第一章 力学原理与工程技术 1
第一节 动量守恒定律与火箭推进原理 1
一、动量守恒定律 1
二、火箭推进原理 1
第二节 力学原理与惯性导航 3
一、牛顿力学的基本内容 3
二、陀螺仪 4
三、加速度计 6
四、惯性导航 6
第三节 万有引力定律与人造卫星 7
一、万有引力定律 7
二、人造卫星 9
三、同步卫星的发射高度和运行速度 10
四、人造地球卫星的应用 10
五、载人航天 12
六、航天科技产业 12
第四节 相对论力学与相对论效应 13
一、相对论的建立 13
二、狭义相对论效应 15
三、广义相对论效应和实证 18
第二章 流体力学与流体机械 20
第一节 伯努利方程及其应用 20
一、伯努利方程 20
二、伯努利方程的应用 21
第二节 液压传动技术 23
一、液压传动的发展 23
二、液压传动的工作原理 24
三、液压传动的特性 24
四、液压传动技术 25
五、液压传动的优缺点 25
第三节 水泵、质量流量计、压力表 26
一、水泵 26
二、质量流量计 28
三、压力测量仪表 30
第四节 毛细现象 31
一、浸润与不浸润液体 31
二、毛细现象 31
三、毛细现象的应用 31
第五节 空气动力学与航空航天技术 32
一、空气动力学 32
二、空气动力学与航空航天事业 34
第六节 风洞和风洞实验技术 35
一、风洞 35
二、风洞实验 35
三、风洞实验技术 36
第三章 机械波与声学技术 38
第一节 振动与波动 38
第二节 共振现象及其应用 39
一、共振现象 39
二、共振的物理原理 39
三、共振应用实例 40
四、共振的危害与消除 42
第三节 声波波谱及噪声治理 43
一、声波的分类 43
二、声音的三要素 44
三、声压、声强、声强级 44
四、次声波 45
五、超声波 46
六、噪声 47
第四节 多普勒效应及其应用 49
一、多普勒效应 49
二、多普勒效应的应用 50
第五节 超声的医学应用 52
一、超声诊断的基础 52
二、超声诊断的原理 52
三、B超 53
四、超声治疗 53
第六节 超声检测技术 53
一、超声波探伤 53
二、超声测量厚度 54
三、超声对应力的测试 55
四、超声波流量计 55
第七节 声空化和超声电子学 55
一、声空化效应 55
二、声空化应用 56
三、移动电话机里的超声 57
第八节 声纳、声纹、声悬浮技术 59
一、声纳技术 59
二、声纹识别技术 61
三、声悬浮技术 62
第四章 热能与动力 64
第一节 永动机幻想的破灭与热机 64
一、第一类永动机幻想的破灭 64
二、第二类永动机幻想的破灭 65
三、蒸汽机的发展与卡诺热机 65
第二节 内燃机 67
一、内燃机的发展与第二次工业革命 67
二、往复活塞式内燃机的工作原理 69
三、燃气轮机 70
第三节 制冷机 71
一、制冷机的基本原理 71
二、制冷机的分类 72
三、半导体制冷 75
四、家用电冰箱的结构和工作原理 77
五、制冷机的制冷系数 77
六、冷气机和热泵 77
第四节 低温技术 78
一、低温技术的发展 78
二、低温获得方法 79
三、激光冷却中性原子 79
第五节 相变与热处理技术 80
一、相变 80
二、热处理技术 81
第五章 电磁理论与电磁技术 83
第一节 电磁理论 83
一、电流激发磁场 83
二、电磁感应定律 83
三、麦克斯韦电磁理论 84
四、电磁波的预言与发现 85
第二节 磁电式仪表和电动机 86
一、磁场对电流的作用力 86
二、磁电式仪表的工作原理 86
三、电动机 87
第三节 发电与输电 89
一、发电机 89
二、发电站和远距离输电 90
三、变压器 91
第四节 电灯、电报和电话 92
一、电灯 92
二、电报 93
三、电话 94
第五节 电磁加热技术 94
一、电阻加热 94
二、电弧加热 95
三、感应加热 96
四、电介质加热 96
五、等离子炉 97
六、电子束炉 97
第六节 电磁屏蔽技术 97
一、静电屏蔽 97
二、静磁屏蔽 98
三、电磁屏蔽 98
第七节 电磁控制技术 99
一、电磁铁 99
二、继电器 100
第八节 磁悬浮列车 101
一、磁悬浮原理 101
二、推进与导向原理 102
三、磁悬浮列车的优点 103
四、磁悬浮技术的发展与未来 103
第九节 电子束管和电磁聚焦技术 104
一、电子束管 104
二、静电透镜 105
三、磁透镜 105
四、电磁多极透镜 106
第六章 电磁波与无线电技术 108
第一节 电磁波谱 108
第二节 无线电波 109
一、无线电波的波段范围及用途 109
二、天线的演变 109
三、无线电波的传播方式 110
第三节 无线电广播与电视机 111
一、无线电广播 111
二、电视机 113
第四节 微波及其应用 114
一、微波通信 114
二、雷达 115
三、微波加热 115
第五节 红外技术与紫外技术 116
