目录 2
第9章 热力学基础 2
9-1 热力学的基本概念 2
9-1-1 热力学系统 2
9-1-2 平衡态 准静态过程 4
9-1-3 理想气体状态方程 5
9-2 热力学第一定律 7
9-2-1 改变系统内能的两条途径 热功当量 7
9-2-2 热力学第一定律的数学描述 8
9-2-3 准静态过程中热量、功和内能 8
9-3 热力学第一定律的应用 11
9-3-1 热力学的等值过程 11
9-3-2 绝热过程、多方过程 15
9-4 循环过程 19
9-4-1 循环过程 19
9-4-2 热机和制冷机 20
9-4-3 卡诺循环及其效率 21
9-5 热力学第二定律 24
9-5-1 热力学过程的方向性 24
9-5-2 热力学第二定律 25
9-5-3 卡诺定理 26
第10章 气体动理论 32
10-1 气体动理论的基本概念 32
10-1-1 分子动理论的基本观点 32
10-1-2 分子热运动与统计规律 33
10-2 理想气体状态方程的微观解释 34
10-2-1 理想气体压强的统计意义 34
10-1-3 理想气体的微观模型 34
10-2-2 温度的微观意义 36
10-2-3 理想气体状态方程的微观解释 37
10-2-4 真实气体的范德瓦尔斯方程 38
10-3 能量按自由度均分原理 41
10-3-1 自由度 41
10-3-2 能量按自由度均分原理 42
10-3-3 理想气体的内能 摩尔热容 43
10-4 麦克斯韦速率分布 45
10-4-1 麦克斯韦速率分布函数 45
10-4-2 气体分子速率分布的测定 47
10-4-3 三个统计速率 47
10-5-1 重力场中分子数密度分布 50
10-5 玻耳兹曼能量分布 50
10-5-2 玻耳兹曼能量分布 51
10-5-3 大气的垂直温度梯度 52
10-6 气体分子的平均自由程和碰撞频率 53
10-6-1 分子的平均碰撞频率 53
10-6-2 平均自由程 54
10-7 气体的输运现象 55
10-7-1 粘滞现象 55
10-7-2 热传导现象 56
10-7-3 扩散现象 57
10-8 熵与热力学第二定律 57
10-8-1 热力学第二定律的统计意义 57
10-8-2 熵与热力学概率 59
10-8-3 克劳修斯熵 熵增加原理 60
11-1 几何光学的基本定律 66
11-1-1 光的直线传播 66
第11章 几何光学 66
11-1-2 光的反射 67
11-1-3 光的折射 67
11-1-4 全反射 69
11-2 平面反射和平面折射成像 70
11-2-1 平面反射成像 70
11-2-2 平面折射成像 70
11-3 球面反射和球面折射成像 71
11-3-1 球面反射的成像公式 72
11-3-2 球面镜成像的作图法 73
11-3-3 球面镜的横向放大率 74
11-3-4 球面折射成像 75
11-4-1 薄透镜的成像公式 77
11-4 薄透镜成像 77
11-4-2 薄透镜焦点和焦距 79
11-4-3 薄透镜成像的作图法 80
11-5 光学仪器 81
11-5-1 照相机 81
11-5-2 眼睛 82
11-5-3 放大镜 83
11-5-4 显微镜 84
11-5-5 望远镜 85
第12章 波动光学 90
12-1 光的本性 90
12-1-1 微粒说与波动说之争 90
12-1-2 光的电磁本性 91
12-2 光的相干性 91
12-2-1 普通光源的发光机制 92
12-2-2 杨氏双缝实验 93
12-3 薄膜干涉 96
12-2-3 光程 96
12-3-1 等倾干涉 97
12-3-2 等厚干涉 101
12-3-3 迈克尔孙干涉仪 104
12-4 光的衍射 105
12-4-1 光的衍射现象 106
12-4-2 惠更斯-菲涅耳原理 107
12-4-3 夫琅禾费单缝衍射 107
12-4-4 单缝衍射的光强分布 110
12-4-5 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 111
12-4-6 平面衍射光栅 113
12-4-7 光栅衍射光谱的光强分布 115
12-4-8 X射线衍射 117
12-5-1 自然光与偏振光 118
12-5 光的偏振 118
12-5-2 偏振片 马吕斯定律 120
12-5-3 反射光、折射光及散射光的偏振性 121
12-6 光的双折射 123
12-6-1 光在晶体中的双折射 123
12-6-2 椭圆偏振光和圆偏振光波片 125
12-6-3 偏振光的干涉 126
12-6-4 光弹效应与旋光现象 127
第13章 狭义相对论 134
13-1 基于绝对时空的力学理论 134
13-1-1 牛顿的绝对时空观 134
13-1-2 伽利略变换 经典力学相对性原理 134
13-1-3 迈克尔孙-莫雷实验 135
13-2-1 狭义相对论基本原理 137
13-2-2 时空的相对性 137
