第1章 质点运动学 1
1.1 参考系 位置矢量 1
1.1.1 参考系和坐标系 1
1.1.2 位置矢量和运动方程 2
1.2 位移 速度和加速度 3
1.2.1 位移矢量和路程 3
1.2.2 速度和速率 3
1.2.3 加速度 4
1.3 平面曲线运动 8
1.3.1 斜抛运动 8
1.3.2 圆周运动 9
1.4 相对运动 14
物理学与现代技术阅读材料之一 航天运载火箭 15
同步练习 18
第2章 牛顿运动定律 20
2.1 牛顿运动定律 20
2.1.1 牛顿第一定律——惯性定律 20
2.1.2 牛顿第二定律——加速度定律 21
2.1.3 牛顿第三定律——作用力与反作用力定律 22
2.2 几种常见的力 22
2.3 牛顿运动定律的应用 23
物理学与现代技术阅读材料之二 北斗卫星导航系统 25
同步练习 30
第3章 运动的守恒定律 33
3.1 质点和质点系的动量定理 33
3.1.1 质点的动量定理 33
3.1.2 质点系的动量定理 35
3.2 动量守恒定律 37
3.3 功和能 38
3.3.1 功 38
3.3.2 功率 39
3.3.3 质点的动能定理 39
3.4 保守力与非保守力 势能 41
3.4.1 万有引力、重力、弹性力的功及其特点 41
3.4.2 保守力和非保守力 42
3.4.3 势能 43
3.4.4 功能原理 机械能守恒定律 43
物理学与现代技术阅读材料之三 人造卫星的轨道概述 46
同步练习 51
第4章 刚体的转动 55
4.1 刚体的定轴转动 55
4.2 力矩 转动定律 转动惯量 56
4.3 刚体定轴转动的动能定理 61
4.3.1 力矩做功 61
4.3.2 力矩的功率 62
4.3.3 刚体的转动动能 62
4.4 刚体绕定轴转动的动能定理 63
4.5 角动量 角动量守恒定律 64
4.5.1 质点的角动量定理和角动量守恒定律 64
4.5.2 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 66
物理学与现代技术阅读材料之四 神舟十号飞船 69
同步练习 71
第5章 气体分子动理论 75
5.1 理想气体 75
5.1.1 理想气体的描述 75
5.1.2 平衡态和理想气体状态方程 76
5.2 理想气体的压强和温度 77
5.2.1 关于分子集体的统计性假设 77
5.2.2 理想气体的压强公式 78
5.2.3 理想气体的温度公式 78
5.3 分子能量按自由度均分定理 79
5.4 麦克斯韦气体分子速率分布律 81
5.5 气体分子的平均自由程 84
物理学与现代技术阅读材料之五 涡轮增压发动机 85
同步练习 91
第6章 热力学基础 95
6.1 准静态过程 功 95
6.1.1 准静态过程 95
6.1.2 功 96
6.1.3 热量 97
6.2 热力学第一定律及其在等值过程中的应用 97
6.2.1 热力学第一定律 97
6.2.2 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用 97
6.3 理想气体的绝热过程 102
6.3.1 准静态绝热过程 102
6.3.2 绝热自由膨胀 103
6.4 循环 104
6.4.1 循环过程 104
6.4.2 卡诺热机循环 106
6.4.3 卡诺制冷循环 107
6.5 热力学第二定律 109
物理学与现代技术阅读材料之六 空调器技术 空调器的结构及工作原理 110
同步练习 116
第7章 静电场 120
7.1 电荷 120
7.1.1 电荷的种类 120
7.1.2 电荷的量子性 120
7.1.3 电荷守恒定律 121
7.2 库仑定律与叠加原理 121
7.3 静电场和电场强度 122
7.4 电场强度的计算 123
7.4.1 点电荷的电场 123
7.4.2 场强的叠加原理和点电荷系的场强 124
7.4.3 电偶极子 124
7.4.4 连续分布电荷的场强 126
7.5 电场强度通量与高斯定理 127
7.5.1 电场线 127
