目录 1
主要符号表 1
绪论 1
第一章运动的基本规律 1
§1.1质点运动的描述 1
§1.1.1参照系质点 1
§1.1.2位置矢量位移 2
§1.1.3速度加速度 4
§1.2.1牛顿运动定律 7
§1.2质点动力学 7
§1.2.2动量定理 16
§1.3功和能 19
§1.3.1 功 19
§1.3.2能 23
§1.3.3功能关系 24
§1.4转动定理 27
§1.4.1角动量定律 28
§1.4.2刚体的定轴转动 30
习题 35
§2.1.1系统与外界 37
§2.1 基本概念 37
第二章气体分子的运动 37
§2.1.2微观量与宏观量 38
§2.1.3平衡态和平衡过程 38
§2.1.4状态参量状态方程与状态曲线 39
§2.1.5理想气体 40
§2.2气体的压强 41
§2.2.1气体压强公式的推导 41
§2.2.2理想气体的平均平动动能 45
§2.3能量均分定理 47
§2.3.1物体运动的自由度 48
§2.3.2分子运动的自由度 49
§2.3.3能量按自由度均分定理 50
§2.3.4理想气体的内能 52
§2.3.5理想气体的摩尔热容量 53
§2.4气体分子速率分布 55
§2.4.1速率分布函数 55
§2.4.2麦克斯韦速率分布律 58
§2.5气体分子的碰撞 61
§2.5.1碰撞及其碰撞频率 61
§2.5.2平均自由程 64
§2.5.3气体分子的自由程分布 65
§2.6气体的内迁移现象 67
§2.6.1粘滞现象 68
§2.6.2热传导现象 69
§2.6.3扩散现象 69
习题 70
第三章统计规律 72
§3.1统计物理的基本概念 72
§3.1.1统计及统计物理学 72
§3.1.2随机变量及几率 72
§3.1.3统计规律及其特点 73
§3.2.1麦－玻统计的对象及任务 74
§3.2麦克斯韦－玻尔兹曼统计 74
§3.2.2麦－玻统计律的建立 75
§3.2.3麦－玻统计律对单原子理想气体的应用 80
§3.2.4麦－玻统计的适用条件 82
§3.3费米－狄拉克统计 82
§3.3.1量子统计与经典统计的比较 82
§3.3.2费－狄统计的建立 83
§3.3.3费－狄统计对自由电子气的应用 86
§3.4玻色－爱因斯坦统计 88
§3.5.1三种统计规律之联系 91
§3.5三种统计规律的比较 91
§3.5.2三种统计规律的区别 92
习题 93
第四章热运动的宏观规律 95
§4.1热力学第一定律 95
§4.1.1热力学第一定律的内容 95
§4.1.2热力学第一定律对理想气体静态过程的应用 97
§4.1.3热力学第一定律对理想气体循环过程的应用 103
§4.2热力学第二定律 108
§4.2.1热力学第二定律的内容 108
§4.2.2热力学第二定律的数学形式 111
§4.2.3热力学第二定律的应用 113
§4.3热力学函数 113
习题 115
第五章静电场 117
§5.1电场强度 117
§5.1.1库仑定律 117
§5.1.2电场强度 120
§5.1.3电场强度计算 121
§5.2高斯定理 125
§5.2.1 电力线 125
§5.2.2 电通量 125
§5.2.3高斯定理的表述 126
§5.2.4高斯定理的应用 128
§5.3电位及其计算 131
§5.3.1电场力作功 131
§5.3.2静电场的环路定律 132
§5.3.3电势（电位） 133
§5.3.4 电位计算 133
§5.3.5电位叠加原理 134
§5.3.6等势面（等位面） 136
§5.3.7电位梯度 137
§5.4求场强方法总结 138
习题 139
第六章恒定磁场 143
§6.1磁感应强度 143
§6.1.1恒定磁场概念 143
§6.1.2磁感应强度的定义 144
§6.1.3安培力 145
§6.1.4恒定电流 146
§6.2毕奥－沙伐尔定律 148
§6.2.1毕奥－沙伐尔定律 148
§6.2.2毕奥－沙伐尔定律的应用 149
§6.3.1磁感应线 153
§6.3磁场高斯定理 153
§6.3.2磁通量 154
§6.4安培环路定律 155
§6.4.1安培环路定律 155
§6.4.2安培环路定律的应用 157
习题 159
第七章电场中的导体与电介质 161
§7.1静电场中的导体 161
§7.1.1静电感应导体的静电平衡条件 161
§7.1.2静电屏蔽 162
§7.2.2电介质的极化机理 163
§7.2电介质极化 163
§7.2.1 电介质的极化现象 163
§7.3极化强度矢量 165
§7.3.1极化强度矢量？的定义 165
