第一章 机械运动的运动学量 1
1.1 空间和时间 1
1.2 位矢 速度和加速度 3
1.3 位置函数与速度函数 运动的叠加原理 11
1.4 自然坐标系中的切向和法向加速度 圆周运动 14
1.5 圆运动中的角速度和角加速度 17
1.6 刚体定轴转动的运动学量 20
1.7 简谐振动的运动学量 22
1.8 相对运动 伽利略变换 27
选读材料 宇宙学简介 30
习题一 32
第二章 质点的运动规律 35
2.1 牛顿第一定律 惯性系 35
2.2 惯性质量 动量 36
2.3 牛顿第二和第三运动定律 41
2.4 力的分析 基本力 43
2.5 惯性力 表观重量 51
2.6 相对性原理 洛伦兹变换 54
2.7 质点的角动量及其守恒 59
选读材料 引力坍缩与黑洞 64
习题二 66
第三章 机械能 70
3.1 引论 70
3.2 功 动能定理 71
3.3 保守力的功 势能 78
3.4 能量守恒 83
3.5 流体运动 87
3.6 碰撞 89
3.7 相对论中的能量 94
选读材料 引力红移 97
习题三 99
第四章 刚体动力学 103
4.1 质心运动定理 103
4.2 刚体对转轴的角动量 107
4.3 刚体绕定轴的转动定理 110
4.4 转动动能 114
4.5 刚体的角动量守恒定律 118
4.6 进动 121
选读材料 地轴的进动 岁差 123
习题四 125
第五章 气体动理论 129
5.1 统计初步 129
5.2 平衡态 物态方程 134
5.3 温度的微观解释 141
5.4 能均分原理 理想气体的内能 145
5.5 气体分子速率分布 148
5.6 重力场中微粒按高度的分布 156
5.7 气体内的输运过程 158
习题五 166
第六章 热力学 169
6.1 热力学第一定律 169
6.2 气体的摩尔热容 172
6.3 热力学第一定律对理想气体的应用 176
6.4 卡诺热机 180
6.5 热力学第二定律 184
6.6 熵 186
选读材料 能源和环境 188
习题六 191
第七章 静电学 194
7.1 电荷 194
7.2 库仑定律 196
7.3 电场 电场线 199
7.4 高斯定律 203
7.5 电势 207
7.6 导体上的电荷分布 214
7.7 电容器 218
7.8 电介质 221
7.9 电场能量 223
选读材料 静电学与静电印刷术 225
习题七 229
第八章 电流和磁场 232
8.1 电流 232
8.2 欧姆定律的微分形式 234
8.3 电动势 直流电路 238
8.4 磁力及磁力的推导 245
8.5 电流的磁场 249
8.6 安培环路定律和磁场的高斯定律 252
8.7 B和E的相对论性关系 255
8.8 毕奥-萨伐尔定律 258
选读材料 物质的磁性 262
习题八 264
第九章 磁场对电流的作用 267
9.1 磁场对载流导线的作用力 267
9.2 电流回路在磁场中所受的转矩 270
9.3 电流间的相互作用力 273
9.4 带电粒子在磁场中的运动 275
9.5 霍耳效应 283
选读材料 传感器 285
习题九 287
第十章 电磁感应和电磁场 291
10.1 动生电动势 291
10.2 楞次定律 293
10.3 法拉第电磁感应定律的应用 294
10.4 电子感应加速器 297
10.5 电感 299
10.6 磁场能量 302
10.7 位移电流 304
10.8 麦克斯韦方程组 307
选读材料 系留卫星 308
习题十 309
第十一章 振动 313
11.1 简谐振动的动力学方程和能量 313
11.2 摆 317
11.3 微振动 320
11.4 简谐振动的叠加 322
11.5 振动的频谱 328
11.6 阻尼振动 品质因素 329
11.7 位移共振 能量共振 333
选读材料 电子自旋共振和核磁共振 337
习题十一 339
第十二章 波动 343
12.1 脉冲波 简谐波 343
12.2 空间波 惠更斯原理 345
12.3 平面简谐波函数和波方程 347
12.4 平均能量密度 波强度 353
12.5 波的叠加 357
12.6 电磁波 362
12.7 多普勒效应 367
选读材料 引力波及其检测 368
习题十二 370
第十三章 光的电磁性质 373
13.1 光的辐射机制 373
13.2 玻印廷矢量与光强 374
13.3 应用电磁波理论推导光的反射和折射定律 376
13.4 反射光和折射光的振幅和相位 381
13.5 光的偏振态 385
13.6 偏振器件 388
13.7 电光效应 394
13.8 旋光 生物物质的旋光性 395
选读材料 液晶的选择反射 398
习题十三 400
第十四章 光的干涉和衍射 403
14.1 相干叠加的条件 杨氏实验 403
14.2 薄膜干涉 413
14.3 等厚干涉及其应用 419
14.4 迈克耳逊干涉仪 425
14.5 偏振光的干涉 427
14.6 夫琅和费单缝衍射和圆孔衍射 429
14.7 衍射光栅 435
选读材料 全息术中的干涉和衍射 440
习题十四 443
第十五章 量子物理 446
15.1 振子能量量子化 446
15.2 辐射场的量子化 光子 452
15.3 原子的量子态 459
15.4 粒子的波动性 470
15.5 不确定关系 475
15.6 氢原子问题的量子力学处理 479
15.7 原子的壳层结构 485
15.8 激光 488
15.9 原子核的能级 492
15.10 基本粒子概述 497
选读材料 扫描隧道显微镜 498
习题十五 500