

2.2.3 由势能求保守力 48

2.3 功能定理与机械能守恒定律 48

2.3.1 功能定理 48

2.3.2 机械能守恒定律 50

2.4 能量守恒定律 51

2.5 动量定理与动量守恒定律 51

2.5.1 动量 51

2.5.2 质点的动量定理 52

2.5.3 质点系的动量定理 55

2.5.4 质点系的动量守恒定律 57

2.5.5 火箭飞行原理 58

2.5.6 碰撞 60

2.6 质心与质心运动定理 62

2.6.1 质心 62

2.6.2 质心运动定理 64

2.7 角动量定理与角动量守恒定律 66

2.7.1 质点的角动量 66

2.7.2 力对点的力矩 67

2.7.3 质点的角动量定理 68

2.7.4 质点的角动量守恒定律 68

2.8 守恒定律的综合应用 69

2.8.1 守恒定律的意义 69

2.8.2 守恒定律综合应用基本方法 70

习题 73

第3章 刚体的定轴转动 79

3.1 刚体运动的描述 79

3.1.1 刚体模型 79

3.1.2 刚体的平动和转动 79

3.1.3 刚体定轴转动的描述 80

3.2 转动动能与转动惯量 81

3.2.1 转动动能 81

3.2.2 转动惯量的计算 82

3.3 刚体定轴转动定律 85

3.3.1 力矩 85

3.3.2 转动定律 86

3.3.3 转动定律的应用 87

3.4 刚体定轴转动中的功能关系 88

3.4.1 力矩的功 89

3.4.2 刚体定轴转动的动能定理 89

3.4.3 刚体的重力势能 90

3.4.4 含有刚体力学系统的机械能守恒定律 90

3.5 刚体的角动量定理与角动量守恒定律 92

3.5.1 刚体对定轴的角动量 92

3.5.2 刚体定轴转动的角动量定理 92

3.5.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律 93

习题 95

第2篇 波动学 101

第4章 机械振动 101

4.1 简谐振动 101

4.1.1 简谐振动的特征 101

4.1.2 简谐振动的速度和加速度 102

4.1.3 单摆和复摆 102

4.2 描述简谐振动的物理量 104

4.2.1 振幅 104

4.2.2 周期 104

4.2.3 位相和初相 105

4.2.4 振幅和初相的确定 105

4.3 简谐振动的旋转矢量法 108

4.4 简谐振动的能量 112

4.5 简谐振动的合成 113

4.5.1 两个同方向同频率简谐振动的合成 114

4.5.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成 116

4.5.3 两个相互垂直同频率简谐振动的合成 117

4.5.4 两个相互垂直不同频率简谐振动的合成 119

4.6 阻尼振动与受迫振动 119

4.6.1 阻尼振动 119

4.6.2 受迫振动 121

习题 123

第5章 机械波 127

5.1 机械波的产生与传播 127

5.1.1 机械波的产生 127

5.1.2 横波和纵波 127

5.1.3 波的几何描述 128

5.2 描述波的物理量 128

5.2.1 波长 128

5.2.2 周期和频率 129

5.2.3 波速 129

5.3 平面简谐波 130

5.3.1 平面简谐波的波动方程 130

5.3.2 平面简谐波的微分方程 132

5.4 平面简谐波的能量 134

5.4.1 波的能量 134

5.4.2 波的能量密度 135

5.4.3 波的能流和能流密度 135

5.5 惠更斯原理及应用 136

5.5.1 惠更斯原理 136

5.5.2 波的衍射 137

5.6 波的叠加原理及应用 138

5.6.1 波的叠加原理 138

5.6.2 波的干涉 138

5.6.3 驻波 140

5.6.4 半波损失 142

5.6.5 弦线上的驻波 142

5.7 多普勒效应 145

习题 147

第6章 波动光学 152

6.1 几何光学简介 152

6.1.1 光线 152

6.1.2 光的反射和折射 153

6.1.3 透镜 155

6.1.4 光的色散 157

6.2 光波及其相干条件 157

6.2.1 光波 157

6.2.2 光的相干性 159

6.2.3 相干光的获得 160

6.3 光程与光程差 161

6.3.1 光程 161

6.3.2 光程差 162

6.3.3 额外光程差 163

6.3.4 使用透镜不会引起附加的光程差 163

6.4 光的干涉 163

6.4.1 杨氏双缝干涉 163

6.4.2 洛埃镜实验 165

6.4.3 薄膜干涉 168

6.4.4 迈克尔逊干涉仪 175

6.5 光的衍射 176

6.5.1 光的衍射现象及其分类 176

6.5.2 惠更斯-菲涅耳原理 177

6.5.3 单缝衍射 178

6.5.4 圆孔衍射 182

6.5.5 光栅衍射 184

6.5.6 X射线的衍射 188

6.6 光的偏振 189

6.6.1 自然光和线偏振光 189

6.6.2 起偏和检偏 191

6.6.3 马吕斯定理 192

6.6.4 布儒斯特定律 193

6.6.5 双折射现象 195

习题 196

第3篇 热学 202

第7章 气体动理论 202

7.1 分子运动的基本概念 202

7.1.1 气体分子运动的实验基础 202

7.1.2 统计规律 203

7.2 理想气体的状态方程 204

7.2.1 气体的状态参量 204

7.2.2 平衡态 205

7.2.3 热力学第零定律 206

7.2.4 理想气体的状态方程 206

7.3 理想气体的压强公式 207

7.3.1 理想气体的微观模型和统计性假设 207

7.3.2 理想气体的压强公式 208

7.4 理想气体的温度公式 210

7.5 能量按自由度均分的统计规律 212

7.5.1 分子运动的自由度 212

7.5.2 能量按自由度均分定理 213

7.5.3 理想气体的内能 214

7.6 气体分子速率分布的统计规律 214

7.6.1 速率分布函数 215

7.6.2 麦克斯韦速率分布律 215

7.6.3 麦克斯韦速率分布律的应用 217

7.7 气体分子碰撞的统计规律 219

7.8 真实气体的范德瓦耳斯方程 222

习题 224

第8章 热力学基础 228

8.1 热力学中的基本概念 228

8.1.1 准静态过程 228

8.1.2 内能 229

8.1.3 功 229

8.1.4 热量 230

8.2 热力学第一定律 230

8.2.1 热力学第一定律的表述 230

8.2.2 热力学第一定律对理想气体的应用 231

8.3 循环过程与卡诺循环 240

8.3.1 循环过程 240

8.3.2 卡诺循环 241

8.4 热力学第二定律 245

8.4.1 可逆过程和不可逆过程 245

8.4.2 热力学第二定律的两种表述 246

8.5 熵与熵增加原理 247

8.5.1 熵的引入 248

8.5.2 熵增加原理 250

8.6 热力学第二定律的统计意义 251

8.6.1 热力学第二定律的微观意义 251

8.6.2 玻耳兹曼熵公式 254

习题 254

习题参考答案 259

参考文献 266

附录A 矢量 267

附录B 常用基本物理常量 274

附录C 本书中常用物理量的符号和单位 275