第1章 质点运动学 2
1-1 质点 参考系 坐标系 2
1-1-1 质点 2
1-1-2 参考系和坐标系 2
1-1-3 时间和时刻 3
1-2 质点运动的描述 3
1-2-1 描述质点运动的物理量 3
1-2-2 自然坐标系中的速度和加速度 8
1-2-3 圆周运动的角量描述 10
1-2-4 运动学的两类问题 12
1-3 相对运动 14
习题 16
第2章 质点动力学 20
2-1 牛顿运动定律 20
2-1-1 牛顿运动定律 20
2-1-2 惯性参考系 力学相对性原理 23
2-1-3 几种常见的力 23
2-1-4 力学单位制和量纲 25
2-1-5 顿运动定律的应用 26
2-2 动量定理 动量守恒定律 29
2-2-1 冲量 质点的动量定理 29
2-2-2 质点系的动量定理 31
2-2-3 动量守恒定律 32
2-3 功 动能 动能定理 34
2-3-1 功 34
2-3-2 质点的动能定理 36
2-3-3 质点系的动能定理 37
2-4 功能原理 机械能守恒定律 碰撞 38
2-4-1 功能原理 38
2-4-2 机械能守恒定律 42
2-4-3 碰撞 43
习题 44
第3章 刚体的转动 48
3-1 刚体运动的描述 48
3-1-1 刚体运动的描述 48
3-1-2 角量与线量的关系 49
3-2 转动定律 转动惯量 50
3-2-1 力矩 50
3-2-2 转动定律 51
3-2-3 转动惯量 52
3-2-4 平行轴定理 56
3-3 力矩的功 转动动能 56
3-3-1 力矩的功 56
3-3-2 转动动能 56
3-3-3 刚体绕定轴转动的动能定理 57
3-3-4 刚体—质点系统的机械能 57
3-4 角动量 角动量守恒定律 59
3-4-1 质点的角动量定理和角动量守恒定律 59
3-4-2 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 61
习题 64
第4章 狭义相对论 68
4-1 伽利略变换 绝对时空观 68
4-1-1 力学相对性原理 68
4-1-2 伽利略变换与牛顿力学时空观 68
4-2 爱因斯坦假设 洛伦兹变换 71
4-2-1 狭义相对论的实验基础 71
4-2-2 爱因斯坦假设 74
4-2-3 洛伦兹坐标变换 74
4-2-4 洛伦兹速度变换 76
4-3 狭义相对论时空观 78
4-3-1 同时性的相对性 78
4-3-2 时间延缓 79
4-3-3 长度收缩 81
4-4 狭义相对论动力学基础 83
4-4-1 相对论质量 动量 动力学基本方程 83
4-4-2 相对论能量 84
习题 89
第5章 机械振动 92
5-1 简谐振动 92
5-1-1 简谐振动的特征及其运动方程 92
5-1-2 描述简谐振动的物理量 93
5-2 常见的简谐振动实例 95
5-2-1 单摆 95
5-2-2 复摆 96
5-2-3 简谐振动的旋转矢量表示法 97
5-3 振动的能量 99
5-4 简谐振动的合成 100
5-4-1 两个同方向同频率简谐振动的合成 100
5-4-2 两个同方向不同频率简谐振动的合成 102
5-4-3 相互垂直同频率的简谐振动合成 103
5-4-4 相互垂直不同频率的简谐振动合成 104
5-5 阻尼振动 受迫振动 共振 105
5-5-1 阻尼振动 105
5-5-2 受迫振动和共振 106
习题 106
第6章 机械波 110
6-1 波动的基本概念 110
6-1-1 横波与纵波 110
6-1-2 波线 波前 111
6-1-3 波长 周期 波速 112
6-2 平面简谐波 113
6-2-1 平面简谐波的波函数 113
6-2-2 波函数的物理意义 115
6-3 波的能量 118
6-3-1 波的能量传播 118
6-3-2 声波 超声波 次声波 120
6-4 波的传播 叠加 122
6-4-1 波的传播 122
6-4-2 波的叠加原理 122
6-4-3 波的干涉 123
6-5 驻波 125
6-5-1 驻波 125
6-5-2 半波损失 127
6-5-3 驻波的应用 127
6-6 多普勒效应 129
习题 131
第7章 光的干涉 136
7-1 相干光 光程 光程差 136
7-1-1 相干光 136
