第一编 力学 1
第1章 质点的运动 1
1.1 质点 参考系 运动方程 1
1.2 位移 速度 加速度 2
1.3 圆周运动及其描述 4
1.4 曲线运动方程的矢量形式 5
1.5 运动描述的相对性 伽利略坐标变换 6
第2章 牛顿运动定律 8
2.1 牛顿第一定律和第三定律 8
2.2 常见力和基本力 8
2.3 牛顿第二定律及其微分形式 11
2.4 牛顿运动定律应用举例 11
2.5 牛顿第二定律积分形式之一：动量定理 12
2.6 牛顿第二定律积分形式之二：动能定理 13
2.7 非惯性系 惯性力 14
第3章 运动的守恒定律 15
3.1 保守力 成对力做功 势能 15
3.2 功能原理 18
3.3 机械能守恒定律 能量守恒定律 19
3.4 质心 质心运动定理 动量守恒定律 火箭飞行 20
3.5 碰撞 23
3.6 质点的角动量和角动量守恒定律 23
第4章 刚体的转动 25
4.1 刚体的平动、转动和定轴转动 25
4.2 刚体的角动量 转动动能 转动惯量 26
4.3 力矩 刚体定轴转动定律 28
4.4 定轴转动的动能定理 29
4.5 刚体的自由度 刚体的平面平行运动 31
4.6 定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律 31
4.7 进动 32
第5章 相对论基础 33
5.1 伽利略相对性原理 经典力学的时空观 33
5.2 狭义相对论基本原理 洛伦兹坐标变换式 33
5.3 相对论速度变换公式 35
5.4 狭义相对论时空观 35
5.5 狭义相对论动力学基础 36
第二编 热学 38
第6章 气体动理论 38
6.1 状态 过程 理想气体 38
6.2 分子热运动和统计规律 39
6.3 气体动理论的压强公式 40
6.4 理想气体的温度公式 41
6.5 能量均分定理 理想气体的内能 42
6.6 麦克斯韦速率分布律 43
6.7 玻尔兹曼分布律 重力场中粒子按高度的分布 45
6.8 分子的平均碰撞次数及平均自由程 45
6.9 气体内的迁移现象 46
6.10 真实气体 范德瓦耳斯方程 47
6.11 物态和相变 49
第7章 热力学基础 51
7.1 热力学第一定律 51
7.2 热力学第一定律对于理想气体等值过程的应用 52
7.3 绝热过程 多方过程 55
7.4 焦耳-汤姆孙实验 真实气体的内能 56
7.5 循环过程 卡诺循环 57
7.6 热力学第二定律 58
7.7 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理 58
7.8 熵 60
7.9 熵增加原理 热力学第二定律的统计意义 61
第三编 电场和磁场 63
第8章 真空中的静电场 63
8.1 电荷 库仑定律 63
8.2 电场 电场强度 64
8.3 高斯定理 66
8.4 静电场的环路定理 电势 67
8.5 等势面 电场强度与电势梯度的关系 68
8.6 带电粒子在静电场中的运动 69
第9章 导体和电介质中的静电场 71
9.1 静电场中的导体 71
9.2 空腔导体内外的静电场 72
9.3 电容器的电容 72
9.4 电介质及其极化 74
9.5 电介质中的静电场 75
9.6 有电介质时的高斯定理 电位移 75
9.7 电场的边值关系 76
9.8 电荷间的相互作用能 静电场的能量 76
9.9 铁电体 压电体 永电体 77
第10章 恒定电流和恒定电场 79
10.1 电流密度 电流连续性方程 79
10.2 恒定电流和恒定电场 电动势 80
10.3 欧姆定律 焦耳-楞次定律 80
10.4 一段含源电路的欧姆定律基尔霍夫定律 81
第11章 真空中的恒定磁场 83
11.1 磁感应强度 磁场的高斯定理 83
11.2 毕奥-萨伐尔定律 84
11.3 毕奥-萨伐尔定律的应用 85
11.4 安培环路定理 86
11.5 安培环路定理的应用 87
11.6 带电粒子在磁场中所受作用及其运动 88
11.7 带电粒子在电场和磁场中运动的应用 89
11.8 磁场对载流导线的作用 90
11.9 平行载流导线间的相互作用力电流单位“安培”的定义 92
11.10 磁力的功 92
第12章 磁介质中的磁场 93
12.1 磁介质 顺磁质和抗磁质的磁化 93
12.2 磁化强度 磁化电流 94
12.3 磁介质中的磁场 磁场强度 95
12.4 磁场的边值关系 96
12.5 铁磁质 96
第13章 电磁感应和暂态过程 99
13.1 电磁感应定律 99
13.2 动生电动势 100
13.3 感生电动势 有旋电场 101
13.4 涡电流 102
13.5 自感和互感 102
13.6 电感和电容电路的暂态过程 103
13.7 磁场的能量 104
第14章 麦克斯韦方程组 电磁场 105
14.1 位移电流 105
14.2 麦克斯韦方程组 105
14.3 电磁场的物质性 107
14.4 电磁场的统一性 电磁场量的相对性 107
第四编 振动和波动 108
第15章 机械振动和电磁振荡 108
15.1 简谐振动 108
15.2 阻尼振动 111
15.3 受迫振动 共振 112
15.4 电磁振荡 113
15.5 同方向的简谐振动的合成 115
15.6 相互垂直的简谐振动的合成 116
第16章 机械波和电磁波 118
16.1 机械波的产生和传播 118
16.2 平面简谐波 波动方程 121
16.3 波的能量 波的强度 123
16.4 声波 125
16.5 电磁波 126
16.6 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 128
16.7 波的叠加原理 波的干涉 驻波 130
16.8 多普勒效应 132
第17章 波动光学 134
一、光的干涉 134
17.1 光源 单色光 相干光 134
17.2 双缝干涉 135
17.3 光程和光程差 136
17.4 薄膜干涉——等倾条纹 137
17.5 薄膜干涉——等厚条纹 138
17.6 迈克耳孙干涉仪 140
17.7 干涉条纹的可见度 140
二、光的衍射 140
17.8 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 140
17.9 单缝的夫琅禾费衍射 141
17.10 圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨本领 142
17.11 光栅衍射 143
17.12 X射线的衍射 145
三、光的偏振 145
17.13 自然光和偏振光 146
17.14 起偏和检偏 马吕斯定律 146
17.15 反射和折射时光的偏振 147
17.16 光的双折射 147
17.17 椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉 149
17.18 人为双折射 151
第五编 量子物理 153
第18章 早期量子论和量子力学基础 153
18.1 热辐射 普朗克的量子假设 153
18.2 光电效应 爱因斯坦的光子理论 155
18.3 康普顿效应 157
18.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 158
18.5 德布罗意波 波-粒二象性 160
18.6 不确定度关系 161
18.7 波函数 薛定谔方程 161
18.8 势阱中的粒子 势垒 谐振子 162
18.9 量子力学中的氢原子问题 163
18.10 电子的自旋 原子的电子壳层结构 165
第19章 激光和固体的量子理论 167
19.1 激光 167
19.2 固体的能带结构 169
19.3 半导体的导电机构 170
19.4 超导电性 171