1力与运动 1
1.1质点运动学 1
1.1.1质点运动的描述 1
1.1.2质点的位矢和运动方程 3
1.1.3位移和速度 4
1.1.4加速度 9
1.1.5运动学两类问题 14
1.2质点动力学 17
1.2.1牛顿运动定律 17
1.2.2相互作用力 21
1.2.3牛顿运动定律的应用 24
1.3时空观 29
1.3.1伽利略变换 力学相对性原理 29
1.3.2狭义相对论的基本假设 32
1.3.3狭义相对论的时空观 34
习题1 40
思考题1 43
2运动定理 47
2.1动量定理 47
2.1.1动量和冲量 47
2.1.2动量定理 48
2.1.3动量守恒定律 51
2.1.4火箭的运动 53
2.2功与能 54
2.2.1功 动能定理 55
2.2.2保守力与势能 61
2.2.3机械能守恒定律 66
2.3角动量定理 71
2.3.1角动量定理 71
2.3.2角动量守恒定律 73
2.4刚体的角动量 75
2.4.1外力矩及对转轴的分量 76
2.4.2定轴转动刚体的角动量 76
2.4.3刚体定轴转动定律 78
习题2 81
思考题2 86
3机械振动与机械波 88
3.1简谐振动 88
3.1.1简谐振动的判据 88
3.1.2描述简谐振动的物理量 91
3.1.3简谐振动的速度、加速度 93
3.1.4简谐振动的能量 93
3.1.5简谐振动的几何表示 94
3.2简谐振动的合成 97
3.2.1同方向同频率振动的叠加 97
3.2.2两个同方向不同频率简谐振动的叠加拍 98
3.3机械波的产生与传播 99
3.3.1机械波的产生条件 99
3.3.2机械波的传播特点 100
3.3.3波长、频率和波速 101
3.3.4波的几何描述 102
3.4简谐波 102
3.4.1一维平面简谐波的表达式 102
3.4.2行波表达式的意义 104
3.5简谐波的能量 106
3.5.1有平面简谐波传播介质中质元的能量 107
3.5.2能流和能流密度 108
3.6波的传播与叠加 108
3.6.1惠更斯原理 108
3.6.2波的干涉 110
3.7多普勒效应 113
3.7.1波源静止，观察者运动 113
3.7.2波源运动，观察者静止 114
3.7.3波源和观察者都运动 114
习题3 115
思考题3 119
4平衡态与分子热运动的统计规律 121
4.1热力学系统的状态 121
4.2热力学第零定律 122
4.2.1热力学第零定律 122
4.2.2温度 122
4.3状态方程 123
4.4理想气体微观模型及统计假设 124
4.4.1理想气体微观模型 124
4.4.2统计假设 125
4.5速率分布函数与速度分布函数 125
4.5.1分子速率分布函数 125
4.5.2麦克斯韦速率分布律 127
4.6压强与温度的微观解释 129
4.6.1压强公式 129
4.6.2温度的微观意义 130
4.7能量按自由度均分定理 131
4.8真实气体 范德瓦耳斯方程 133
4.8.1分子体积修正 134
4.8.2分子引力引起的修正 134
4.8.3范德瓦耳斯方程 135
习题4 135
思考题4 137
5热力学定律 139
5.1准静态过程 139
5.2功、内能和传热 140
5.2.1功 140
5.2.2内能 140
5.2.3传热 142
5.3热力学第一定律 143
5.4热力学第一定律的应用 144
5.4.1等体过程 144
5.4.2等压过程 145
5.4.3等温过程 146
5.4.4绝热过程 146
5.5循环过程和热机的效率 149
5.5.1正循环和逆循环 150
5.5.2卡诺循环 151
5.6热力学第二定律 152
5.7可逆过程和不可逆过程 153
5.7.1可逆过程和不可逆过程 153
5.7.2热力学第二定律的意义 155
5.8卡诺定理 156
5.8.1卡诺定理 156
5.8.2能量的退化 156
习题5 158
思考题5 160
6静电场 163
6.1基本概念 163
6.1.1电荷 163
6.1.2库仑定律 164
6.1.3电力叠加原理 165
6.2电场与电场强度 165
6.2.1电场 165
6.2.2电场强度 165
6.2.3电场强度的计算 166
6.3高斯定理 169
6.3.1电场线 169
6.3.2电通量 170
6.3.3高斯定理 171
6.4环流定理 电势 173
6.4.1电场力做功 173
6.4.2电势能和电势 174
6.4.3电势叠加原理 175
6.4.4等势面 177
6.5静电场与物质的相互作用 177
6.5.1静电场中的导体 178
6.5.2静电场中的电介质 182
6.6电容和电容器 186
6.6.1孤立导体的电容 186
6.6.2电容器的电容 187
6.7静电场的能量 188
6.7.1带电体系的静电能 188
6.7.2带电电容器的静电能 191
6.7.3静电场的能量 191
习题6 193
思考题6 196
7电流与磁场 200
7.1电流与电源 200
7.2磁场的磁感应强度 201
7.3毕奥-萨伐尔定律 202
7.4磁场的基本规律 205
7.4.1磁感应强度线与磁通量 205
7.4.2磁场的高斯定理 205
7.4.3安培环路定理 206
7.5磁场对电流的作用 209
7.5.1安培力公式 209
7.5.2载流线圈在磁场中受到的作用 210
7.5.3安培力的功 212
7.6带电粒子在均匀磁场中的运动 213
7.7磁场与物质的相互作用 214
7.7.1物质的磁化 214
7.7.2介质中磁场的基本规律 215
习题7 217
思考题7 221
8电磁场 223
8.1电磁感应 223
8.1.1电磁感应现象 223
8.1.2法拉第电磁感应定律 224
8.2动生电动势 226
8.3感生电动势 228
8.3.1感生电动势与感应电场 228
8.3.2涡旋电场产生的效应与应用 231
8.4自感和互感 232
8.4.1自感 232
8.4.2互感 234
8.5磁场能量 235
8.6电磁场方程 237
8.6.1位移电流 237
8.6.2麦克斯韦电磁场方程组 239
8.7电磁波 240
习题8 242
思考题8 248
9光 251
9.1光的相干性 251
9.1.1光源的发光机理 251
9.1.2光的相干性 252
9.1.3光程与光程差 253
9.2光的干涉 254
9.2.1杨氏双缝实验 254
9.2.2薄膜干涉 257
9.3光的衍射 261
9.3.1单缝夫琅禾费衍射 261
9.3.2圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 263
9.3.3衍射与信息 265
9.4光的量子性 266
9.4.1普朗克的能量子假说 267
9.4.2爱因斯坦的光量子假设 269
9.4.3康普顿效应 272
9.4.4氢原子光谱 玻尔理论 273
习题9 277
思考题9 281
10量子力学基础 284
10.1德布罗意物质波假设 284
10.2波函数及统计解释 286
10.3微观粒子的波粒二象性 287
10.4不确定性关系 288
10.5.薛定谔方程 290
10.5.1一维无限深势阱中的粒子 291
10.5.2隧道效应（势垒贯穿） 297
习题10 297
思考题10 298
参考答案 300