绪论 1
一、物理学的研究方法 1
二、物理学的发展前沿 4
三、《物理学》课程学习 5
第一章 刚体的转动 7
第一节 刚体的定轴转动 7
一、刚体定轴转动的定义 7
二、角位移 8
三、角速度 8
四、角加速度 9
五、角量与线量的关系 9
第二节 转动定律 10
一、力矩 11
二、定轴转动定律 12
三、转动惯量 13
四、力矩的功 17
五、转动动能 18
第三节 角动量守恒 22
一、角动量、冲量 23
二、角动量定理 24
三、角动量守恒定律 24
第四节 进动 28
第二章 流体动力学 35
第一节 理想流体的定常流动 35
一、理想流体 35
二、定常流动 36
三、连续性原理 36
第二节 伯努利方程及其应用 37
一、伯努利方程 37
二、伯努利方程的应用 38
第三节 实际流体的流动 41
一、牛顿黏滞性定律 41
二、层流 湍流 雷诺数 42
三、黏性流体的伯努利方程 43
第四节 泊肃叶定律 43
第五节 斯托克斯定律 44
一、斯托克斯定律及其应用 44
二、液体黏度的测定 45
第三章 分子物理学 48
第一节 分子动理论 48
第二节 理想气体动理论方程 49
一、理想气体状态方程 49
二、理想气体动理论基本方程 50
三、分子的平均平动能 51
第三节 能量按自由度均分定理 51
一、自由度 51
二、能量均分定理 52
第四节 分子的速率 53
一、分子速率的统计分布 53
二、分子速率的实验测定 54
第五节 真实气体 55
一、真实气体的等温线 55
二、分子力 56
三、范德瓦尔斯方程 56
第六节 液体的表面性质 58
一、表面张力和表面能 58
二、表面活性物质和表面吸附 59
三、弯曲液面的附加压强 59
四、毛细现象 60
第七节 物质中的迁移现象 61
一、黏滞现象 62
二、热传导现象 62
三、扩散现象 62
第四章 静电场 66
第一节 电场强度 高斯定理 66
一、电场与电场强度 66
二、电场线和电通量 68
三、高斯定理及应用 69
第二节 电势 72
一、静电场的环路定理 72
二、电势能和电势 73
三、电场强度与电势的关系 75
第三节 电偶极子 电偶层 76
一、电偶极子电场的电势 76
二、电偶层 77
第四节 静电场中的电介质 78
一、电介质的极化 78
二、极化强度和极化电荷 79
三、电位移、有电介质时的高斯定理 80
第五节 电容 81
一、孤立导体的电容 81
二、电容器的电容 81
三、电容器电容的计算 81
第六节 静电场的能量 82
一、电容器的能量 82
二、电场的能量和能量密度 83
第七节 心电原理及描记 84
一、心肌细胞的除极与复极 84
二、心电向量和心电向量环 85
三、心电导联 86
四、心电图的形成原理及描记 87
第五章 直流电路 92
第一节 恒定电流 92
一、电流强度和电流密度 92
二、欧姆定律的微分形式 94
三、电解质导电 94
第二节 一段含源电路的欧姆定律 96
一、电源的电动势 96
二、含源电路的欧姆定律 96
第三节 基尔霍夫定律及其应用 97
一、基尔霍夫定律 97
二、基尔霍夫定律的应用 98
第四节 温差电现象及其应用 99
一、电子的逸出功 99
二、接触电势差 100
三、温差电现象及其应用 101
第五节 电容器的充电和放电 102
一、电容的充电 103
二、电容电路的放电 104
第六章 电流的磁场 108
第一节 磁场与磁感应强度 108
一、磁场 108
二、磁感应强度 109
三、磁通量和磁场高斯定理 110
第二节 电流的磁场 110
一、毕奥-萨伐尔定律 111
二、安培环路定律 112
第三节 磁场对运动电荷的作用 115
一、洛伦兹力 115
二、质谱仪 116
三、霍耳效应 117
第四节 磁场对电流的作用 磁矩 118
一、安培定律 118
二、磁场对电流的作用 119
三、磁力矩的功 附加能量 122
第五节 磁介质 122
一、磁介质的磁化机制 123
二、磁导率、磁场强度 124
三、铁磁质 124
第七章 电磁感应与电磁场 130
第一节 电磁感应 130
一、电磁感应定律 130
二、有旋电场 134
三、涡电流 135
第二节 自感 136
一、自感现象 136
二、自感系数 136
三、RL电路 138
第三节 磁场能量 139
第四节 电磁场及其传播 142
一、位移电流 142
二、麦克斯韦电磁场基本方程 144
三、电磁波的产生和传播 146
四、电磁波的能量 148
第五节 超导电性和超导磁体 149
一、零电阻现象 149
二、迈斯纳效应和磁通量子化 150
三、超导的研究前景及其应用 152
第八章 振动和波 159
第一节 简谐振动 159
一、简谐振动的运动方程 159
二、简谐振动的能量 161
第二节 振动的合成与分解 161
一、两个同方向同频率简谐振动的合成 162
二、两个相互垂直的简谐振动的合成 163
三、频谱分析原理 163
第三节 简谐波 165
一、机械波的产生和传播 165
二、波动方程 165
三、波的能量 167
第四节 波的叠加与干涉 169
