绪论 1
第一部分 实物的性质和运动规律 7
第一章 牛顿力学概述 7
1.1 质点的运动状态的描述 7
1.2 质点动力学 19
习题 26
第二章 力学基本定律和非线性力学简介 28
2.1 力学的三个守恒定律 28
2.2 非线性力学简介 35
习题 38
3.1 相对论运动学 40
第三章 相对论力学 40
3.2 狭义相对论动力学 48
3.3 狭义相对论被实验事实证明的例证 52
3.4 广义相对论及其检验 54
3.5 物理学史与述评 人类对时空认识的飞跃 60
附录3.1 由牛顿的绝对时空观推导伽利略坐标变换 61
附录3.2 关于狭义相对论时空观的论证 62
附录3.3 洛伦兹变换的推导 66
习题 67
第四章 振动与波 70
4.1 谐振动 70
4.2 振子 75
4.3 非线性振动 78
4.4 简谐波 83
4.5 简谐波的干涉 85
4.6 非线性波 89
4.7 声波 超声与次声 90
习题 92
第五章 流体力学 95
5.1 理想流体的定常流动 95
5.2 黏滞流体的流动 100
5.3 物理与科技应用 生物大分子高速离心分离技术 104
5.4 多孔介质中的流体运动 106
5.5 物理与现代科技 分形与分形生物学介绍 110
5.6 物理与科技应用 生物材料流变学介绍 115
附录5.1 泊肃叶公式的推导 118
附录5.2 气体用达西定律的推导 119
习题 119
第六章 多粒子体系统计理论初步 121
6.1 经典统计的概念 121
6.2 分子平均平动动能统计分布规律 124
6.3 分子能量的统计分布 128
6.4 分子速率统计分布 133
6.5 分子碰撞的统计分布 136
习题 138
7.1 热力学第一定律 141
第七章 热物理学基础 141
7.2 热力学第一定律对理想气体的应用 145
7.3 循环过程 卡诺循环 151
7.4 制冷机 热泵应用分析 155
7.5 热力学第二定律 157
7.6 熵与熵增加原理 161
7.7 熵产生 熵流 生命系统的负熵 168
7.8 耗散结构 170
7.9 物理学史与述评 “热寂说”与宇宙的未来 175
附录7.2 不可逆过程的相互沟通的说明 177
附录7.1 理想气体绝热过程方程的推导 177
习题 179
第八章 输运过程与相变 183
8.1 气体中的输运过程 183
8.2 渗透现象 187
8.3 相变 191
8.4 液晶及其相变 197
8.5 物理与现代科技 凝聚态物理简介 201
习题 204
第九章 静电场 207
9.1 电场 电场强度 207
第二部分 电磁场运动规律 207
9.2 静电场的高斯定律 211
9.3 静电场的环路定理 电势 214
9.4 电场强度与电势的关系 218
9.5 静电场与电介质的相互作用 218
9.6 静电场的能量 221
9.7 物理与科技应用 压电效应 222
9.8 物理与科技应用 静电生物效应的应用 223
习题 225
第十章 电动势 电流与生物信号电子检测 227
10.1 电源电动势 227
10.2 接触电动势 温差电动势 228
10.3 生物膜内、外的电势差 231
10.4 电流强度与电流密度 233
10.5 欧姆定律的微分形式 234
10.6 生物信号电子检测基础 235
10.7 物理与科技应用 细胞和生物胶粒的电泳 243
10.8 物理与现代科技 细胞电场诱导融合 245
习题 246
第十一章 稳恒磁场 248
11.1 稳恒电流的磁场 毕奥-萨伐尔定律 248
11.2 稳恒磁场的基本特性 251
11.3 电磁相互作用 253
11.4 霍耳效应 256
物理与现代科技 量子霍耳效应 257
11.5 有磁介质时的安培环路定理 258
11.6 物理与科技应用 磁记录(磁带、软盘、硬盘) 260
11.7 物理与现代科技 超导及其应用 262
11.8 物理与科技应用 生物组织的磁特性 生物弱磁场的测量 267
习题 268
第十二章 交变电磁场 271
12.1 法拉第电磁感应定律 271
12.2 感应电动势与涡旋电场 273
12.3 自感与磁场能量 275
12.4 位移电流与磁场环路定理 278
12.5 麦克斯韦电磁方程组 281
12.6 物理学史与评述 “电磁现象的辩证统一论” 282
12.7 电磁辐射的产生 电磁波谱 284
12.8 物理与科技应用 微波的产生及其生物学应用 289
习题 290
第三部分 光和量子运动规律 295
第十三章 光的波动性 295
13.1 光的干涉 295
13.2 分波阵面干涉 298
13.3 分振幅干涉 301
13.4 物理与科技应用 305
13.5 迈克耳孙干涉仪 308
13.6 光的衍射 309
13.7 光学仪器的分辨率 319
13.8 光的偏振 323
13.9 椭圆偏振光和圆偏振光 波片 332
13.10 物质的旋光性及其应用 334
13.11 物理与科技应用 圆二色性(旋光色散)在生物学中的应用 336
13.12 物理与科技应用 液晶的光学性质 338
13.13 物理与科技应用 偏光显微镜 相衬显微镜 339
习题 341
14.1 热辐射与普朗克量子假说 345
第十四章 光的量子性 345
14.2 光电效应与爱因斯坦光子说 348
14.3 康普顿效应 353
14.4 光的波粒二象性 355
14.5 物理学史与述评 人类对光的本质认识的飞跃 357
习题 359
第十五章 量子力学初步 360
15.1 德布罗意波与电子衍射实验 360
15.2 不确定关系 364
15.3 薛定谔方程 366
15.4 薛定谔方程的应用——势阱和势垒 368
15.5 物理与现代科技 扫描隧道显微镜 372
15.6 原子结构的量子理论 375
15.7 原子壳层结构 380
15.8 物理与现代科技 核磁共振(NMR) 381
15.9 物理与现代科技 量子生物学简介 384
习题 386
第十六章 光谱分析原理及应用 389
16.1 光的吸收与散射 389
16.2 原子光谱 394
16.3 分子光谱 397
16.4 物理与现代科技 遥感技术及其在农、林业中的应用 401
16.5 荧光和磷光 404
16.6 X射线谱及其应用 406
习题 409
第十七章 激光的原理与应用 412
17.1 激光产生的基本原理 412
17.2 激光的特性及其与生物体作用的效应 417
17.3 激光的各种应用和农业生物学应用 419
17.4 物理与科技应用 激光全息照相 421
17.5 物理与科技应用 光盘 423
17.6 物理与现代科技 非线性光学介绍 424
习题 426
第十八章 为什么要学习物理学方法论 431
18.1 物理学方法论的意义 431
第四部分 物理学方法论 431
18.2 物理学方法论的形成和演变过程 432
18.3 认识过程中的物理学方法 435
18.4 物理学方法的分类 435
第十九章 实践性物理学方法 438
19.1 观察方法 438
19.2 实验方法 441
19.3 模拟实验方法 442
19.4 科学模型方法 443
第二十章 思维性物理学方法 445
20.1 归纳法 445
20.3 演绎法 446
20.2 类比法 446
20.4 分析和综合法 447
20.5 直觉思维方法 448
20.6 数学方法 448
20.7 假说方法 453
20.8 思想实验方法 456
20.9 基本原理方法(基本方法) 458
结束语 无所不在的物理学 458
附录 矢量的运算基础知识 460
附表1 基本物理常量1986年的推荐值 463
附表2 保留单位和标准值 463