§7.3.2电介质中的场强 166
§7.3.3极化强度矢量与束缚电荷的关系 166
§7.3.4高斯定理的一般形式与电位移矢量 167
§7.3.5电极化率介电系数 168
§7.4电容及其计算 170
§7.4.1 电容 170
§7.4.2电容的计算 171
§7.4.3电介质在电容器中的性质 173
§7.5电场能量与电场力 175
§7.5.1带电电容器储存的电能 175
§7.5.2电场能量 电场能量密度 176
§7.5.3 电场力 178
§7.6电介质的损耗、电导与击穿 180
§7.6.1 电介质的损耗 180
§7.6.2电介质的电导 183
§7.6.3电介质的击穿 186
习题 188
第八章磁介质 191
§8.1磁介质的磁化 191
§8.1.1磁介质的磁化 191
§8.1.2磁化强度 192
§8.2磁介质中的安培环路定律 192
§8.2.1磁介质中的安培环路定律 192
§8.2.2磁介质性能方程 194
§8.2.3磁介质按磁化率分类 195
§8.3.1磁路的概念 196
§8.3.2磁路定律 196
§8.3磁路定律 196
习题 199
第九章电磁感应、电磁场与电磁波 201
§9.1电磁感应定律 201
§9.1.1电磁感应现象 201
§9.1.2电磁感应定律 202
§9.1.3楞次定律 203
§9.1.4动生电动势与感生电动势 203
§9.2涡流与趋肤效应 205
§9.2.1 涡流 205
§9.2.2趋肤效应 206
§9.3 自感和互感 208
§9.3.1 自感现象与自感系数 208
§9.3.2互感 211
§9.3.3两个线圈串联的自感系数 213
§9.4磁场的能量 215
§9.4.1 自感能量 215
§9.4.2互感磁能 215
§9.4.3磁场能量与磁能密度 216
§9.5磁场力 217
§9.6交变电磁场 219
§9.6.1 静电场恒定磁场的基本定律回顾 219
§9.6.3位移电流与全电流定律 220
§9.6.2 电磁感应定律与涡旋电场 220
§9.6.4积分形式的麦克斯韦方程 223
§9.7电磁波的产生与传播 224
§9.7.1 电磁波的产生 224
§9.7.2电偶极子辐射 225
§9.7.3 平面电磁波的性质 227
习题 229
第十章物质的二象性 234
§10.1基本概念 234
§10.1.1谐振动及方程 234
§10.1.2波动及波动方程 235
§10.1.3波的叠加原理 238
§10.2光的波动性 239
§10.2.1光的干涉 239
§10.2.2光的波动性 240
§10.3光的粒子性 244
§10.3.1光电效应 244
§10.3.2光的粒子性 247
§10.3.3光的波粒二象性 252
§10.4微粒的波动性 254
§10.4.1粒子的波动性 254
§10.4.2波函数及其物理意义 262
§10.4.3测不准关系 268
§10.5薛定谔方程 271
§10.5.1薛定谔方程一般形式 271
§10.5.2定态薛定谔方程 273
§10.6微粒的运动特点 277
§10.6.1一维无限深势阱 277
§10.6.2线性谐振子 281
§10.6.3势垒贯穿 282
§10.6.4氢原子问题 285
§10.6.5物质波与光波的区别 289
习题 290
第十一章理想晶体 293
§11.1点阵与原胞 293
§11.1.1点阵 293
§11.1.2原胞及原胞类型选择 296
§11.2晶格 299
§11.2.1晶格形式 299
§11.2.2布拉菲格子 299
§11.2.3复式格子 301
§11.2.4点阵与格子的关系 304
§11.3.2晶面指数 305
§11.3晶面指数 305
§11.3.1晶面概念及其特点 305
§11.4密堆积 311
§11.4.1密堆积 311
§11.4.2配位数与原子致密度 312
§11.5晶体的宏观对称性和晶格类型 316
§11.5.1晶体的宏观对称性 316
§11.5.2晶系及晶格类型 325
§11.5.3晶体对称性的应用 330
§11.6一维原子链的振动 334
§11.6.1一维单原子链的振动 334
§11.6.2一维双原子链的振动 339
习题 349
第十二章晶体缺陷 352
§12.1点缺陷 352
§12.1.1点缺陷概念 352
§12.1.2点缺陷类型 352
§12.2热缺陷 356
§12.2.1热缺陷类型 356
§12.2.2热缺陷的平衡浓度 358
§12.2.3热缺陷的运动 360
§12.3.1点缺陷对晶格振动的影响 364
