绪论 1
第一章 描述运动 3
1-1 位置矢量 位移矢量 3
1-2 地心说和日心说 5
1-3 速度矢量 7
1-4 加速度矢量 10
1-5 矢量的分解和合成 12
练习1.1 16
1-6 角位移 角速度 角加速度 17
1-7 振幅 周期 相位 20
练习1.2 27
1-8 矢量 矢量场的通量和环量 27
练习1.3 32
第二章 坐标变换 36
2-1 伽利略变换 36
练习2.1 40
2-2 洛伦兹变换 40
练习2.2 51
2-3 物质世界的层次 数量级 52
第三章 理解运动 57
3-1 亚里士多德的错误理解 57
3-2 落体实验和伽利略的科学方法 57
3-3 惯性定律的发现 59
第四章 运动定律 61
4-1 牛顿运动定律 61
4-2 万有引力 65
4-3 电磁力 67
4-4 强力和弱力 四种相互作用 73
4-5 牛顿定律的应用 75
练习4 86
第五章 动量守恒定律 88
5-1 质点的动量定理 88
5-2 质点系动量守恒定律 90
练习5 94
5-3 质量—速度关系 95
第六章 能量守恒和转换定律 99
6-1 功 99
6-2 用势能减量表示保守力做功 102
6-3 质量—能量关系 103
6-4 质点系能量守恒定律 105
6-5 能量—动量关系 107
练习6 109
6-6 粒子与反粒子 110
第七章 角动量守恒定律 114
7-1 质点的角动量定理 114
7-2 质点系角动量守恒定律 116
7-3 刚体的定轴转动定律 117
练习7 121
7-4 守恒定律与对称性 122
第八章 广义相对论简介 126
8-1 非惯性系 惯性力 126
8-2 广义相对论的两个基本假设 127
第九章 从力到场 132
9-1 从力到场 132
9-2 等效磁荷观点 140
练习9.1 141
9-3 电场与磁场 麦克斯韦方程组 142
练习9.2 153
9-4 电流的磁场 毕奥—萨伐尔定律 153
9-5 安培环路定理 159
练习9.3 162
9-6 电磁场的标势和矢势 163
练习9.4 170
9-7 电磁场中的导体、介质 171
练习9.5 174
第十章 波 177
10-1 弹性介质 机械波 177
10-2 简谐波 178
10-3 波的能量 182
10-4 惠更斯原理与波的传播 184
10-5 无线电波的传播 187
10-6 波的叠加 193
练习10 198
10-7 横波 偏振光 200
10-8 多普勒效应 206
第十一章 波粒二象性 210
11-1 光的波动性 210
11-2 全息照相简介 214
11-3 光的粒子性 216
11-4 光子的波粒二象性 218
11-5 实物粒子的波粒二象性 220
11-6 不确定关系 221
第十二章 量子力学初步 224
12-1 波函数假设 224
12-2 概率波假设 225
12-3 波函数的演化 薛定谔方程 226
12-4 无限深势阱中的粒子 228
12-5 隧道效应 232
12-6 力学量算符 本征函数 本征值 234
12-7 谐振子 237
12-8 氢原子 238
12-9 原子壳层结构与元素周期表 242
第十三章 混沌现象 246
13-1 线性和非线性 247
13-2 混沌运动的基本特征 249
13-3 通向混沌的道路 252
13-4 混沌相图 奇怪吸引子 254
13-5 混沌利用和控制 257
第十四章 巨系统 熵 259
14-1 巨系统的描述 259
14-2 理想气体在平衡态情况下宏观量与微观量之间的关系 263
14-3 平衡态统计物理 265
14-4 平衡态热力学 271
14-5 热力学第一定律在平衡态过程中的应用 274
14-6 循环过程 热机效率 279
14-7 热力学第二定律 熵增原理 283
14-8 非平衡态中的内迁移现象 287
练习14 290
附录一 诺贝尔物理学奖获得者名录 294
附录二 常用的物理常量 300
附录三 侦探故事的启示——导学式教材编写的思路与教学体会 301
主要参考文献 305