第一篇 绪论 5
第1章 科学和科学的方法 5
1.1 科学的方法：经验和理性 5
1.2 源远流长的中华文明 21
1.3 科学起源 30
1.4 从哥白尼到开普勒 56
第二篇 经典力学的建立和发展 78
第2章 牛顿运动定律 78
2.1 机械运动的基本特征及其描述方法 80
2.2 质点的运动学方程 81
2.3 位移 速度 加速度 84
2.4 伽利略和近代力学的诞生 86
2.5 几种常见的力和基本的自然力 95
2.6 牛顿运动三定律 101
2.7 扬帆远航——牛顿力学的奇妙应用 116
第3章 动量守恒 角动量守恒 121
3.1 动量 动量守恒定律 121
3.2 角动量 角动量守恒定律 129
第4章 功和能 137
4.1 功 功率 137
4.2 动能定理 141
4.3 质点系的势能 142
4.4 机械能守恒定律 能量守恒定律 144
4.5 对称性与守恒定律 150
第三篇 从静电现象到电磁波 160
第5章 真空中的静电场 160
5.1 库仑定律 166
5.2 电场强度 169
5.3 电通量 高斯定理 171
5.4 静电场的环路定理 174
5.5 电势 176
第6章 静电场中的导体和电介质 180
6.1 静电场中的导体 180
6.2 电容 电容器 183
6.3 静电场中的电介质 电介质的极化 185
第7章 稳恒磁场 191
7.1 电流 191
7.2 磁场 磁感应强度 192
7.3 毕奥—萨伐尔定律及应用 197
7.4 磁场的高斯定理和安培环路定理 198
7.5 磁场对电流的作用 202
7.6 带电粒子在磁场中的运动 205
第8章 变化的电磁场 212
8.1 电磁感应的基本规律 217
8.2 动生电动势 219
8.3 感生电动势 221
8.4 自感和互感 223
8.5 麦克斯韦电磁场理论简介 224
第9章 交流电 251
9.1 正弦交流电及其三要素 251
9.2 交流电的功率 253
9.3 交流电动机原理 254
9.4 变压器 257
9.5 三相交流电 260
9.6 空间电磁悬浮技术简介 262
第四篇 振动、波动与波动光学 267
第10章 机械振动 267
10.1 简谐振动的描述 267
10.2 简谐振动的旋转矢量描述 270
10.3 简谐振动的能量 272
10.4 阻尼振动 受迫振动 共振 273
10.5 简谐振动合成 275
第11章 机械波基础 281
11.1 机械波的形成与传播 简谐波的特征 281
11.2 平面简谐波的波动方程 283
11.3 惠更斯原理 286
11.4 波的叠加原理 波的干涉 288
11.5 驻波 半波损失 291
11.6 声波 多普勒效应 296
第12章 波动光学 303
12.1 光的电磁理论 303
12.2 相干光波的叠加 308
12.3 杨氏双缝实验 劳埃德镜 311
12.4 薄膜干涉 314
12.5 迈克尔逊干涉 317
12.6 惠更斯—菲涅耳原理 单缝夫琅禾费衍射 320
12.7 衍射光栅和光栅光谱 325
12.8 奇妙的光学现象 331
第五篇 热学新进展 341
第13章 统计物理学基础 341
13.1 分子运动的基本概念 342
13.2 平衡态 理想气体状态方程 345
13.3 理想气体的压力公式 温度公式 348
13.4 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 352
13.5 麦克斯韦速率分布定律 354
第14章 热力学定律 360
14.1 热力学第一定律 360
14.2 热机 卡诺循环 362
14.3 热力学第二定律 367
14.4 热学新进展 熵 373
第六篇 近代物理 393
第15章 时空观革命 393
15.1 力学相对性原理 394
15.2 狭义相对论基本原理 396
15.3 狭义相对论时空观——长度缩短、时间膨胀 402
15.4 狭义相对论质点动力学 406
15.5 广义相对论——宇宙空间是弯曲的 409
第16章 物质观的革命——量子论 424
16.1 黑体辐射 普朗克的能量子假说 424
16.2 光电效应 爱因斯坦的光子假说 429
16.3 康普顿—吴有训效应 435
16.4 原子结构的玻尔理论 438
16.5 粒子的波动性 449
16.6 波函数 薛定谔方程 453
第七篇 物理文化 463
第17章 物理文化 463
17.1 现代物理学的认识论 463
17.2 现代物理学的方法论 469
17.3 研究自然界的科学方法 475
附录 世界十大经典物理实验 479
参考书目 486