第一章 质点力学 1
第1讲 直角坐标中的运动 1
1.1 点的直线运动 2
1.2 高维空间中的运动 6
1.3 抛体运动 9
1.4 两点之间的关联运动 10
课堂练习 12
第2讲 质点的圆周运动 12
2.1 圆周运动的简单描述 12
2.2 圆周运动的加速度 13
2.3 任意曲线运动 15
2.4 加速度公式详细推导 16
课堂练习 17
第3讲 牛顿运动定律 17
3.1 牛顿定律的表述 18
3.2 作用力 19
3.3 牛顿定律的应用 21
课堂练习 23
第4讲 时空观与相对运动 24
4.1 古典时空观 24
4.2 惯性系之间的伽利略变换 25
4.3 平动加速参照系之间的相对运动 26
4.4 非惯性参照系 27
课堂练习 30
第5讲 动量与冲量 30
5.1 力的冲量 30
5.2 动量定理 31
5.3 动量守恒 33
课堂练习 34
第6讲 功与势能 34
6.1 功的定义 35
6.2 常见势能 36
6.3 保守力与势能 38
课堂练习 39
第7讲 动能与机械能 40
7.1 动能定理 40
7.2 机械能守恒定律 42
课堂练习 44
总习题一 45
第二章 广延物质力学 48
第8讲 刚体运动学 48
8.1 刚体的运动 48
8.2 刚体的转动惯量 50
课堂练习 53
第9讲 刚体转动定律 53
9.1 力对转轴的矩 53
9.2 转动定律 55
课堂练习 57
第10讲 角动量 58
10.1 质点的角动量 58
10.2 刚体的角动量 59
课堂练习 61
第11讲 刚体的能量 61
11.1 力矩的功 62
11.2 定轴转动刚体的动能定理 62
11.3 刚体力学公式汇总 64
课堂练习 64
第12讲 弹性体 65
12.1 应力 65
12.2 斜截面上的应力 66
12.3 应变 66
12.4 胡克定律 68
课堂练习 69
第13讲 静止的流体 69
13.1 流体内部的应力 69
13.2 表面张力 71
13.3 球形液面的附加压强 72
13.4 毛细现象 73
13.5 气体栓塞 75
课堂练习 75
第14讲 运动的流体 76
14.1 理想流体的运动 76
14.2 伯努利方程 77
14.3 伯努利方程的应用 78
课堂练习 82
第15讲 黏滞流体 82
15.1 层流 82
15.2 哈根-泊肃叶公式 84
总习题二 86
第三章 热学 88
第16讲 温度与状态方程 88
16.1 热力学系统的描述 88
16.2 温度 89
16.3 状态方程 91
16.4 理想气体 91
课堂练习 94
第17讲 理想气体的压强与内能 94
17.1 压强公式 94
17.2 气体分子的自由度 97
17.3 能量均分定理 98
17.4 理想气体的内能 98
课堂练习 99
第18讲 热力学第一定律 100
18.1 基本概念 100
18.2 热力学第一定律的表述 101
18.3 理想气体的等值过程 102
18.4 绝热过程 106
课堂练习 110
第19讲 循环过程 110
19.1 热机效率 111
19.2 卡诺循环 113
19.3 真实热机 114
课堂练习 115
第20讲 热力学第二定律 116
20.1 热力学第二定律的表述 116
20.2 热力学过程的不可逆性 117
20.3 熵 117
课堂练习 118
第21讲 气体分子的统计分布律 119
21.1 速率分布函数 119
21.2 麦克斯韦速率分布律 119
21.3 玻尔兹曼能量分布律 122
课堂练习 123
第22讲 碰撞与输运 123
22.1 分子碰撞 123
22.2 输运现象 125
总习题三 127
第四章 振动和波动 129
第23讲 简谐振动的运动学 129
23.1 振动的基本概念 129
23.2 简谐振动的描述 130
23.3 简谐振动的速度与加速度 131
23.4 简谐振动的矢量图表示 133
23.5 复数表示 133
课堂练习 135
第24讲 谐振动的动力学 135
24.1 简谐振动的判定 135
24.2 振动的能量 137
24.3 阻尼振动 139
24.4 受迫振动 141
课堂练习 143
第25讲 振动的合成 143
25.1 同方向同频率的振动合成 144
25.2 拍 146
25.3 椭圆振动 147
25.4 李萨茹图形 148
25.5 多振动的合成 148
25.6 振动的分解 150
课堂练习 150
第26讲 行波的波函数 151
26.1 波的基础概念 151
26.2 波动中的相位 152
26.3 波函数的推导 153
26.4 波函数的性质 154
26.5 波阵面与相速度 156
课堂练习 158
第27讲 波的动力学 158
27.1 波动方程 158
27.2 简谐波的阻抗 160
27.3 波场的能量 162
27.4 波的反射与透射 164
第28讲 声波 165
28.1 声压与声能 165
28.2 人耳听觉 167
28.3 超声波 168
课堂练习 169
第29讲 惠更斯原理及干涉 170
29.1 惠更斯原理 170
29.2 相控阵技术 171
29.3 干涉 171
29.4 波程 175
课堂练习 176
第30讲 驻波 176
30.1 驻波及其性质 176
30.2 边界反射 178
30.3 半波损失 179