一、红外线 116
二、红外技术 116
三、紫外线 120
第六节 X射线与γ射线 120
一、X射线 120
二、γ射线 122
第七章 半导体物理与微电子技术 123
第一节 半导体与PN结 123
一、从电子管到半导体 123
二、半导体 123
三、半导体的能带 124
四、PN结 125
第二节 晶体二极管及三极管 126
一、晶体二极管 126
二、半导体光电二极管 127
三、晶体三极管 128
第三节 几种常见的电子电路和器件 129
一、整流电路 129
二、滤波电路 130
三、稳压电路 131
四、直流稳压电源 131
五、放大电路 132
六、MOS晶体管 133
第四节 集成电路 133
一、集成电路的发展 134
二、集成电路的分类 135
三、集成电路与其它学科和传统工业的关系 136
四、大规模集成电路与微电子工业革命 136
五、微电子技术 136
第五节 半导体量子器件 137
一、量子阱和超晶格器件 137
二、量子线和量子点器件 138
第八章 传统光学技术 140
第一节 几何光学与传统光学器件 140
一、几何光学定律 140
二、传统光学器件及其应用 140
第二节 光的干涉与应用 143
一、光的干涉现象 143
二、薄膜干涉 144
三、干涉的应用 145
四、迈克耳逊干涉仪 147
第三节 光的衍射与应用 147
一、光的衍射现象 147
二、衍射基本原理 148
三、衍射光栅及光谱仪 149
四、光学仪器的分辨本领 150
第四节 光的偏振与应用 150
一、光的偏振现象 150
二、光偏振的应用 152
第五节 光波与色彩 154
一、颜色的起源 154
二、三原色 154
三、三基色原理 155
四、光污染 155
第六节 照相与电影 156
一、照相机 156
二、电影 158
第七节 光学显微镜与望远镜 159
一、光学显微镜 159
二、望远镜 160
三、射电望远镜 162
第九章 现代光学技术 164
第一节 受激辐射与激光器 164
一、激光产生的物理基础 164
二、激光的特点 167
三、激光器的分类 167
第二节 激光测距与定位 168
一、激光测距仪 168
二、激光雷达 169
三、激光制导 170
第三节 激光加工技术 170
一、激光热加工原理 170
二、激光钻孔 170
三、激光切割 171
四、激光焊接 171
五、激光标刻 171
六、激光淬火技术 171
第四节 激光通信技术 172
一、光纤 172
二、光纤通信 173
三、光纤通信的独特优点 174
四、光孤子通信 174
第五节 激光全息照相 174
一、全息照相基本原理 174
二、全息照相的特点 176
三、激光全息的应用 176
第六节 光存储技术 177
一、从磁记录到光存储 177
二、光盘 177
第七节 激光在医学上的应用 178
一、激光手术刀 178
二、激光治疗 179
第八节 光子晶体 180
一、什么是光子晶体 180
二、光子晶体的特性 180
三、光子晶体的材料和制造 180
四、光子晶体的应用 181
第十章 物理效应与传感技术 182
第一节 传感器与传感技术 182
一、传感器 182
二、传感技术 184
第二节 电阻传感器 184
一、电阻 184
二、电阻式传感器 185
第三节 电容传感器 186
一、电介质及其极化 186
二、电容器 188
三、电容式传感器 188
第四节 电感传感器 189
一、电感 189
二、电感传感器 190
第五节 压电式传感器 191
一、压电效应 191
二、压电材料 193
三、压电传感器 194
第六节 光纤传感器 194
一、光纤传感器及其工作原理 194
二、光纤传感器的分类 195
第七节 光电效应与光电器件 197
一、光电效应 197
二、光电器件 198
三、光电传感器与光电检测 201
第八节 遥感技术 202
一、遥感技术 202
二、遥感系统的组成 202
三、遥感系统的分类 202
四、红外遥感器 203
五、遥感技术的应用 204
第九节 温差电现象与温度传感器 204
一、温差电现象 204
二、温度传感器 205
第十节 霍耳效应及其应用 205
一、霍耳效应 205
二、霍耳效应的应用 206
第十一章 真空技术及其应用 208
第一节真 空物理基础 208
一、理想气体实验定律 208
二、气体分子运动论基础 209
三、蒸气 210
四、气体吸附和脱附 212
五、气体流动 212
第二节 真空的特点 213
第三节 真空的获得 214
一、真空系统 214
二、真空泵 216
第四节 真空的测量 218
一、真空度的测量原理 218
二、真空计的分类及测量范围 219
三、影响真空度测量精度的常见因素 220
四、特定条件下的真空测量技术 220
第五节 泄露与密封 221
一、泄露与检漏 221
二、真空密封 222
