第九章 气体动理论 1
9.1热力学系统的状态及其描述 1
9.1.1热力学系统的宏观描述与微观描述 1
9.1.2状态参量 平衡态 2
9.1.3热平衡 热力学第零定律 3
9.1.4热力学温标 3
9.2理想气体物态方程 5
9.3统计规律性 概率 7
9.3.1统计规律性 7
9.3.2概率 概率分布函数的归一化条件 8
9.4理想气体的压强公式和温度的微观意义 9
9.4.1理想气体的微观模型 9
9.4.2理想气体压强公式 10
9.4.3理想气体的温度意义 11
9.5能量均分定理 13
9.5.1自由度 13
9.5.2能量均分定理 14
9.5.3理想气体内能 15
9.6麦克斯韦速率分布律 16
9.6.1速率分布函数 16
9.6.2麦克斯韦速率分布 17
9.6.3三种速率 18
9.7玻耳兹曼分布 20
9.8真实气体 21
9.8.1真实气体的等温线 21
9.8.2范德瓦耳斯方程 23
9.9分子的平均碰撞频率和平均自由程 25
9.10气体内的迁移现象 26
9.10.1黏性现象 27
9.10.2扩散现象 28
9.10.3热传导现象 29
习题 30
讨论题 32
第十章 热力学基础 33
10.1准静态过程 33
10.2功 热量 内能 34
10.2.1功 34
10.2.2热量 35
10.2.3内能 36
10.3热力学第一定律 36
10.4热容 理想气体的典型过程 37
10.4.1热容焓 37
10.4.2理想气体的摩尔热容 迈耶公式 38
10.4.3理想气体的典型过程 39
10.5循环过程 卡诺循环 50
10.5.1循环过程 50
10.5.2卡诺循环 53
10.6热力学第二定律的表述 卡诺定理 57
10.6.1可逆过程与不可逆过程 57
10.6.2热力学第二定律的两种表述 58
10.6.3卡诺定理 60
10.6.4热力学第二定律的微观意义 61
10.7熵 熵增加原理 62
10.7.1热力学概率 62
10.7.2玻耳兹曼熵公式和熵增加原理 65
10.7.3克劳修斯熵和熵变的计算 66
10.7.4熵概念的拓展 69
习题 72
讨论题 74
第十一章 振动 76
11.1简谐振动 76
11.1.1简谐振动的描述 76
11.1.2简谐振动的合成 86
11.2阻尼振动 92
11.3受迫振动和共振 93
11.3.1受迫振动的动力学方程 94
11.3.2共振 94
习题 95
讨论题 98
第十二章 波动 99
12.1简谐波 99
12.1.1机械波的形成 横波与纵波 99
12.1.2平面简谐波函数 100
12.1.3波函数的物理意义 103
12.1.4波动方程 104
12.1.5波动的能量 107
12.2惠更斯原理 109
12.2.1惠更斯原理 109
12.2.2波的衍射 111
12.3波的叠加 波的干涉 驻波 111
12.3.1波的叠加原理 111
12.3.2波的干涉 112
12.3.3驻波 113
12.4声波 116
12.5平面电磁波 118
12.5.1真空中的平面电磁波的一般表达式 118
12.5.2电磁波的能量 能流密度 119
12.6多普勒效应 119
习题 122
讨论题 124
第十三章 光的干涉 125
13.1光波 125
13.2相干光波的产生 126
13.3光程 光程差 127
13.3.1光程 127
13.3.2光程差与相位差的关系 128
13.3.3理想透镜物像的等光程性 129
13.4分波前干涉——杨氏干涉实验 130
13.4.1杨氏干涉实验装置 130
13.4.2杨氏实验干涉条纹的分布 131
13.4.3干涉条纹的可见度 134
13.4.4光场的空间相干性 135
13.4.5光场的时间相干性 138
13.4.6其他几种两光束分波前干涉装置 140
13.5分振幅干涉——薄膜干涉 141
13.5.1等倾干涉 142
13.5.2等厚干涉 144
13.5.3薄膜干涉应用举例 148
13.6迈克耳孙干涉仪 151
13.7两束平行光的干涉 152
13.7.1干涉条纹及其间距 153
13.7.2空间频率 154
习题 155
讨论题 158
第十四章 光的衍射 159
14.1光的衍射现象 159
14.2惠更斯-菲涅耳原理 160
14.3单缝的夫琅禾费衍射 161
14.4夫琅禾费圆孔衍射和光学仪器的分辨本领 168
14.4.1夫琅禾费圆孔衍射 168
14.4.2光学仪器的分辨本领 168
14.5衍射光栅 170
14.6光栅光谱 176
14.6.1光栅的分光原理 176
14.6.2光栅的分辨本领 177
14.7X射线衍射 178
习题 180
讨论题 182
第十五章 光的偏振 183
15.1自然光和偏振光 183
15.1.1线偏振光、自然光和部分偏振光 183
15.1.2圆偏振光和椭圆偏振光 184
15.2偏振片 马吕斯定律 186
15.3反射和折射时的偏振 188
15.4散射光的偏振 190
15.4.1光的散射现象 190
15.4.2散射引起的偏振 191
15.5双折射现象 191
15.5.1晶体双折射现象的基本描述 191
15.5.2单轴晶体中的波面 惠更斯作图法 193
15.5.3波晶片 195
15.6人为双折射现象及其应用 197
15.6.1光弹效应 198
15.6.2电光效应 199
习题 200
讨论题 202
第十六章 狭义相对论基础 203
16.1爱因斯坦的假设与洛伦兹变换 203
16.1.1经典力学的时空观 伽利略变换 203
16.1.2迈克耳孙-莫雷实验 204
16.1.3爱因斯坦的假设 206
16.1.4洛伦兹变换 206
16.2相对论时空观 209
16.2.1同时的相对性 209
16.2.2长度的相对性 211
16.2.3时间的相对性 213
16.3相对论速度变换公式 215
16.4相对论多普勒效应 217
16.5狭义相对论中的动量、质量和能量 219
16.5.1狭义相对论中的动量 219
16.5.2狭义相对论中的质量 219
16.5.3狭义相对论中的能量 220
16.5.4狭义相对论中的能量和动量的关系 222
习题 223
第十七章 量子物理基础 225
17.1量子概念的提出 225
17.1.1普朗克的能量子假设 225
17.1.2光电效应 231
17.1.3康普顿散射 236
17.2玻尔的氢原子模型 241
17.2.1氢原子光谱 里德伯方程 241
17.2.2卢瑟福的原子行星模型 242
17.2.3玻尔的氢原子理论 243
17.3物质波 波粒二象性 247
17.3.1光的波粒二象性 247
17.3.2物质波 248
17.3.3波粒二象性的统计解释概率波 252
17.3.4不确定性原理 254
17.4薛定谔方程 257
17.4.1方程的提出 257
17.4.2一维方势阱 259
17.4.3势垒和隧道效应 263
17.5激光 267
17.5.1受激吸收 自发辐射 受激辐射 267
17.5.2激光的原理 268
17.5.3激光器 271
17.6半导体 273
17.6.1半导体的晶体结构 273
17.6.2能带的基本概念 274
17.6.3导体、半导体和绝缘体的能带结构 275
17.6.4本征半导体、杂质半导体和pn结 276
习题 278
习题答案 281
中英文名词对照表 287