第9章 热力学基础 1
9.1平衡态 态参量 热力学第零定律 1
9.1.1平衡态 态参量 1
9.1.2热力学第零定律 温度 2
9.1.3理想气体状态方程 3
9.2准静态过程 功 热量 5
9.2.1准静态过程 5
9.2.2功 6
9.2.3热量 7
9.3内能 热力学第一定律 7
9.3.1内能 7
9.3.2热力学第一定律 8
9.3.3热容量 8
9.4热力学第一定律的应用 11
9.4.1等体过程 11
9.4.2等压过程 11
9.4.3等温过程 13
9.4.4绝热过程 13
9.5循环过程 卡诺循环 17
9.5.1循环过程 17
9.5.2热机 热机效率 18
9.5.3制冷机 制冷系数 21
9.5.4卡诺循环 22
9.6热力学第二定律 24
9.6.1热力学第二定律 24
9.6.2可逆过程 不可逆过程 26
9.6.3卡诺定理 27
9.7熵 熵增原理 27
9.7.1熵 27
9.7.2熵变的计算 29
9.7.3熵增原理 30
习题九 31
第10章 气体动理论 35
10.1物质的微观模型 统计规律 35
10.1.1物质的微观模型 35
10.1.2统计规律 36
10.2理想气体的压强 38
10.2.1理想气体的微观模型 38
10.2.2理想气体的压强公式 39
10.2.3压强公式的统计意义及微观本质 40
10.3温度的微观解释 41
10.3.1温度公式及微观解释 41
10.3.2方均根速率 42
10.4能量均分定理 理想气体的内能 43
10.4.1自由度 43
10.4.2能量均分定理 45
10.4.3理想气体的内能 45
10.5麦克斯韦速率分布律 48
10.5.1速率分布函数的概念 48
10.5.2麦克斯韦速率分布律 48
10.5.3三种统计速率 49
10.5.4麦克斯韦速率分布律的实验验证 52
10.6气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 52
10.7热力学第二定律的统计意义 55
10.7.1热力学概率 55
10.7.2熵与无序 56
习题十 58
第11章 机械振动 62
11.1简谐振动 62
11.1.1简谐振动的特征 62
11.1.2描述简谐振动的物理量 65
11.2旋转矢量图示法 70
11.3简谐振动的能量 73
11.4一维简谐振动的合成 拍现象 75
11.4.1同方向同频率简谐振动的合成 75
11.4.2同方向不同频率简谐振动的合成拍 77
习题十一 79
第12章 机械波和电磁波 82
12.1机械波的基本特征 82
12.1.1机械波产生的条件 82
12.1.2横波与纵波 82
12.1.3波的几何描述 83
12.1.4描述波动的基本物理量 84
12.2平面简谐波波函数 87
12.2.1平面简谐波波函数 87
12.2.2波函数的物理意义 88
12.3波的能量 能流密度 91
12.3.1波的能量 91
12.3.2平均能流密度矢量 93
12.3.3平面波和球面波的振幅 93
12.4惠更斯原理 波的衍射 95
12.5波的叠加原理 波的干涉 96
12.5.1波的叠加原理 96
12.5.2波的干涉 96
12.6驻波 相位突变 99
12.6.1驻波实验 99
12.6.2驻波方程 100
12.7多普勒效应 104
12.8电磁波的产生及基本性质 108
12.8.1电磁波的产生与传播 109
12.8.2平面电磁波的特性 110
12.8.3电磁波的能量 111
习题十二 112
第13章 波动光学 115
13.1光的电磁理论 115
13.1.1光的微粒学说与波动学说之争 115
13.1.2光的电磁理论 116
13.2光源 光波的叠加 118
13.2.1光源 普通光源的发光机制 118
13.2.2光波的叠加 119
13.2.3从普通光源获得相干光的方法 121
13.3光程 光程差 122
13.3.1光程 122
13.3.2相位差与光程差的关系 123
13.4双缝干涉 126
13.4.1杨氏双缝干涉实验 126
13.4.2洛埃德镜干涉实验 132
13.5薄膜干涉 133
13.5.1等倾干涉 134
13.5.2劈尖干涉 137
13.5.3牛顿环 141
13.6光波的衍射 145
13.6.1光的衍射现象 145
13.6.2惠更斯-菲涅耳原理 147
13.6.3单缝夫琅禾费衍射 148
13.6.4圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领 153
13.7光栅衍射及光栅光谱 157
13.7.1光栅衍射 157
13.7.2光栅光谱和光栅的色分辨本领 161
13.7.3干涉和衍射的区别和联系 162
13.8光的偏振 164
13.8.1横波的偏振性 164
13.8.2偏振光的产生与检验 168
习题十三 172
第14章 狭义相对论基础 177
14.1经典力学的基本原理 伽利略变换 177
14.1.1经典力学的相对性原理 178
14.1.2伽利略变换 178
14.1.3经典力学的时空观 179
14.1.4迈克耳孙—莫雷实验 180
14.2狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换 182
14.2.1狭义相对论的基本原理 182
14.2.2洛仑兹坐标变换 183
14.2.3洛仑兹速度变换 185
14.3狭义相对论的时空观 187
14.3.1同时性的相对性 187
14.3.2运动方向长度的收缩效应——空间度量的相对性 189
14.3.3运动的时间膨胀——时间度量的相对性 190
14.3.4因果关系的绝对性 192
14.4相对论的动力学基础 193
14.4.1相对论的质量、动量和动力学基本方程 193
14.4.2相对论中的质量能量关系 195
14.4.3质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 196
14.4.4相对论的动量、能量关系 200
习题十四 200
第15章 量子物理基础 203
15.1量子概念的诞生 204
15.1.1黑体辐射 204
15.1.2黑体辐射的实验规律 205
15.1.3能量子假说 207
15.2光的波粒二象性 208
15.2.1光电效应 209
15.2.2康普顿效应 214
15.3实物粒子的波粒二象性 218
15.3.1德布罗意物质波假设 218
15.3.2德布罗意物质波的实验验证 218
15.4不确定关系 221
15.5波函数 薛定谔方程 222
15.5.1实物粒子的波函数 223
15.5.2薛定谔方程 223
15.6一维无限深势阱和势垒 227
15.6.1一维无限深势阱 227
15.6.2一维势垒 230
15.6.3扫描隧道显微镜 232
15.7氢原子的量子力学简介 234
15.7.1氢原子的光谱规律 234
15.7.2氢原子的薛定谔方程 235
15.7.3氢原子中电子的概率分布 237
15.8多电子原子中电子的分布 238
15.8.1电子自旋 238
15.8.2四个量子数 239
15.8.3原子的壳层结构 239
15.8.4能量最低原理 240
15.8.5泡利不相容原理 241
习题十五 241
参考答案 245
参考文献 253