7.5.2 电场强度通量 128
7.5.3 高斯定理 129
7.5.4 应用高斯定理求场强 130
7.6 静电场力的功 电势 133
7.6.1 静电场力做功的特点 133
7.6.2 电势能 134
7.6.3 电势 电势差 134
7.6.4 电势的计算 135
7.7 等势面 场强与电势的关系 137
7.7.1 等势面 137
7.7.2 场强与电势的关系 138
物理学与现代技术阅读材料之七 关于人体静电 139
同步练习 142
第8章 静电场中的导体和电介质 147
8.1 静电场中的导体 147
8.1.1 静电感应 导体静电平衡条件 147
8.1.2 静电平衡时导体上的电荷 148
8.2 静电场中的电介质 152
8.2.1 电介质的极化 152
8.2.2 电介质极化后的电极化强度和电场强度 153
8.3 电容和电容器 155
8.3.1 孤立导体的电容 155
8.3.2 真空电容器的电容 155
8.4 静电场的能量 157
物理学与现代技术阅读材料之八 静电复印技术 158
同步练习 162
第9章 恒定电流的磁场 166
9.1 恒定电流 166
9.1.1 电动势 电流 166
9.1.2 闭合回路的欧姆定律 168
9.2 磁场 磁感应强度 169
9.3 电流的磁场 170
9.3.1 毕奥－萨伐尔定律 171
9.3.2 毕奥－萨伐尔定律应用举例 171
9.4 磁通量 磁场中的高斯定理 174
9.4.1 磁感应线 磁通量 174
9.4.2 磁场中的高斯定理 175
9.5 安培环路定理 176
9.6 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 177
9.7 磁场对电流的作用 178
9.7.1 磁场对载流导线的作用——安培力 178
9.7.2 磁场对载流线圈的作用——磁力矩 179
9.8 磁场中的磁介质 180
9.8.1 顺磁质和抗磁质 180
9.8.2 磁介质中的安培环路定律 181
9.8.3 铁磁质的磁化 181
物理学与现代技术阅读材料之九 高铁技术 182
同步练习 186
第10章 电磁感应 191
10.1 法拉第电磁感应定律 191
10.2 动生电动势 193
10.3 感生电动势和感应电场 194
10.4 互感 196
10.5 自感 197
10.6 磁场的能量 198
物理学与现代技术阅读材料之十 上海磁悬浮列车 199
同步练习 204
第11章 机械振动 209
11.1 简谐振动的微分方程和运动方程 209
11.1.1 简谐振动的微分方程和运动方程的一般形式 209
11.1.2 由初始条件确定振幅和初相位 211
11.2 简谐振动的旋转矢量表示法 214
11.2.1 简谐振动的旋转矢量 214
11.2.2 振动曲线和相位差 214
11.3 简谐振动的能量 217
11.3.1 振动的动能和势能 217
11.3.2 简谐振动中的两类问题 217
11.4 简谐振动的合成 219
物理学与现代技术阅读材料之十一 关于噪声污染 220
同步练习 225
第12章 机械波 229
12.1 机械波的产生和传播 229
12.1.1 机械波的产生 229
12.1.2 机械波的传播 229
12.2 描述波的物理量 230
12.3 平面简谐波的波函数 232
12.4 波的能量和能流密度 238
12.4.1 行波的能量 239
12.4.2 能流密度 239
12.5 惠更斯原理 240
12.6 波的叠加原理 波的干涉 241
12.6.1 波的叠加原理与干涉现象 241
12.6.2 波的干涉 242
12.7 驻波 243
物理学与现代技术阅读材料之十二 次声波 246
同步练习 251
第13章 光的干涉 256
13.1 光源 256
13.1.1 发光方式 256
13.1.2 光的单色性和相干性 257
13.2 杨氏双缝干涉 260
13.2.1 杨氏双缝实验 260
13.2.2 劳埃德镜 261
13.3 薄膜干涉 263