一、波的叠加原理 169
二、波的干涉 170
三、驻波 172
第五节 声波和超声波 174
一、声波的基本性质 174
二、声强级和响度级 176
三、多普勒效应 177
四、超声波 179
五、次声波 182
第九章 光的波动性 186
第一节 光的干涉 186
一、光的相干性 186
二、杨氏双缝干涉实验 187
三、洛埃德镜干涉实验 189
四、光程与光程差 189
五、薄膜干涉 191
六、迈克耳孙干涉仪 193
第二节 光的衍射 194
一、惠更斯-菲涅耳原理 194
二、单缝衍射 195
三、圆孔衍射与光学仪器的分辨本领 198
四、光栅衍射 201
第三节 光的偏振 203
一、自然光和偏振光 203
二、偏振光的获得和检验 204
三、反射光和折射光的偏振 205
四、双折射现象 207
第四节 旋光现象 209
第五节 光的吸收和散射 211
一、光的吸收 211
二、光的散射 212
第十章 光的粒子性 217
第一节 热辐射 217
一、热辐射现象 217
二、基尔霍夫辐射定律 217
第二节 黑体辐射 218
一、黑体模型 218
二、黑体辐射定律 219
三、普朗克量子假设及普朗克公式 220
第三节 光电效应 221
一、光电效应及其基本规律 221
二、爱因斯坦的光子学说 223
三、光电效应应用简介 224
第四节 康普顿效应 224
一、康普顿散射实验 225
二、光子理论对康普顿效应的解释 225
第五节 光的波粒二象性 227
第十一章 量子力学基础 230
第一节 玻尔的氢原子理论 230
一、氢原子光谱的规律 231
二、玻尔的氢原子理论 231
第二节 实物粒子的波动性 235
一、德布罗意假设 235
二、电子衍射 236
三、物质波的统计解释 238
第三节 不确定原理 239
一、坐标和动量的不确定关系式 239
二、能量和时间的不确定关系式 240
第四节 波函数、薛定谔方程 242
一、波函数的意义和性质 242
二、薛定谔方程 243
三、一维势阱中运动的粒子 244
第五节 氢原子及类氢原子的量子力学描述 246
一、能量量子化 246
二、角动量量子化 247
三、空间量子化 247
第六节 电子自旋 247
一、施特恩-格拉赫实验 248
二、碱金属元素光谱的双线结构 248
三、电子自旋假设 249
四、量子力学的应用简介 250
第十二章 激光 257
第一节 激光的产生原理 257
一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转 257
二、光学谐振腔的作用 260
三、激光器的结构 263
第二节 激光的特性 264
一、方向性好 264
二、单色性好 265
三、相干性好 265
四、亮度极高 266
第三节 常见的激光器 266
一、气体激光器 267
二、固体激光器 270
三、半导体激光器 272
四、染料激光器 273
第四节 激光的生物效应 274
一、光化作用 274
二、热作用 274
三、机械作用 275
四、电磁场作用 275
第十三章 X射线 280
第一节 X射线的产生及其特性 280
一、X射线的产生 280
二、X射线的特性 281
第二节 X射线的强度与硬度 282
一、X射线的强度 282
二、X射线的硬度 283
第三节 X射线的衍射 284
一、X射线的波动性 284
二、X射线谱 285
第四节 物质对X射线的吸收 287
一、物质对X射线的吸收规律 288
二、质量衰减系数与波长、原子序数的关系 288
第五节 X射线在医学上的应用 289
一、诊断 289
二、治疗 290
第十四章 原子核与核磁共振 292
第一节 原子核的基本性质 292
一、原子核的组成、质量和大小 292
二、原子核的结合能及质量亏损 293
三、原子核的稳定性 294
四、核力 295
第二节 原子核的放射性、衰变规律和核反应 296
一、放射性衰变类型 296
二、原子核的衰变规律 299
三、人工核反应 302
四、辐射剂量和防护 303
第三节 核磁共振 305
一、核磁共振的基本概念 305
二、核磁共振谱 308
三、核磁共振成像 310
第十五章 物理学专题 318
第一节 相对论基础 318
一、迈克尔孙-莫雷实验 318
二、狭义相对论的两个基本假设 320
三、洛伦兹坐标变换和速度变换 320
四、同时性的相对性、长度收缩和时间延缓 322
五、相对论动力学基础 326
六、广义相对论基础 328
第二节 粒子物理 331
一、粒子与探测 331
二、基本粒子 332
三、基本相互作用与守恒定律 334
四、夸克模型 335
第三节 天体物理 336
一、星体的演化 336
二、宇宙学 338
附录 342
附录Ⅰ 矢量分析 342
一、矢量定义 342
二、矢量的合成和分解 343
三、矢量的标积 343
四、矢量的矢积 344
五、矢量的混合积 345
六、矢量的微分 345
附录Ⅱ 物理单位与基本常量 347
一、国际单位制（SI） 347
二、常用物理基本常量 348
三、希腊字母表 348
主要参考文献 350