7-1-2 光程 光程差 136
7-1-3 干涉加强和减弱条件 137
7-2 杨氏双缝 劳埃德镜 138
7-2-1 杨氏双缝实验 138
7-2-2 劳埃德镜实验 141
7-3 薄膜干涉 142
7-3-1 薄膜干涉 142
7-3-2 等倾干涉条纹 145
7-3-3 等厚干涉条纹 145
7-4 干涉现象在工程技术中的应用 149
7-4-1 检查光学元件表面质量 149
7-4-2 测量微小长度变化——干涉热胀仪 150
7-4-3 镀膜光学元件 151
7-4-4 迈克耳孙干涉仪 151
7-5 相干长度 相干时间 153
习题 154
第8章 光的衍射 158
8-1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 158
8-1-1 光的衍射现象 158
8-1-2 惠更斯-菲涅耳原理 159
8-2 单缝的夫琅禾费衍射 159
8-2-1 单缝衍射实验 159
8-2-2 菲涅耳半波带法 160
8-2-3 单缝衍射条纹的特点 161
8-3 光栅衍射 164
8-3-1 光栅衍射现象 164
8-3-2 光栅衍射规律 165
8-3-3 光栅衍射条纹的特征 166
8-3-4 光栅光谱 168
8-4 光学仪器的分辨本领 169
8-4-1 圆孔的夫琅禾费衍射 169
8-4-2 光学仪器的分辨本领 169
8-5 X射线的衍射 171
8-5-1 X射线的衍射 171
8-5-2 布拉格公式 171
习题 172
第9章 光的偏振 176
9-1 光的偏振性 176
9-1-1 偏振现象与横波 176
9-1-2 自然光 偏振光 176
9-2 马吕斯定律 177
9-2-1 偏振片的起偏和检偏 177
9-2-2 马吕斯定律 178
9-3 反射光和折射光的偏振 布儒斯特定律 179
9-3-1 反射光和折射光的偏振 179
9-3-2 布儒斯特定律 179
9-4 光的双折射 181
9-4-1 双折射现象 181
9-4-2 寻常光非常光 181
9-4-3 晶体光学的几个概念 182
9-4-4 用惠更斯原理解释双折射现象 182
习题 184
第10章 光的量子性 186
10-1 关于光的本性的争论 186
10-2 热辐射普朗克量子假段设 187
10-2-1 热辐射 187
10-2-2 黑体 188
10-2-3 黑体辐射规律 188
10-2-4 普朗克量子假设 189
10-3 光电效应 191
10-3-1 光电效应 191
10-3-2 光电效应的实验规律 191
10-3-3 光子假说爱因斯坦方程 193
10-4 康普顿效应 194
10-4-1 康普顿效应的实验规律 194
10-4-2 康普顿效应的理论解释 195
10-4-3 光的波粒二象性 197
习题 198
第11章 量子力学基础 202
11-1 实物粒子的波粒二象性 202
11-1-1 德布罗意物质波假设 202
11-1-2 德布罗意波的实验验证 203
11-1-3 德布罗意波的统计解释 205
11-2 不确定关系 206
11-3 波函数 薛定谔方程 209
11-3-1 波函数 209
11-3-2 薛定谔方程 211
11-4 薛定谔方程的应用 213
11-4-1 一维无限深方势阱 213
11-4-2 隧道效应 215
11-5 氢原子 217
11-5-1 氢原子光谱的实验规律 217
11-5-2 玻尔的氢原子理论 218
11-5-3 氢原子的量子力学处理方法 222
11-5-4 多电子原子中电子分布 226
习题 227
第12章 静电场 230
12-1 静电场 电场强度 230
12-1-1 电荷 库仑定律 230
12-1-2 电场强度及其叠加原理 230
12-1-3 电场强度的计算 231
12-2 静电场的高斯定理 233
12-2-1 电场线 电场强度通量 233
12-2-2 高斯定理 234
12-2-3 高斯定理的应用 234
12-3 静电场的环路定理 电势 237
12-3-1 静电力的功 静电场的环路定理 237
12-3-2 电势能 电势 238
12-3-3 电势的计算 239
12-4 静电场中的导体与电介质 241
