第1章 原子的运动 1
1-1 引言 1
1-2 物质是原子构成的 2
1-3 原子过程 5
1-4 化学反应 7
第2章 基本物理 11
2-1 引言 11
2-2 1920年以前的物理学 13
2-3 量子物理学 16
2-4 原子核与粒子 18
第3章 物理学与其他科学的关系 22
3-1 引言 22
3-2 化学 22
3-3 生物学 23
3-4 天文学 28
3-5 地质学 29
3-6 心理学 30
3-7 情况何以会如此 31
第4章 能量守恒 33
4-1 什么是能量 33
4-2 重力势能 34
4-3 动能 38
4-4 能量的其他形式 39
第5章 时间与距离 42
5-1 运动 42
5-2 时间 42
5-3 短的时间 43
5-4 长的时间 45
5-5 时间的单位和标准 47
5-6 长的距离 47
5-7 短的距离 50
第6章 概率 54
6-1 机会和可能性 54
6-2 涨落 56
6-3 无规行走 59
6-4 概率分布 62
6-5 不确定性原理 64
第7章 万有引力理论 67
7-1 行星运动 67
7-2 开普勒定律 67
7-3 动力学的发展 68
7-4 牛顿引力定律 69
7-5 万有引力 72
7-6 卡文迪什实验 76
7-7 什么是引力 77
7-8 引力与相对论 79
第8章 运动 80
8-1 运动的描述 80
8-2 速率 82
8-3 速率作为导数 85
8-4 距离作为积分 86
8-5 加速度 88
第9章 牛顿的动力学定律 91
9-1 动量和力 91
9-2 速率与速度 92
9-3 速度、加速度以及力的分量 93
9-4 什么是力 94
9-5 动力学方程的含义 95
9-6 方程的数值解 95
9-7 行星运动 97
第10章 动量守恒 102
10-1 牛顿第三定律 102
10-2 动量守恒 103
10-3 动量是守恒的 105
10-4 动量和能量 108
10-5 相对论性动量 110
第11章 矢量 112
11-1 物理学中的对称性 112
11-2 平移 113
11-3 转动 114
11-4 矢量 117
11-5 矢量代数 118
11-6 牛顿定律的矢量表示法 120
11-7 矢量的标积 121
第12章 力的特性 124
12-1 什么是力 124
12-2 摩擦力 126
12-3 分子力 129
12-4 基本力、场 130
12-5 赝力 133
12-6 核力 135
第13章 功与势能（上） 136
13-1 落体的能量 136
13-2 万有引力所做的功 139
13-3 能量的求和 142
13-4 巨大物体的引力场 143
第14章 功与势能（下） 146
14-1 功 146
14-2 约束运动 147
14-3 保守力 148
14-4 非保守力 151
14-5 势与场 152
第15章 狭义相对论 156
15-1 相对性原理 156
15-2 洛伦兹变换 158
15-3 迈克耳逊-莫雷实验 159
15-4 时间的变换 161
15-5 洛伦兹收缩 163
15-6 同时性 163
15-7 四维矢量 164
15-8 相对论动力学 165
15-9 质能相当性 166
第16章 相对论中的能量与动量 168
16-1 相对论与哲学家 168
16-2 孪生子佯谬 170
16-3 速度的变换 171
16-4 相对论性质量 173
16-5 相对论性能量 176
第17章 时空 178
17-1 时空几何学 178
17-2 时空间隔 180
17-3 过去，现在和将来 181
17-4 四维矢量的进一步讨论 182
17-5 四维矢量代数 184
第18章 二维空间中的转动 187
18-1 质心 187
18-2 刚体的转动 189
18-3 角动量 191
18-4 角动量守恒 193
第19章 质心、转动惯量 195
19-1 质心的性质 195
19-2 质心位置的确定 198
19-3 转动惯量的求法 199
19-4 转动动能 201
第20章 空间转动 204
20-1 三维空间中的转矩 204
20-2 用叉积表示的转动方程式 208
20-3 回转仪 209
20-4 固体的角动量 211
第21章 谐振子 213
21-1 线性微分方程 213
21-2 谐振子 213
21-3 简谐运动和圆周运动 216
21-4 初始条件 217
21-5 受迫振动 218
第22章 代数学 220
22-1 加法和乘法 220
22-2 逆运算 221
22-3 抽象和推广 222
22-4 无理数的近似计算 223
22-5 复数 226
22-6 虚指数 229
第23章 共振 231
23-1 复数和简谐运动 231
23-2 有阻尼的受迫振子 233
23-3 电共振 235
23-4 自然界中的共振现象 237
第24章 瞬变态 242
24-1 振子的能量 242
24-2 阻尼振动 244
24-3 电瞬变态 246
第25章 线性系统及其综述 249
25-1 线性微分方程 249
25-2 解的叠加 250
25-3 线性系统中的振动 253
25-4 物理学中的类比 255
25-5 串联和并联阻抗 257
第26章 光学：最短时间原理 259
26-1 光 259
26-2 反射与折射 260
26-3 费马最短时间原理 261
26-4 费马原理的应用 263
26-5 费马原理的更精确表述 267
26-6 最短时间原理是怎样起作用的 268
第27章 几何光学 269
27-1 引言 269
27-2 球面的焦距 269
27-3 透镜的焦距 272
27-4 放大率 274
27-5 透镜组 275
27-6 像差 276
27-7 分辨本领 276
第28章 电磁辐射 278
28-1 电磁学 278
28-2 辐射 280
28-3 偶极辐射子 282
