第1章 物质结构 1
1.1 原子和分子 2
1 原子结构 2
2 分子结构 9
1.2 物质存在的形态 18
1 气体 19
2 固体 23
3 液体 28
思考题 33
第2章 经典力学 35
2.1 运动及其描述 36
1 空间和时间 37
2 运动的描述 42
3 伽利略变换 46
2.2 质点动力学 48
1 力 49
2质点动力学方程 52
3动量和冲量 59
4能量 60
5机械振动 65
2.3 曲线运动 71
1 曲线运动 71
2行星的运动 76
2.4 观测系中的牛顿第二定律 83
1有关绝对参考系的讨论 83
2非惯性参考系 85
3测量本征加速度 87
2.5 质点系 87
1 两体运动 88
2质点系的动量 92
3质点系的能量 94
4碰撞 97
5质点系的角动量 99
6质点系对质心的角动量 100
2.6 刚体 101
1平动和转动 101
2刚体转动的描述 102
3刚体的角动量 105
4刚体的转动动能 109
5刚体的一般运动 112
6刚体的平衡 113
7进动 114
2.7 自由度及相关分析 115
1相空间 115
2 自由度 117
3自由度分析的意义 119
2.8 流体 123
1流体运动的基本概念 123
2连续性方程 125
3欧拉方程 127
4实际流体 131
5物态方程 131
6初始条件和边界条件 132
7数值计算方法 133
2.9 流体中的声波 134
1波动的基本概念 134
2波动方程 137
3波动与振动的关系 140
4波的能量和能流 142
5驻波 145
6波源 148
7超声波和次声波 150
8多普勒效应 151
思考题 153
习题 155
第3章 热学 160
3.1 气体热力学 164
1气体的微观分子图像 164
2气体分子自由度和碰撞 165
3均匀气体的热力学状态 166
4理想气体的热能与温度 169
5气体的宏观热力学参量 171
6理想气体的物态方程 172
7理想气体的热容 174
8非理想气体的热能和物态方程 174
9气体热力学中能量传输过程 178
10理想气体的热力学过程 180
11理想气体的卡诺循环 181
12气体热机的基本原理 182
3.2 气体的热力学非平衡过程 185
1 局域平衡态、热力学第二定律的含义 186
2分子分布函数 186
3均匀平衡态分布函数——麦克斯韦速度分布 187
4局域平衡态分布函数——玻耳兹曼分子数密度分布 191
5分布函数随时间的演化 192
6 H定理 193
7气体热力学状态的熵 194
8热力学第二定律 197
9卡诺定理 199
10热力学函数 199
11输运过程 201
3.3 热力学的基本原理 205
1 固体和液体的运动模式 205
2 固体和液体热力学与气体热力学的关系 209
3热平衡条件 213
3.4 相变 215
1相变过程 215
2多相共存 218
3蒸发与升华 219
4自然界中的水循环 220
思考题 222
习题 223
第4章 电磁学 225
4.1 库仑定律 226
1 电荷 226
2库仑定律 226
4.2 真空中的静电场 228
1电场 228
2电场强度 228
3高斯定理 环路定理 231
4电势 235
5带电体在电场中受力及其运动 240
4.3 静电场与物质的相互作用 241
1静电场与导体的相互作用 241
2静电场与电介质的相互作用 244
3电容器及其电容 248
4电场的能量 252
4.4 电势的泊松方程 边界条件 253
1泊松方程 253
2边界条件 254
4.5 恒定电流 255
1恒定电流 256
2电源及其电动势 258
3欧姆定律及其微分形式 258
4稳恒电路分析 261
4.6 恒定磁场及其性质 265
1磁现象 265
2磁场的描述 266
3毕奥－萨伐尔定律 268
4磁场的高斯定理 271
5磁场的安培环路定理 271
4.7 磁场对运动电荷及电流的作用 274
1磁场对运动电荷的作用 274
2磁场对载流导线的作用 279
4.8 磁介质 281
1介质的磁化 281
2有磁介质时的安培环路定理 高斯定理 283
3铁磁质 284
4.9 电磁感应 287
1电磁感应定律 288
2动生电动势 291
3感生电动势 293
4自感和互感 295
5磁场能量 297
4.10 交流电路 298
1交流电的概念 299
2交流电路分析 303
思考题 305
习题 307
第5章 电磁波及信息传输 313
5.1 麦克斯韦方程组 314
1矢量运算与微分 314
2涡旋电场和位移电流 315
3麦克斯韦方程组 318
4电磁场的边界条件 319
5电磁波源与传播 320
5.2 电磁波的传播 321
1均匀介质中的电磁波波动方程 321
2平面电磁波 322
3电磁波的叠加原理 325
4群速度 326
5傅里叶分析概述 327
6电磁波的频谱分布 329
5.3 球面电磁波 331
1球面电磁波 331
2相干球面电磁波的信息传送 334
3电磁波图像传输 336
5.4 电磁波的反射与折射 340
1 电磁波在介质界面上的反射与折射 341
2介质的折射率 344
5.5 不同频段电磁波的产生和传播 346
1无线电波的几种传播方式 346
2电磁波的产生 348
3电磁波的应用与发展 352
5.6 几何光学 355
1几何光学近似的物理基础 355
2几何光学中的基本概念 356
3球面介质成像的傍轴条件 356
4平面反射镜和球面反射镜成像 357
5薄透镜成像 358
6光学成像中的像差与色差 360
7人眼结构与成像原理 362
8光的偏振 363
5.7 半球面波的相干叠加 图形传播与处理 369
1光学系统中的光源及半球面波 370
2多个相干点光源的干涉 371
3图像传输及光学系统 377
思考题 382
习题 383
第6章 狭义相对论 385
6.1 洛伦兹变换 386
1相对论的产生 386
2洛伦兹变换关系 389
6.2 相对论的质能公式 394
1相对论动量和能量 394
2相对论质能公式 396
思考题 399
习题 400
习题答案 401