第7章 气体动理论 1
7.1平衡态 温度和理想气体的状态方程 1
7.1.1热力学系统 平衡态 状态参量 1
7.1.2温度 热力学第零定律 温标 3
7.1.3理想气体状态方程 4
7.2理想气体压强 温度的微观意义 5
7.2.1理想气体的微观模型 5
7.2.2理想气体的压强 6
7.2.3温度的微观意义 8
7.3能量均分定理 理想气体的内能 9
7.3.1自由度 9
7.3.2能量均分定理 11
7.3.3理想气体的内能 12
7.4麦克斯韦速率分布律 13
7.4.1速率分布函数 13
7.4.2麦克斯韦速率分布律 14
7.4.3三种统计速率 15
7.5气体的输运现象 分子的碰撞 19
7.5.1分子的平均碰撞频率 20
7.5.2平均自由程 20
7.5.3黏滞现象 21
7.5.4热传导现象 22
7.5.5扩散现象 23
提要 25
思考题 26
习题 27
第8章 热力学基础 29
8.1热力学第一定律 29
8.1.1准静态过程 29
8.1.2功 热量 内能 31
8.1.3热力学第一定律 35
8.1.4摩尔热容 35
8.2理想气体的几个特殊过程 36
8.2.1等容过程——气体的摩尔定容热容 37
8.2.2等压过程——气体的摩尔定压热容 38
8.2.3等温过程 39
8.2.4绝热过程 42
8.2.5多方过程 45
8.3循环过程 卡诺循环 48
8.3.1循环过程 48
8.3.2热机 制冷机与热泵 49
8.3.3卡诺循环 53
8.4热力学第二定律 57
8.4.1自然过程的方向 57
8.4.2可逆过程和不可逆过程 58
8.4.3热力学第二定律的两种主要表述 59
8.4.4开尔文表述与克劳修斯表述的等效性 60
8.5卡诺定理 60
8.5.1卡诺定理 61
8.5.2卡诺定理的证明 61
8.6熵与熵增加原理 62
8.6.1克劳修斯等式 62
8.6.2熵 63
8.6.3克劳修斯不等式 64
8.6.4熵增加原理 65
8.7热力学第二定律的本质和熵的统计意义 66
8.7.1几个重要概念 66
8.7.2热力学第二定律的本质 68
8.7.3熵的统计意义 68
8.7.4熵变的计算 68
提要 70
思考题 71
习题 74
第9章 振动和波 79
9.1简谐振动 79
9.1.1简谐振动的特征 79
9.1.2简谐振动的特征物理量 82
9.1.3简谐振动的旋转矢量表示法 83
9.1.4几种常见的简谐振动 87
9.1.5简谐振动的能量 89
9.2阻尼振动 受迫振动 共振 91
9.2.1阻尼振动 91
9.2.2受迫振动 93
9.2.3共振 94
9.3电磁振荡 94
9.3.1振荡电路 无阻尼自由电磁振荡 94
9.3.2阻尼振荡 96
9.4振动的合成 96
9.4.1两个同方向同频率简谐振动的合成 96
9.4.2两个同方向不同频率简谐振动的合成 98
9.4.3两个同频率相互垂直简谐振动的合成 100
9.5简谐波 101
9.5.1机械波的产生 102
9.5.2简谐波的波函数 105
9.5.3简谐波的能量 109
9.6波的叠加 驻波 112
9.6.1惠更斯原理 112
9.6.2波的干涉 114
9.6.3驻波 117
9.7声波 121
9.7.1声波 121
9.7.2超声波 122
9.7.3次声波 123
9.8电磁波 123
9.8.1电磁波的产生与传播 123
9.8.2电磁波的特性 124
9.8.3电磁波的能量 125
9.8.4电磁波的动量 126
9.8.5电磁波谱 127
提要 128
思考题 129
习题 131
第10章 波动光学 135
10.1光的干涉 136
10.1.1光源 136
10.1.2相干光 136
10.1.3获得相干光的方法 136
10.1.4光程 光程差 137
10.2杨氏双缝干涉 139
10.2.1杨氏双缝干涉实验 140
10.2.2光波的空间相干性 142
