第一章 质点运动学 1
1-1 参考系 运动方程 1
1-2 位移 速度 加速度 3
1-3 匀加速运动 10
1-4 曲线运动的加速度 15
1-5 圆周运动的角量描述 19
1-6 相对运动 22
本章提要 24
思考题 26
习题 27
历史人物 伽利略 29
第二章 质点动力学 31
2-1 牛顿运动定律 31
2-2 基本的自然力 33
2-3 牛顿运动定律的应用 36
2-4 惯性力 40
2-5 冲量和动量定理 44
2-6 质点系 动量守恒定律 45
2-7 质心 质心运动定理 49
2-8 力矩 角动量定理 52
2-9 角动量守恒定律 55
2-10 变力做功 动能定理 55
2-11 保守力 势能 58
本章提要 62
思考题 64
习题 65
历史人物 牛顿 68
第三章 连续体力学 70
3-1 刚体的定轴转动 70
3-2 转动定律 72
3-3 转动惯量 75
3-4 转动动能 77
3-5 角动量守恒定律 79
3-6 刚体的平面运动 81
3-7 理想流体的连续性原理 86
3-8 伯努利方程 88
3-9 粘性流体的运动规律 91
本章提要 94
思考题 95
习题 96
历史人物 开普勒 98
阅读材料 火箭 卫星 航天 99
第四章 狭义相对论基础 104
4-1 力学相对性原理 伽利略变换 104
4-2 爱因斯坦相对性原理和光速不变 107
4-3 同时的相对性和时间延缓 108
4-4 长度收缩 113
4-5 洛伦兹变换 115
4-6 相对论速度变换 119
4-7 质量和能量 122
4-8 动量和能量的关系 126
本章提要 126
思考题 127
习题 128
历史人物 爱因斯坦 130
第五章 振动 132
5-1 简谐振动方程 132
5-2 简谐振动的旋转矢量表示法 136
5-3 简谐振动的能量 138
5-4 单摆 复摆和扭摆 140
5-5 阻尼振动 143
5-6 受迫振动 共振 145
5-7 同一直线上的简谐振动的合成 146
本章提要 149
思考题 150
习题 151
阅读材料 粒子的分类和构成 153
第六章 波动 155
6-1 机械波的产生 155
6-2 简谐波的波函数 156
6-3 机械波的波速 161
6-4 机械波的能量 164
6-5 惠更斯原理 波的反射和折射 167
6-6 波的叠加原理 简谐波的干涉 169
6-7 声波 176
6-8 声波的多普勒效应 179
本章提要 184
思考题 185
习题 186
历史人物 惠更斯 188
第七章 温度与传热 190
7-1 宏观描述与微观描述 191
7-2 温度的概念 192
7-3 温度计与理想气体温标 194
7-4 传热 197
7-5 理想气体物态方程 201
本章提要 202
思考题 203
习题 203
历史人物 开尔文 204
第八章 气体动理论 206
8-1 理想气体的压强公式 206
8-2 温度的微观意义 210
8-3 能量均分定理 213
8-4 麦克斯韦速率分布律 216
8-5 玻耳兹曼分布律 222
8-6 气体分子的平均自由程 224
8-7 范德瓦耳斯方程 226
本章提要 228
思考题 229
习题 231
历史人物 麦克斯韦 233
阅读材料 超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚 234
第九章 热力学基础 236
9-1 准静态过程 体积功 236
9-2 热力学第一定律 240
9-3 热容量 242
9-4 热力学第一定律对理想气体的应用 245
9-5 绝热过程 248
9-6 循环过程 251
9-7 卡诺循环 255
9-8 自发过程的方向性 258
9-9 热力学第二定律 261
9-10 可逆过程 263
9-11 平衡态的最概然性 264
9-12 熵 266
9-13 熵增加原理 271
9-14 能量的退化 274
本章提要 275
思考题 276
习题 278
历史人物 焦耳 280
阅读材料 能源漫议 281
第十章 静电场 283
10-1 静电基本规律 284
10-2 静电场 电场强度 287
10-3 静电场中的高斯定理 293
10-4 利用高斯定理求静电场的电场强度 297
10-5 静电场的环路定理 电势 300
10-6 电势的计算 303
10-7 电场强度与电势梯度的关系 306
10-8 静电场中的导体 308
10-9 电容和电容器 313