§12.3点缺陷的影响 364
§12.3.2点缺陷对晶格自由能的影响 365
§12.3.3点缺陷对晶体线度的影响 365
§12.3.4点缺陷对晶体热容的影响 367
§12.3.5点缺陷对晶体密度的影响 368
§12.4线缺陷和面缺陷 370
§12.4.1 线缺陷 370
§12.4.2面缺陷 374
习题 375
§13.1.1金属键 377
§13.1金属晶体的结构 377
第十三章金属晶体 377
§13.1.2金属晶体的特性 378
§13.1.3金属晶体结构 379
§13.2金属的电子结构 384
§13.2.1 自由电子气模型 384
§13.2.2 自由电子气的能级及能级密度 385
§13.2.3电子气的费米能级 393
§13.3电子的热容量 398
§13.3.1热容量 398
§13.3.2电子气对热容量的贡献 401
习题 406
第十四章离子晶体 407
§14.1离子晶体的结构 407
§14.1.1离子键 407
§14.1.2几种典型的离子晶体结构 407
§14.2离子晶体的结合能 415
§14.2.1 晶体的结合力和结合能 415
§14.2.2离子晶体的结合能 418
§14.3离子半径 424
§14.4离子晶体的导电机理 426
§14.4.1外场下的热缺陷运动 426
§14.4.2离子晶体的导电机理 429
§14.5离子晶体的振动 430
§14.5.1离子晶体的振动 430
§14.5.2离子极化对结合能的影响 434
习题 436
第十五章固溶体 438
§15.1置换固溶体 438
§15.1.1置换固溶体及其形成条件 438
§15.1.2无限固溶体 439
§15.1.3有限固溶体 441
§15.1.4有序固溶体和无序固溶体 441
§15.2.1填隙固溶体 442
§15.2填隙固溶体和缺位固溶体 442
§15.2.2缺位固溶体 443
§15.3应力对固溶体的影响 443
§15.4固溶体的性能及其应用 447
习题 450
第十六章原子晶体 451
§16.1原子晶体的结构 451
§16.1.1共价键 451
§16.1.2典型的原子晶体结构 454
§16.2.1原子中的电子状态 456
§16.2能带的形成 456
§16.2.2能带的形成 459
§16.3导体、半导体与绝缘体的能带 462
§16.3.1满带和导带中的电子对电导的贡献 462
§16.3.2导体、半导体、绝缘体的能带 463
§16.4半导体的能带及其导电性 464
§16.4.1本征半导体的能带及本征导电 465
§16.4.2杂质半导体的能带及其导电性 465
§16.4.3 p—n结的能带及其导电性 468
习题 470
§17.1.1晶体的硬度 472
§17.1晶体的力学性质 472
第十七章晶体的物理性质 472
§17.1.2晶体的解理 473
§17.1.3晶体的机械变形 474
§17.2晶体的热学性质 479
§17.2.1晶体的热膨胀 479
§17.2.2晶体的热传导 482
§17.2.3晶体中的扩散 485
§17.3晶体的压电性与热电性 487
§17.3.1晶体的压电性 487
§17.3.2晶体的热电性 489
§17.4.1离子晶体中的缺位和填隙离子对导电性的影响 493
§17.4晶体的半导体性质 493
§17.4.2杂质对离子晶体导电性的影响 496
§17.4.3半导体的特性 498
§17.5晶体的磁学性质 499
§17.5.1磁性的来源 499
§17.5.2磁性的分类 502
§17.6晶体的光学性质 508
§17.6.1光电导 508
§17.6.2光生伏特效应 510
§17.6.3 电致发光 511
习题 512
第十八章非晶态物质 513
§18.1非晶态物质的特点 513
§18.2非晶态物质的结构模型 514
§18.2.1刚球无规则密堆积模型 514
§18.2.2连续无规则网络模型 514
§18.3准晶态 516
§18.4非晶态物质的电导 518
§18.4.1非晶态物质的电子态 518
§18.4.2最小金属电导率 519
§18.4.3非晶态半导体的电导率 520
§18.4.4非晶态金属的电导率及其温度关系 521
习题 522
附录 523
Ⅰ 矢量 523
Ⅱ 物理基本常数最新数值表 531
Ⅲ 常用物理常数表（一般计算用） 532
Ⅳ 国际单位制的基本单位 533
Ⅴ 国际单位制的辅助单位 534
Ⅵ 具有专门名称的国际制导出单位 534
Ⅶ国际制（SI）词冠 535
Ⅷ电磁学常用符号及单位 536