第8章 热力学基础 1
8-1 热力学的基本概念 2
8-1-1 热力学系统 2
8-1-2 平衡态 准静态过程 4
8-1-3 理想气体物态方程 5
8-2 热力学第一定律 7
8-2-1 改变系统内能的两条途径 热功当量 7
8-2-2 热力学第一定律的数学描述 8
8-2-3 准静态过程中的热量、功和内能 8
8-3 热力学第一定律的应用 11
8-3-1 热力学的等值过程 11
8-3-2 绝热过程 14
8-4 循环过程 17
8-4-1 循环过程 17
8-4-2 热机和制冷机 18
8-4-3 卡诺循环及其效率 19
8-5 热力学第二定律 22
8-5-1 热力学过程的方向性 22
8-5-2 热力学第二定律 23
8-5-3 卡诺定理 24
思考题 24
习题 25
第9章 气体动理论 27
9-1 气体动理论的基本概念 28
9-1-1 分子动理论的基本观点 28
9-1-2 分子热运动与统计规律 29
9-2 麦克斯韦速率分布 30
9-2-1 麦克斯韦速率分布函数 30
9-2-2 三个统计速率 31
9-3 理想气体物态方程的微观解释 34
9-3-1 理想气体的微观模型 34
9-3-2 理想气体压强的微观统计意义 34
9-3-3 温度的微观统计意义 36
9-3-4 理想气体物态方程的微观解释 37
9-4 能量按自由度均分定理 38
9-4-1 自由度 38
9-4-2 能量按自由度均分定理 39
9-4-3 理想气体的内能 摩尔热容 40
9-5 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 42
9-5-1 平均碰撞频率 42
9-5-2 平均自由程 43
9-6 熵与热力学第二定律 44
9-6-1 热力学第二定律的统计意义 44
9-6-2 熵与热力学概率 45
9-6-3 克劳修斯熵 熵增加原理 46
思考题 49
习题 49
第10章 振动和波动 51
10-1 简谐运动 52
10-1-1 简谐运动的基本特征 52
10-1-2 描述简谐运动的物理量 53
10-1-3 简谐运动的旋转矢量表示法 56
10-1-4 简谐运动的能量 59
10-2 振动的合成 61
10-2-1 两个同方向同频率的简谐运动的合成 61
10-2-2 两个同方向不同频率简谐运动的合成 63
10-3 阻尼振动、受迫振动和共振 65
10-3-1 阻尼振动 65
10-3-2 受迫振动和共振 67
10-4 机械波的产生和传播 69
10-4-1 机械波的产生条件 69
10-4-2 波动过程的描述 70
10-5 平面简谐波 72
10-5-1 平面简谐波的波动表达式 73
10-5-2 波的能量 76
10-6 声波、超声波和次声波 79
10-6-1 声波 79
10-6-2 超声和次声 81
10-7 波的干涉和波的衍射 83
10-7-1 波的叠加原理 83
10-7-2 波的干涉 84
10-7-3 驻波和半波损失 86
10-7-4 惠更斯原理 波的衍射现象 90
10-7-5 波的反射与折射 92
10-8 多普勒效应 93
思考题 95
习题 96
第11章 几何光学 101
11-1 几何光学的基本定律 102
11-1-1 光的直线传播 102
11-1-2 光的反射 103
11-1-3 光的折射 103
11-1-4 全反射 105
11-2 平面反射和平面折射成像 106
11-2-1 平面反射成像 106
11-2-2 平面折射成像 106
11-3 球面反射和球面折射成像 107
11-3-1 球面反射的成像公式 108
11-3-2 球面镜成像的作图法 109
11-3-3 球面镜的横向放大率 110
11-3-4 球面折射成像 111
11-4 薄透镜成像 113
11-4-1 薄透镜的成像公式 113
11-4-2 薄透镜的焦点和焦距 115
11-4-3 薄透镜成像的作图法 116
思考题 117
习题 118
第12章波动光学 119
12-1 光的本性 120
12-2 光的相干性 121
12-2-1 普通光源的发光机制 121
12-2-2 杨氏双缝实验 122
12-2-3 光程 125
12-3 薄膜干涉 126
12-3-1 等倾干涉 126
12-3-2 等厚干涉 131
12-3-3 迈克耳孙干涉仪 134
12-4 光的衍射 135
12-4-1 光的衍射现象 135
12-4-2 惠更斯-菲涅耳原理 136
12-4-3 夫琅禾费单缝衍射 137
12-4-4 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 139
12-4-5 平面衍射光栅 141
12-4-6 光栅衍射光谱的光强分布 142
12-5 光的偏振 144
12-5-1 自然光与偏振光 144
12-5-2 偏振片 马吕斯定律 145
12-5-3 反射光和折射光的偏振性 147
思考题 148
习题 149
第13章 狭义相对论 153
13-1 基于绝对时空的力学理论 154
13-1-1 牛顿的绝对时空观 154
13-1-2 伽利略变换 经典力学相对性原理 154
13-2 狭义相对论基本原理与时空的相对性 155
13-2-1 狭义相对论基本原理 155
13-2-2 时空的相对性 156
13-3 洛伦兹变换 160
13-3-1 洛伦兹变换 160
13-3-2 相对论速度变换 161
13-4 光的多普勒效应 163
13-5 相对论与电磁特性 164
13-6 相对论动力学 165
13-6-1 相对论质量与动量 165
13-6-2 相对论动力学的基本方程 166
13-6-3 相对论能量 167
思考题 170
习题 170
第14章 量子物理 173
14-1 黑体辐射和普朗克能量子假设 174
14-1-1 黑体辐射 174
14-1-2 普朗克公式 普朗克量子假设 176
14-2 光电效应 爱因斯坦光量子理论 178
14-2-1 光电效应 178
14-2-2 爱因斯坦光量子理论 180
14-2-3 光的波粒二象性 181
14-3 康普顿效应 183
14-3-1 康普顿效应的实验规律 183
14-3-2 康普顿效应的量子解释 184
14-4 氢原子光谱和玻尔理论 186
14-4-1 氢原子光谱 186
14-4-2 原子的经典模型 187
14-4-3 玻尔的氢原子理论 188
14-5 粒子的波动性 191
14-5-1 德布罗意波 191
14-5-2 物质波的实验验证 192
14-6 德布罗意波的统计诠释不确定关系 194
14-6-1 德布罗意波的统计诠释 194
14-6-2 不确定关系 195
14-7 波函数 薛定谔方程 197
14-7-1 波函数 198
14-7-2 薛定谔方程的一般形式 199
14-7-3 一维定态不含时薛定谔方程 201
14-8 一维定态问题 201
14-8-1 一维无限深势阱 202
14-8-2 一维势垒 隧道效应 203
14-8-3 扫描隧穿显微镜 206
14-9 激光 206
14-9-1 光的吸收和辐射 207
14-9-2 粒子数反转 207
14-9-3 光学谐振腔 209
14-9-4 激光的特性 210
思考题 210
习题 211