10-10 电介质对电容器电容的影响 316
10-11 电介质的极化 317
10-12 介质中的高斯定理 320
10-13 静电场的能量 322
本章提要 324
思考题 326
习题 328
历史人物 卢瑟福 330
第十一章 电流和电场 332
11-1 电流密度矢量 332
11-2 欧姆定律的微分形式 334
11-3 电动势 338
11-4 电子逸出功 温差电现象 341
11-5 生物膜电势 343
本章提要 347
思考题 348
习题 348
阅读材料 李约瑟难题 350
第十二章 恒定磁场 353
12-1 磁场及磁感应强度 353
12-2 毕奥-萨伐尔定律 355
12-3 恒定磁场的基本性质 361
12-4 磁场对运动电荷的作用 366
12-5 霍耳效应 369
12-6 磁场对载流导线的作用 371
12-7 载流平面线圈在磁场中受到的力矩 373
12-8 磁介质的磁化 376
12-9 磁化电流 378
12-10 磁介质中的高斯定理和环路定理 380
12-11 铁磁质 383
本章提要 387
思考题 388
习题 389
阅读材料 地磁场 392
第十三章 电磁感应 394
13-1 法拉第电磁感应定律 394
13-2 动生电动势 397
13-3 感生电动势 400
13-4 自感 404
13-5 互感 406
13-6 RL电路的暂态过程 408
13-7 磁场的能量 410
本章提要 413
思考题 414
习题 414
阅读材料 历史上著名的物理实验 417
第十四章 电磁场 420
14-1 非稳恒电路的安培环路定理 420
14-2 麦克斯韦方程组 424
14-3 电磁波 425
14-4 电磁波的动量 427
14-5 电磁波谱 428
本章提要 429
思考题 430
习题 430
阅读材料 物理学中的创新思维方法 431
第十五章 光的干涉 434
15-1 光的相干性 435
15-2 杨氏双缝干涉实验 436
15-3 劳埃德镜实验 439
15-4 光程和光程差 440
15-5 薄膜干涉 442
15-6 迈克耳孙干涉仪 447
本章提要 449
思考题 450
习题 450
历史人物 托马斯·杨 452
第十六章 光的衍射 454
16-1 光的衍射 454
16-2 夫琅禾费单缝衍射 455
16-3 光栅衍射 459
16-4 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 463
16-5 X射线衍射与结构分析 468
本章提要 470
思考题 471
习题 472
历史人物 菲涅耳 473
第十七章 光的偏振 476
17-1 光的偏振态 476
17-2 反射与折射起偏 479
17-3 双折射起偏 480
17-4 偏振片 检偏 482
17-5 偏振光的干涉 偏光显微镜 485
17-6 旋光现象 487
17-7 椭圆偏振光 489
本章提要 490
思考题 491
习题 491
阅读材料 恒星的一生 492
第十八章 量子力学基础 496
18-1 光电效应 497
18-2 康普顿效应 499
18-3 德布罗意波 502
18-4 概率波 505
18-5 海森伯不确定关系 509
18-6 薛定谔方程 512
18-7 无限深方势阱中的粒子 514
18-8 势垒 516
18-9 谐振子 520
18-10 氢原子的量子力学处理方法 522
本章提要 528
思考题 528
习题 529
历史人物 玻尔 530
第十九章 激光 532
19-1 光的发射 532
19-2 粒子数反转 535
19-3 光学谐振腔 536
19-4 激光器 538
19-5 激光器的谱线展宽 541
19-6 激光的特性及应用 542
19-7 激光的生物学效应 544
本章提要 546
思考题 547
习题 547
阅读材料 光纤及光纤通信 548
第二十章 原子核 551
20-1 原子核的基本性质 551
20-2 核力 553
20-3 核的结合能 554
20-4 原子核的放射性 556
20-5 放射性原子核的寿命 558
20-6 核反应 562
20-7 放射生物学基础 563
本章提要 565
思考题 565
习题 566
阅读材料 大爆炸 566
附录1 矢量 570
附录2 基本积分表 580
附录3 基本物理常量 582
附录4 天体常量 583
附录5 物理学年谱 584
主要参考文献 608