第一部分 物理学和高新技术前沿 1
第一章 粒子物理的标准模型 1
1-1 粒子物理的发展 1
一 第一阶段 1
二 第二阶段 2
三 第三阶段 3
1-2 粒子的内禀属性和守恒定律 6
一 质量、质量宽度和寿命 7
二 电荷 9
三 自旋 10
四 同位旋 10
五 重子数和轻子数 11
六 奇异数、粲数、底数和顶数 11
七 宇称和CPT定理 12
1-3 粒子物理的标准模型 13
一 粒子的分类和基本性质 13
二 粒子之间的基本相互作用 15
三 粒子世界探秘 16
参考文献 19
第二章 宇宙学的标准模型 20
2-1 宇宙和宇宙学 20
一 亮星、银河和星系世界 20
二 宇宙大尺度特征的观测事实 21
2-2 宇宙学的标准模型 30
一 爱因斯坦宇宙和弗利德曼宇宙 30
二 宇宙膨胀的规律和宇宙物质状态的描述 34
三 热大爆炸的观念 36
四 宇宙演化的过程 37
五 宇宙学标准模型的成功和困难 43
参考文献 48
第三章 非线性科学的基本概念 49
3-1 非线性科学的研究对象 49
3-2 混沌 51
一 混沌现象 51
二 非线性映射的宏观特性 51
三 洛伦茨方程和奇怪吸引子 56
3-3 分形 59
一 分形理论的创立 59
二 分形维数 60
三 分维的计算 61
四 分维的测定 64
3-4 非线性科学的一些研究方法 65
一 重正化群方法 66
二 实验数学方法 68
三 元胞自动机 68
参考文献 69
第四章 生命科学中的物理问题 70
4-1 生命科学与物理学 70
一 近代生命科学的发展 70
二 生命科学与物理学的交叉 71
4-2 细胞 73
一 细胞的大小 73
二 细胞的化学组成 74
三 细胞膜 75
四 细胞质和光合作用 77
五 细胞核和遗传基因 80
六 细胞的全能性和克隆 80
4-3 蛋白质和核酸 82
一 蛋白质 82
二 核酸、遗传和分子生物学的中心法则 85
三 生物大分子中的相互作用 93
四 生物大分子中的电子 94
五 生物大分子的手征性 95
六 结构生物学的形成和发展 96
七 系统生物学的形成和发展 98
4-4 生命信息的遗传和表达 100
一 遗传密码 100
二 基因工程 101
4-5 生命过程中的自组织现象 102
一 生命过程的热力学 102
二 生命起源的自组织问题 105
参考文献 107
第五章 高新技术研究 108
5-1 概述 108
5-2 信息技术 109
一 计算机技术 109
二 人机交互与智能处理技术 110
三 软件技术 111
四 通信技术 111
五 生物信息与脑科学 112
六 微电子、光电子与微系统技术 112
七 信息存储与显示技术 113
八 信息获取与传感技术 113
九 网络技术 114
十 信息安全技术 114
十一 广播电视技术 114
5-3 现代通信的新兴领域 115
一 卫星通信 115
二 新型光纤通信 119
三 移动通信 120
5-4 生物技术 120
一 生物平台技术 121
二 生物检测与仿生技术 121
三 生物催化与生物转化技术 122
四 农业与环境生物技术 122
五 疾病预防和治疗 122
六 新药的发现与开发 123
七 干细胞与再生医学 123
八 脑与认知科学 123
5-5 新材料技术 124
一 高分子材料 124
二 金属材料 125
三 无机非金属材料 125
四 功能材料 126
五 光电子材料 126
六 纳米材料 128
5-6 能源技术 129
一 化石能源 研究开发新能源的必要性 129
二 电能 131
三 核能 132
四 氢能 133
五 可再生能源 134
参考文献 136
第二部分 习题精析提要 137
第一章 质点运动学 137
第二章 动量守恒和质点动力学 144
第三章 机械能守恒 161
第四章 角动量守恒 178
第五章 连续体力学 195
第六章 振动和波 212
第七章 相对论 223
第八章 电相互作用和静电场 237
第九章 静电场中的导体和电介质 244
第十章 电磁相互作用 251
第十一章 恒定磁场和磁介质 267
第十二章 电磁感应 272
第十三章 电路 282
第十四章 电磁场和电磁波 293
第十五章 光的干涉 299
第十六章 光的衍射 306
第十七章 光的偏振 312
第十八章 光的吸收、散射和色散 316
第十九章 从经典物理学到量子力学 319
第二十章 波函数与薛定谔方程 329
第二十一章 力学量与本征态 349
第二十二章 有心力场和电磁场中的粒子 359
第二十三章 自旋和全同粒子 365
第二十五章 热力学基础 371
第二十六章 统计物理学基础 383
第二十七章 热力学第二定律和第三定律 389
第二十八章 均匀物质的统计热力学 394
第二十九章 相变和临界现象 409
第三部分 附录 413
附录一 常用的数学结果 413
附录1.1 偏导数和全微分 413
一 偏导数 413
二 全微分 413
三 复合函数的微分法 414
四 隐函数的微分法 415
附录1.2 矢量分析和场论 415
一 标量场的梯度 矢量场的散度和旋度 415
二 定理 416
三 常用的运算公式 416
附录1.3 积分 417
一 高斯积分和Γ函数 417
二 其他积分公式 418
附录二 常用的物理常量和数据 419
附录2.1 基本物理常量（2002年国际推荐值） 419
附录2.2 保留单位和标准值 419
附录2.3 太阳系的基本数据（Ⅰ） 420
附录2.4 太阳系的基本数据（Ⅱ） 420
附录三 诺贝尔物理学奖获得者简介 421