30.4 驻波与乐器 181
课堂练习 182
第31讲 多普勒效应 183
31.1 共线运动的多普勒效应 183
31.2 非共线多普勒效应 185
31.3 激波 186
课堂练习 187
总习题四 188
第五章 光学 190
第32讲 几何光学基本定律 190
32.1 几何光学的实验规律 190
32.2 费马原理 192
课堂练习 194
第33讲 球面近轴成像 195
33.1 单球面成像 195
33.2 透镜成像 197
33.3 薄透镜成像几何作图法 199
课堂练习 199
第34讲 双缝干涉 200
34.1 干涉中的特殊光程 200
34.2 非相干自然光源 201
34.3 杨氏双缝干涉 202
34.4 改进的双缝实验 204
课堂练习 205
第35讲 薄膜干涉 206
35.1 均匀膜等厚干涉 206
35.2 劈形薄膜等厚干涉 208
35.3 空间相干性与时间相干性 211
课堂练习 212
第36讲 衍射 212
36.1 单缝衍射 213
36.2 单缝衍射的光强 215
36.3 圆孔衍射 216
课堂练习 218
第37讲 光栅 218
37.1 光栅方程 218
37.2 光栅衍射的光强 220
37.3 光栅光谱 221
课堂练习 222
第38讲 偏振 222
38.1 偏振态 222
38.2 起偏与检偏 225
38.3 反射光与折射光的偏振 226
38.4 双折射 227
38.5 旋光 228
课堂练习 229
总习题五 229
第六章 静电场 231
第39讲 电荷与电场 231
39.1 电荷 231
39.2 电场 232
39.3 电场强度计算 234
39.4 电场力 237
课堂练习 238
第40讲 静电场的高斯定理 239
40.1 电通量 239
40.2 高斯定理 240
40.3 高斯定理求解电场 242
课堂练习 245
第41讲 静电场的环路定理 246
41.1 环路定理 246
41.2 电势 247
41.3 电势的计算 248
41.4 电势梯度 251
课堂练习 252
第42讲 静电场中的导体 253
42.1 导体的静电平衡 253
42.2 空腔导体与静电屏蔽 255
课堂练习 257
第43讲 电容器与电场能 257
43.1 电容器 257
43.2 静电场的能量 259
课堂练习 260
第44讲 静电场中的介质 261
44.1 电介质的极化 261
44.2 介质中的静电场 263
课堂练习 263
总习题六 264
第七章 稳恒磁场 266
第45讲 毕奥-萨伐尔定律 266
45.1 磁感应强度 266
45.2 恒定电流 267
45.3 毕奥-萨伐尔定律 268
课堂练习 271
第46讲 磁场的性质 272
46.1 磁场的高斯定理 272
46.2 安培环路定理 273
46.3 环路定理的应用 274
课堂练习 277
第47讲 洛仑兹力 277
47.1 洛仑兹力 277
47.2 洛仑兹力的应用 279
47.3 霍尔效应 280
课堂练习 281
第48讲 安培力 281
48.1 安培定律 281
48.2 磁场中的载流线圈 283
课堂练习 285
第49讲 磁介质 285
49.1 磁介质概述 285
49.2 磁化的描述 286
49.3 介质中的安培环路定理 287
49.4 铁磁质的磁化 287
课堂练习 289
总习题七 289
第八章 时变电磁场 291
第50讲 电磁感应 291
50.1 电动势 291
50.2 电磁感应定律 292
课堂练习 295
第51讲 感应电动势 296
51.1 动生电动势 296
51.2 感生电动势 299
51.3 涡电流 300
课堂练习 301
第52讲 互感与自感 302
52.1 互感 302
52.2 自感 304
52.3 磁场的能量 305
课堂练习 306
第53讲 电磁场理论 306
53.1 位移电流 306
53.2 麦克斯韦方程组 308
53.3 电磁场与电磁波 308
课堂练习 310
总习题八 310
第九章 近代物理 312
第54讲 狭义相对论 312
54.1 力学相对性原理 312
54.2 光速不变 314
54.3 洛仑兹变换 315
54.4 狭义相对论的时空观 316
课堂练习 320
第55讲 相对论动力学 320
55.1 速度变换 320
55.2 相对论动量与能量 321
课堂练习 323
第56讲 量子论的出现 324
56.1 经典物理的困难 324
56.2 物质波 327
56.3 不确定关系 329
课堂练习 331
第57讲 薛定谔方程 331
57.1 薛定谔方程的建立 331
57.2 一维势阱 334
57.3 谐振子 336
课堂练习 337
第58讲 势垒贯穿 337
第59讲 氢原子 339
59.1 氢原子的薛定谔方程 339
59.2 电子自旋 341
课堂练习 342
总习题九 343
附录 344
Ap1 常用数据 344
Ap1.1 基本物理常量 344
Ap1.2 基本天文常量 345
Ap1.3 国际单位倍数因子 346
Ap1.4 希腊字母 346
Ap2 常用数学公式 347
Ap2.1 常用微积分 347
Ap2.2 泰勒级数 348
Ap2.3 三角函数 349
Ap2.4 复变函数 350
参考文献 351