第1部分 物质描述 1
1 物质描述——定性思维到定量描述 1
1.1 物质世界的尺度 1
1.2 物质存在的基本形式与状态 8
1.3 物质间的基本相互作用 12
第2部分 物质间相互作用 16
2 引力相互作用——苹果落地到恒星命运 16
2.1 万有引力定律 16
2.2 重力 21
2.3 三种宇宙速度 22
2.4 引力坍缩 25
3 电磁相互作用——摩擦生电到电磁场理论 30
3.1 电相互作用 30
3.2 磁相互作用 35
3.3 麦克斯韦电磁场理论 40
3.4 电磁波 46
4 强相互作用与弱相互作用——电子发现到核反应 48
4.1 原子模型 48
4.2 原子核结构 51
4.3 强相互作用 53
4.4 弱相互作用 55
4.5 原子核的聚变和裂变 59
第3部分 物质基本运动规律 62
5 绝对时空观与相对时空观——牛顿力学到相对论 62
5.1 运动的描述 62
5.2 牛顿运动定律 64
5.3 力学相对性原理 66
5.4 狭义相对论 68
5.5 广义相对论 73
6 守恒定律——守恒到对称 78
6.1 动量守恒定律 78
6.2 角动量守恒定律 83
6.3 能量守恒定律 87
7 热力学定律——永动机到熵增加原理 91
7.1 热力学第一定律 91
7.2 热力学第二定律 96
7.3 熵增加原理 98
8 机械振动与机械波——周期运动到机械波 102
8.1 机械振动 102
8.2 机械波 106
9 光的理论——直线传播到光的波粒二象性 113
9.1 几何光学理论 114
9.2 波动光学理论 116
9.3 光的量子理论 124
10 物质波与量子理论——概率波到量子理论 128
10.1 量子之谜：实物是粒子还是波？ 128
10.2 概率波：大自然究竟要做什么？ 130
10.3 不确定原理：粒子的可能性疆域！ 132
10.4 薛定谔方程：粒子原来是这样运动的！ 134
10.5 量子理论 136
第4部分 物理与社会 144
11 复杂现象——物理学到社会学 144
11.1 社会科学的困境与希望 145
11.2 混沌学简介 147
11.3 分形学简介 154
11.4 自组织与耗散结构 158
12 物理学与现代科技——物理学到科技与工程 161
12.1 物理学与新技术 161
12.2 纳米技术 162
参考文献 166