12-4-1 导体的静电平衡条件 241
12-4-2 静电平衡时导体的基本特性 241
12-4-3 静电场中的电介质 243
12-4-4 电位移 电介质中的高斯定理 244
12-5 电容 电容器 静电场的能量 245
12-5-1 孤立导体的电容 电容器 245
12-5-2 电容器的串联和并联 247
12-5-3 静电场的能量 248
习题 249
第13章 恒定磁场 254
13-1 磁场 磁感应强度 254
13-1-1 磁场 磁感应强度 254
13-1-2 毕奥-萨伐尔定律 255
13-2 磁场的高斯定理 安培环路定理 257
13-2-1 磁感应线 磁通量 257
13-2-2 磁场的高斯定理 258
13-2-3 安培环路定理 258
13-3 磁场对载流导线和运动电荷的作用 261
13-3-1 载流导线在磁场中受的安培力 261
13-3-2 载流线圈在磁场中受的磁力矩 262
13-3-3 磁场对运动电荷的作用 263
13-4 磁介质 264
13-4-1 磁介质及其磁化 264
13-4-2 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 265
13-4-3 铁磁质 266
习题 267
第14章 电磁感应与电磁场 267
14-1 法拉第电磁感应定律 动生电动势 272
14-1-1 法拉第电磁感应定律 272
14-1-2 动生电动势 273
14-2 感生电动势自感与互感磁场能量 276
14-2-1 感生电动势 276
14-2-2 自感 277
14-2-3 互感 278
14-2-4 磁场的能量 280
14-3 位移电流 麦克斯韦方程组积分形式 282
14-3-1 位移电流 282
14-3-2 全电流安培环路定理 283
14-3-3 麦克斯韦方程组积分形式 283
14-4 电磁波 284
14-4-1 平面电磁波的性质 284
14-4-2 电磁波的能量 285
14-4-3 电磁波谱 286
习题 287
第15章 气体动理论 290
15-1 气体动理论的基本概念 290
15-1-1 热力学系统 290
15-1-2 平衡态 平衡过程 291
15-1-3 状态参量 292
15-1-4 理想气体的物态方程 293
15-1-5 分子热运动的无序性 294
15-1-6 统计规律 295
15-2 理想气体的压强和温度公式 296
15-2-1 理想气体的微观模型 296
15-2-2 理想气体压强公式的推导 297
15-2-3 温度的本质和统计意义 299
15-3 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 301
15-3-1 自由度 301
15-3-2 能量按自由度均分定理 302
15-3-3 理想气体的内能 303
15-4 麦克斯韦速率分布律 304
15-4-1 速率分布函数 304
15-4-2 麦克斯韦速率分布律 306
15-4-3 三种速率 307
15-4-4 测定气体分子速率分布的实验 308
15-5 分子碰撞和平均自由程 310
习题 311
第16章 热力学基础 314
16-1 热力学第一定律 314
16-1-1 改变内能的方式 314
16-1-2 热力学第一定律的数学表达式 315
16-1-3 功 热量 内能 316
16-2 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 319
16-2-1 等体过程 319
16-2-2 等压过程 319
16-2-3 等温过程 321
16-2-4 绝热过程 322
16-3 循环过程 卡诺循环 325
16-3-1 循环过程 325
16-3-2 热机和制冷机 326
16-3-3 卡诺循环 329
16-4 热力学第二定律 331
16-4-1 可逆过程与不可逆过程 331
16-4-2 热力学第二定律 332
16-4-3 卡诺定理 333
16-5 热力学第二定律的统计意义和熵的概念 334
16-5-1 热力学第二定律的统计意义 334
16-5-2 熵 熵增加原理 336
16-5-3 熵的热力学表示 337
习题 338