10.2.3劳埃德镜 143
10.3薄膜干涉 144
10.3.1薄膜干涉 144
10.3.2劈尖 牛顿环 148
10.3.3迈克耳孙干涉仪 155
10.4光的衍射 158
10.4.1光的衍射现象 158
10.4.2惠更斯-菲涅耳原理 159
10.4.3衍射的分类 161
10.5夫琅和费衍射 161
10.5.1单缝衍射 161
10.5.2圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 165
10.6光栅衍射 168
10.6.1衍射光栅 169
10.6.2光栅方程 170
10.6.3谱线的缺级 172
10.6.4衍射光谱 174
10.7光的偏振 175
10.7.1自然光与偏振光 175
10.7.2偏振光的应用 177
10.8马吕斯定律 177
10.8.1起偏和检偏 177
10.8.2马吕斯定律 178
10.9反射光和折射光的偏振 179
10.9.1反射起偏 180
10.9.2布儒斯特定律 180
10.9.3透射起偏 181
10.10双折射 182
10.10.1 o光和e光 182
10.10.2人工双折射 184
提要 184
思考题 187
习题 189
第11章 量子物理基础 193
11.1热辐射 普朗克能量子假说 194
11.1.1热辐射现象 194
11.1.2研究热辐射的理想模型——黑体 195
11.1.3黑体辐射的实验定律 195
11.1.4经典物理学遇到的困难 197
11.1.5普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 198
11.2光电效应 康普顿效应 199
11.2.1光电效应 199
11.2.2康普顿效应 204
11.2.3光电效应与康普顿效应的关系 209
11.3物质的本性 209
11.3.1光的波粒二象性 209
11.3.2德布罗意波 210
11.3.3德布罗意假设的实验证明 212
11.4玻尔的氢原子理论 214
11.4.1玻尔氢原子理论思想的来源 214
11.4.2玻尔的氢原子理论 217
11.5薛定谔方程 220
11.5.1不确定关系 220
11.5.2波函数及其统计解释 223
11.5.3薛定谔方程 225
11.6薛定谔方程的应用举例 228
11.6.1一维无限深势阱 228
11.6.2一维方势垒 隧道效应 230
11.6.3量子力学中的原子结构问题 231
11.7激光原理 234
11.7.1激光产生的物理基础 235
11.7.2激光器 237
11.7.3激光束的特性和应用 238
提要 240
思考题 243
习题 245
第12章 狭义相对论简介 248
12.1经典力学的时空观 248
12.1.1伽利略变换 牛顿力学相对性原理 248
12.1.2经典力学的时空观 249
12.2迈克耳孙-莫雷实验 250
12.2.1寻找以太的努力 250
12.2.2迈克耳孙-莫雷实验 250
12.3狭义相对论的基本原理 252
12.4狭义相对论的时空观 253
12.4.1必须修改牛顿力学的时空观 253
12.4.2同时的相对性 254
12.4.3长度的相对性 256
12.5洛伦兹变换 257
12.5.1洛伦兹坐标变换 257
12.5.2洛伦兹速度变换 258
12.6支持洛伦兹变换的实验 259
12.6.1地球上的μ子流 259
12.6.2 π介子的寿命 259
12.6.3斯坦辐直线加速器中的电子 259
12.6.4双胞胎效应 259
12.7狭义相对论的动量和能量 260
12.7.1动量与速度的关系 260
12.7.2狭义相对论力学的基本方程 261
12.7.3质量与能量的关系 261
12.7.4动量与能量的关系 262
提要 263
思考题 264
习题 265
附录 数学基础 266
习题参考答案 273
参考文献 279