13-2 狭义相对论基本原理与时空的相对性 137
13-3 洛仑兹变换 141
13-3-1 洛仑兹变换 141
13-3-2 相对论速度变换 143
13-4 光的多普勒效应 144
13-5 相对论与电磁特性 146
13-6 相对论动力学 147
13-6-1 相对论质量与动量 147
13-6-2 相对论动力学的基本方程 148
13-6-3 相对论能量 148
第14章 广义相对论 156
14-1 广义相对论基本原理 156
14-1-1 等效原理与局域惯性系 156
14-1-2 广义相对性原理 157
14-2 弯曲的时空 158
14-2-1 弯曲的时空 158
14-2-2 引力场中的时空特性 158
14-2-3 场方程 160
14-3 广义相对论的实验验证 161
14-3-1 光线在引力场中弯曲 161
14-3-2 水星近日点的进动 162
14-3-3 引力红移 162
14-4 黑洞 163
14-4-1 黑洞 163
14-4-2 探索黑洞 165
第15章 量子物理 168
15-1 黑体辐射和普朗克能量子假设 168
15-1-1 黑体辐射 168
15-1-2 普朗克公式 普朗克量子假设 170
15-2-1 光电效应 172
15-2 光电效应 爱因斯坦光量子理论 172
15-2-2 爱因斯坦光量子理论 174
15-2-3 光的波粒二象性 175
15-3 康普顿效应 177
15-3-1 康普顿效应的实验规律 177
15-3-2 康普顿效应的量子解释 178
15-4 氢原子光谱和玻尔理论 180
15-4-1 氢原子光谱 180
15-4-2 原子的经典模型 181
15-4-3 玻尔的氢原子理论 182
15-5 粒子的波动性 185
15-5-1 德布罗意波 185
15-5-2 物质波的实验验证 186
15-6-1 德布罗意波的统计诠释 188
15-6 德布罗意波的统计诠释不确定关系 188
15-6-2 不确定关系 189
15-7 波函数 薛定谔方程 191
15-7-1 波函数 192
15-7-2 薛定谔方程的一般形式 193
15-7-3 一维定态不含时薛定谔方程 195
15-8 一维定态问题 195
15-8-1 一维无限深势阱 196
15-8-2 一维势垒 隧道效应 197
15-8-3 扫描隧道显微镜 200
15-8-4 一维谐振子 201
15-9 氢原子结构 202
15-9-1 氢原子的薛定谔方程 202
15-9-2 三个量子数 角动量量子化 203
15-9-3 氢原子中电子的概率分布 204
15-10-1 电子的轨道磁矩 206
15-10 电子的磁矩 原子的壳层结构 206
15-10-2 电子的自旋 207
15-10-3 原子的壳层结构 209
15-11 激光 212
15-11-1 光的吸收和辐射 212
15-11-2 粒子数反转 213
15-11-3 光学谐振腔 214
15-11-4 激光的特性 215
第16章 原子核物理 220
16-1 原子核的基本性质 220
16-1-1 原子核的构成 220
16-1-2 核的自旋和磁矩 221
16-2-1 原子核的结合能 222
16-2 原子核的结合能 核力 222
16-2-2 核力 223
16-3 原子核的稳定性和放射性 225
16-3-1 原子核的稳定性 225
16-3-2 放射性 226
16-3-3 放射性衰变规律 半衰期 228
16-3-4 放射性辐射的生物效应 230
16-4 原子核裂变和聚变 232
16-4-1 原子核裂变 232
16-4-2 原子核聚变 234
16-4-3 热核聚变的几种约束 235
第17章 粒子物理简介 238
17-1 基本粒子 238
17-1-1 基本粒子——一个历史的概念 238
17-1-2 粒子的相互作用 239
17-1-3 粒子的分类 240
17-2 守恒定律 241
17-2-1 重子数和轻子数 242
17-2-2 同位旋I和同位旋分量Iz 242
17-2-3 奇异数 242
17-2-4 正反共轭和宇称 243
17-3 夸克 标准模型 244
17-3-1 夸克模型 245
17-3-2 标准模型 246
第18章 固体物理简介 250
18-1 晶格的结构 250
18-1-1 晶格 250
18-1-2 几种常见的晶体结构 250
18-2-1 结合力与晶体分类 251
18-2 晶体的结合类型与能带 251
18-2-2 能带 252
18-3 金属的自由电子模型 254
18-3-1 电子的态密度 255
18-3-2 费米-狄拉克分布 255
18-4 半导体 257
18-4-1 半导体的结构与特性 257
18-4-2 pn结 259
18-4-3 半导体器件 260
附录 263
附录1 基本物理常量 263
附录2 国际单位制 264
附录3 地球和太阳的一些常用数据 266
习题答案 267
参考文献 270