28-4 干涉 283
第29章 干涉 285
29-1 电磁波 285
29-2 辐射的能量 286
29-3 正弦波 287
29-4 两个偶极辐射子 288
29-5 干涉的数学 290
第30章 衍射 294
30-1 n个相同振子的合振幅 294
30-2 衍射光栅 296
30-3 光栅的分辨本领 299
30-4 抛物形天线 300
30-5 彩色薄膜、晶体 301
30-6 不透明屏的衍射 302
30-7 振荡电荷组成的平面所产生的场 304
第31章 折射率的起源 307
31-1 折射率 307
31-2 物质引起的场 310
31-3 色散 312
31-4 吸收 314
31-5 电波所携带的能量 315
31-6 屏的衍射 316
第32章 辐射阻尼、光的散射 318
32-1 辐射电阻 318
32-2 能量辐射率 319
32-3 辐射阻尼 320
32-4 独立的辐射源 322
32-5 光的散射 323
第33章 偏振 327
33-1 光的电矢量 327
33-2 散射光的偏振性 328
33-3 双折射 329
33-4 起偏振器 331
33-5 旋光性 332
33-6 反射光的强度 332
33-7 反常折射 334
第34章 辐射中的相对论性效应 337
34-1 运动辐射源 337
34-2 求“表观”运动 338
34-3 同步辐射 340
34-4 宇宙中的同步辐射 342
34-5 轫致辐射 343
34-6 多普勒效应 343
34-7 ω，k四元矢量 345
34-8 光行差 347
34-9 光的动量 347
第35章 色视觉 349
35-1 人眼 349
35-2 颜色依赖于光的强度 350
35-3 色感觉的测量 352
35-4 色品图 355
35-5 色视觉的机制 356
35-6 色视觉的生理化学 358
第36章 视觉的机制 361
36-1 颜色的感觉 361
36-2 眼睛的生理学 363
36-3 视杆细胞 366
36-4 （昆虫的）复眼 367
36-5 其他的眼睛 370
36-6 视觉的神经学 371
第37章 量子行为 376
37-1 原子力学 376
37-2 子弹实验 377
37-3 波的实验 378
37-4 电子的实验 380
37-5 电子波的干涉 381
37-6 追踪电子 382
37-7 量子力学的基本原理 385
37-8 不确定性原理 386
第38章 波动观点与粒子观点的关系 388
38-1 概率波幅 388
38-2 位置与动量的测量 389
38-3 晶体衍射 392
38-4 原子的大小 393
38-5 能级 395
38-6 哲学含义 396
第39章 气体分子动理论 399
39-1 物质的性质 399
39-2 气体的压强 400
39-3 辐射的压缩性 404
39-4 温度和动能 405
39-5 理想气体定律 408
第40章 统计力学原理 411
40-1 大气的指数变化律 411
40-2 玻尔兹曼定律 412
40-3 液体的蒸发 413
40-4 分子的速率分布 415
40-5 气体比热 418
40-6 经典物理的失败 419
第41章 布朗运动 422
41-1 能量均分 422
41-2 辐射的热平衡 424
41-3 能量均分与量子振子 428
41-4 无规行走 430
第42章 分子动理论的应用 433
42-1 蒸发 433
42-2 热离子发射 436
42-3 热电离 437
42-4 化学动力学 439
42-5 爱因斯坦辐射律 440
第43章 扩散 444
43-1 分子间的碰撞 444
43-2 平均自由程 446
43-3 漂移速率 447
43-4 离子电导率 449
43-5 分子扩散 450
43-6 热导率 453
第44章 热力学定律 455
44-1 热机、第一定律 455
44-2 第二定律 457
44-3 可逆机 458
44-4 理想热机的效率 461
44-5 热力学温度 463
44-6 熵 465
第45章 热力学示例 469
45-1 内能 469
45-2 应用 472
45-3 克劳修斯-克拉珀龙方程 475
第46章 棘轮和掣爪 479
46-1 棘轮是怎样工作的 479
46-2 作为热机的棘轮 480
46-3 力学中的可逆性 482
46-4 不可逆性 483
46-5 序与熵 485
第47章 声、波动方程 488
47-1 波 488
47-2 声的传播 490
47-3 波动方程 491
47-4 波动方程的解 493
47-5 声速 494
第48章 拍 496
48-1 两列波的相加 496
48-2 拍符和调制 498
48-3 旁频带 499
48-4 定域波列 501
48-5 粒子的概率幅 503
48-6 三维空间的波 504
48-7 简正模式 505
第49章 波模 507
49-1 波的反射 507
49-2 具有固有频率的约束波 508
49-3 二维波模 510
49-4 耦合摆 513
49-5 线性系统 514
第50章 谐波 516
50-1 乐音 516
50-2 傅里叶级数 517
50-3 音色与谐和 518
50-4 傅里叶系数 520
50-5 能量定理 523
50-6 非线性响应 524
第51章 波 527
51-1 舷波 527
51-2 冲击波 528
51-3 固体中的波 531
51-4 表面波 534
第52章 物理定律的对称性 538
52-1 对称操作 538
52-2 空间与时间的对称性 538
52-3 对称性与守恒定律 541
52-4 镜面反射 541
52-5 极矢量与轴矢量 544
52-6 哪一只是右手 545
52-7 宇称不守恒 546
52-8 反物质 547
52-9 对称破缺 549
索引 550
附录 556