13.3.1 薄膜干涉 263
13.3.2 减反射膜和高反射膜 264
13.3.3 厚膜干涉 265
13.4 劈尖干涉 牛顿环 265
13.4.1 劈尖干涉 265
13.4.2 牛顿环 267
13.5 干涉仪 干涉现象的应用 269
物理学与现代技术阅读材料之十三 激光技术简介 270
同步练习 275
第14章 光的衍射 278
14.1 光的衍射现象 惠更斯－菲涅耳原理 278
14.1.1 光的衍射现象 278
14.1.2 惠更斯－菲涅耳原理 278
14.1.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 279
14.2 夫琅禾费单缝衍射 279
14.2.1 单缝衍射的成因 279
14.2.2 菲涅耳半波带法和明暗条纹的条件 280
14.2.3 单缝衍射条纹的特点 281
14.3 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 283
14.3.1 圆孔衍射 283
14.3.2 光学仪器的分辨本领 284
14.4 光栅衍射 285
14.4.1 光栅的构造 285
14.4.2 光栅的衍射条纹 285
14.4.3 白光照射的光栅光谱 287
物理学与现代技术阅读材料之十四 激光技术应用简介 288
同步练习 293
第15章 光的偏振 295
15.1 自然光和偏振光 295
15.1.1 自然光 295
15.1.2 偏振光 296
15.1.3 偏振片的起偏和检偏 296
15.2 马吕斯定律 297
15.3 布儒斯特定律 298
15.4 光的双折射现象 300
15.4.1 双折射现象 300
15.4.2 寻常光和非寻常光 300
15.4.3 晶体光轴、主截面 301
15.4.4 人为双折射现象 301
物理学与现代技术阅读材料之十五 激光武器 301
同步练习 306
第16章 狭义相对论基础 308
16.1 伽利略变换 经典力学时空观 力学相对性原理 309
16.1.1 伽利略变换 309
16.1.2 经典力学时空观 310
16.1.3 力学相对性原理 310
16.2 迈克耳孙－莫雷实验 311
16.3 爱因斯坦狭义相对论基本假设 洛伦兹变换 312
16.3.1 爱因斯坦狭义相对论基本假设 312
16.3.2 洛伦兹变换 313
16.4 三种相对论效应 316
16.4.1 长度收缩效应 316
16.4.2 时间膨胀（钟慢）效应 317
16.4.3 同时的相对性 318
16.5 相对论动力学基础 320
16.5.1 质量与速度的关系 320
16.5.2 相对论力学的基本方程 320
16.5.3 质量与能量关系 321
16.5.4 动量与能量之间的关系 322
16.5.5 光子情况 322
物理学与现代技术阅读材料之十六 γ射线 324
同步练习 330
第17章 量子物理基础 332
17.1 黑体辐射 普朗克量子假说 332
17.1.1 黑体 黑体辐射 332
17.1.2 斯特藩－玻耳兹曼定律 维恩位移定律 333
17.1.3 “紫外灾难” 334
17.1.4 普朗克量子假设 334
17.2 光电效应 爱因斯坦光子理论 336
17.2.1 光电效应及其实验规律 336
17.2.2 光电效应与经典波动理论的矛盾 337
17.2.3 爱因斯坦光子理论 337
17.2.4 光的波粒二象性 338
17.3 康普顿效应 339
17.3.1 康普顿效应的实验规律 339
17.3.2 光子理论对康普顿效应的解释 340
17.4 氢原子光谱的实验规律 342
17.5 原子系统的玻尔理论 344
17.5.1 原子结构的有核模型 344
17.5.2 玻尔理论的基本假设 344
17.5.3 玻尔理论对类氢原子的处理结果 345
物理学与现代技术阅读材料之十七 光电效应及应用 347
同步练习 358
附录 一些常用物理常数 361
练习题参考答案 362
参考文献 370