第六节 真空技术的应用 223
一、真空技术在冶金工业中的应用 223
二、真空技术在电工电子工业中的应用 224
三、真空技术在机械制造中的应用 225
四、真空技术与新型永磁材料 225
五、真空在输运、吸引、起吊及真空造型等设备中的应用 225
六、真空在镀膜工业中的应用 226
七、真空在航天工业中的应用 226
八、真空在加速器及受控核聚变中的应用 227
九、真空在食品包装及冷冻干燥工业中的应用 227
第十二章 能源技术 230
第一节 能源与环境 230
一、能源的分类 230
二、能源危机 230
三、我国能源的地区分布 231
四、能源与环境污染 231
第二节 水电站 233
一、水力发电的基本原理 233
二、我国的水电站概况 233
三、中国水能资源的特点 234
四、我国水电发展面临的问题 235
第三节 核能 235
一、核能发电 235
二、核能发电的优势和安全性 236
三、核能在其它方面的应用 237
第四节 太阳能 238
一、太阳能资源的特点 238
二、太阳能的应用 239
三、太阳能电池的开发 240
第五节 风能 241
一、风能的成因 241
二、我国的风能资源 241
三、风能利用 241
四、风力发电 242
第六节 氢能 243
一、氢能特点 243
二、氢能的发展概况 244
第七节 生物能 244
一、什么是生物能 244
二、生物能优缺点 245
三、生物能的分类 245
四、生物能的发展 246
第八节 地热能与海洋能 246
一、地热能概况 246
二、我国地热能发展现状 247
三、海洋能 247
第十三章 现代测试技术 249
第一节 原子物理与光谱技术 249
一、光谱 249
二、常用的光谱仪器 249
第二节 物质波 251
一、物质波 251
二、物质波波长 252
三、显微镜的发展 253
第三节 扫描电子显微镜 254
一、扫描电子显微镜成像原理 254
二、扫描电子显微镜的结构 255
三、不同检测信号的分辨率 256
第四节 透射电子显微镜 256
一、透射电子显微镜的分类 256
二、透射电子显微镜结构和成像原理 257
第五节 电子探针 259
一、电子探针X射线显微分析（EPMA） 259
二、电子探针的结构 259
三、电子探针仪的特点和工作原理 259
四、特征X射线的检测 260
第六节 扫描隧道显微镜 261
一、扫描隧道显微镜的基本原理 261
二、扫描隧道显微镜的结构 261
三、扫描隧道显微镜的扫描方式 262
第七节 原子力显微镜 263
一、原子力显微镜基本工作原理 263
二、原子力显微镜的结构 264
三、原子力显微镜的工作模式 265
第八节 X射线衍射分析 266
一、X射线衍射原理 266
二、X射线衍射分析方法的依据 267
三、X射线衍射方法 267
四、X射线衍射分析的应用 268
五、X射线荧光光谱分析 270
第九节 Raman光谱 270
一、Raman效应 270
二、Raman光谱 270
三、Raman光谱的实验装置 271
第十四章 高能物理与加速器 272
第一节 核衰变与放射性 272
一、原子核的组成 272
二、原子核的基本性质 272
三、放射性的发现 274
四、核衰变规律 274
五、核反应 275
第二节 原子弹与氢弹 276
一、重核裂变与原子弹 276
二、热核聚变与氢弹 279
第三节 核技术的应用 281
一、核技术的医学应用 282
二、核技术的工业应用 284
三、核技术的农业应用 284
四、核技术在环境治理中的应用 284
第四节 加速器及其应用 285
一、加速器的发展 285
二、加速器的类型 286
三、正负电子对撞机 291
第十五章 新型功能材料 292
第一节 磁性材料 292
一、磁性材料概述 292
二、磁性材料的基本特性 292
三、磁性材料的分类及用途 293
四、磁性材料研究展望 295
第二节 超导材料 296
一、超导的发现 296
二、超导体的电磁性质 296
三、两类超导体 298
四、BCS超导理论 298
五、约瑟夫森效应 299
六、高温超导体 299
七、超导体的应用 300
第三节 发光材料 301
一、发光材料的成分 301
二、发光材料的激发方式 301
三、发光材料的用途 302
四、发光材料的性能参数 303
第四节 液晶材料 304
一、液晶的发现 304
二、液晶相的结构和分类 305
三、液晶的物理性质及其应用 307
第五节 非晶材料 309
一、非晶态固体的概念 309
二、玻璃化转变及非晶态固体的制备 310
三、非晶态固体的结构特点及其性质 311
四、非晶态固体的应用 312
第六节 纳米材料 314
一、纳米科技的意义 314
二、纳米材料的几种类型 315
三、纳米材料的制备 315
四、纳米材料的特性及其应用 315
五、纳米材料的分析与测试 317
参考文献 319