第9章 气体动理论 1
9.1气体动理论的基本概念 2
9.1.1分子热运动 2
9.1.2分子热运动的统计规律 3
9.2理想气体的物态方程 4
9.2.1平衡态 4
9.2.2气体的状态参量 5
9.2.3理想气体的物态方程 5
9.3理想气体的压强和温度 6
9.3.1理想气体的微观模型及统计假设 6
9.3.2压强公式及其统计意义 7
9.3.3温度公式及其统计意义 9
9.4能量均分定理 理想气体的内能 9
9.4.1自由度 10
9.4.2能量均分定理 11
9.4.3理想气体的内能 12
9.5麦克斯韦速率分布 13
9.5.1麦克斯韦速率分布函数 14
9.5.2三种统计速率 15
9.5.3气体分子速率分布的测定 17
9.6玻尔兹曼能量分布 18
9.6.1玻尔兹曼能量分布律 18
9.6.2重力场中的等温气压公式 19
9.7气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 20
思考题 22
习题 23
第10章 热力学基础 25
10.1热力学基本概念 25
10.1.1准静态过程 25
10.1.2内能、功和热量 26
10.2热力学第一定律 28
10.3理想气体的等值过程 摩尔热容 29
10.3.1等体过程 摩尔定容热容 29
10.3.2等压过程 摩尔定压热容 30
10.3.3等温过程 32
10.4理想气体的绝热过程 33
10.4.1绝热过程 33
10.4.2多方过程 35
10.5循环过程 卡诺循环 36
10.5.1循环过程 36
10.5.2热机和制冷机 37
10.5.3卡诺循环 39
10.6热力学第二定律 卡诺定理 42
10.6.1热力学过程的方向性 42
10.6.2热力学第二定律 43
10.6.3卡诺定理 44
10.7熵 熵增加原理 45
10.7.1热力学第二定律的统计意义 45
10.7.2玻尔兹曼熵 47
10.7.3克劳修斯熵 熵增加原理 48
思考题 51
习题 53
第11章 振动 56
11.1简谐运动 56
11.1.1简谐运动的基本特征 56
11.1.2描述简谐运动的物理量 58
11.1.3简谐运动的旋转矢量表示法 63
11.1.4简谐运动的能量 65
11.2阻尼振动 受迫振动 共振 67
11.2.1阻尼振动 67
11.2.2受迫振动 69
11.2.3共振 69
11.3简谐运动的合成 70
11.3.1同方向、同频率简谐运动的合成 71
11.3.2同方向、不同频率简谐运动的合成拍 73
11.3.3相互垂直的简谐运动的合成 74
11.4电磁振荡 76
11.4.1 LC振荡电路 76
11.4.2受迫振荡 电谐振 79
11.5振动频谱分析 79
思考题 81
习题 82
第12章 波动 85
12.1机械波的基本概念 85
12.1.1机械波的形成 85
12.1.2波动的描述 86
12.1.3物体的弹性形变 88
12.2平面简谐波 90
12.2.1平面简谐波的波动表达式 90
12.2.2波动表达式的物理意义 91
12.2.3波动中各质点振动的速度和加速度 92
12.2.4波动方程 93
12.3波的能量 波的强度 96
12.3.1波动过程中能量的传播 96
12.3.2波的强度 98
12.4声波 超声波 次声波 98
12.4.1声波 98
12.4.2超声波 100
12.4.3次声波 101
12.5波的衍射和干涉 101
12.5.1惠更斯原理 波的衍射 101
12.5.2波的叠加原理 波的干涉 103
12.6驻波 107
12.6.1驻波的产生 107
12.6.2驻波方程 108
12.6.3半波损失 110
12.7电磁波 112
12.7.1电磁波的产生与传播 112
12.7.2平面电磁波 114
12.7.3电磁波的能量 115
12.7.4电磁波谱 116
12.8多普勒效应 118
12.8.1机械波的多普勒效应 118
12.8.2电磁波的多普勒效应 121
12.8.3冲击波 121
思考题 123
习题 124
第13章 光学 128
13.1几何光学简介 129
13.1.1几何光学基本定律 129
13.1.2光在平面和球面上的反射成像和折射成像 132
13.1.3薄透镜 138
13.1.4光学仪器 141
13.2光的干涉 144
13.2.1光的相干性 144
13.2.2双缝干涉 145
13.2.3光程与光程差 148
13.2.4薄膜干涉 150
13.2.5迈克耳孙干涉仪 159
13.3光的衍射 161
13.3.1光的衍射现象 161
13.3.2惠更斯-菲涅耳原理 162
13.3.3单缝的夫琅禾费衍射 163
13.3.4圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领 167
13.3.5光栅衍射 169
13.3.6 X射线的衍射 174
13.4光的偏振 176
13.4.1光的偏振态 176
13.4.2起偏与检偏 马吕斯定律 178
13.4.3反射光与折射光的偏振 180
13.5双折射现象 182
13.5.1晶体的双折射现象 182
13.5.2单轴晶体的波面 184
13.5.3偏振器件 185
13.6偏振光的干涉 187
思考题 188
习题 190
第14章量子物理基础 194
14.1黑体辐射 普朗克能量子假设 195
14.1.1黑体辐射 195
14.1.2黑体辐射定律 197
14.1.3普朗克公式 普朗克能量子假设 199
14.2光电效应 爱因斯坦光量子理论 201
14.2.1光电效应 201
14.2.2爱因斯坦光量子理论 203
14.2.3光的波粒二象性 204
14.2.4光电效应在近代技术中的应用 205
14.3康普顿效应 206
14.3.1康普顿效应的实验规律 206
14.3.2康普顿效应的量子解释 208
14.4氢原子光谱 玻尔理论 210
14.4.1氢原子光谱 210
14.4.2氢原子的玻尔理论 211
14.5粒子的波动性 215
14.5.1德布罗意假设 215
14.5.2德布罗意波的实验证明 217
14.5.3德布罗意波的统计解释 218
14.6不确定关系 219
14.7波函数 薛定谔方程 221
14.7.1波函数及其统计诠释 222
14.7.2薛定谔方程 223
14.8一维定态薛定谔方程的应用 225
14.8.1一维无限深势阱 225
14.8.2一维方势垒 隧道效应 227
14.8.3一维谐振子 229
14.9氢原子的量子理论简介 230
14.9.1氢原子的定态薛定谔方程 230
14.9.2量子化条件和量子数 230
14.9.3氢原子中电子的概率分布 232
14.10原子的壳层结构 233
14.10.1电子自旋 233
14.10.2原子的壳层结构 234
思考题 235
习题 236
第15章 原子核物理与粒子物理简介 239
15.1原子核的基本性质 240
15.1.1原子核概述 240
15.1.2原子核的自旋和磁矩 241
15.2原子核的结合能 裂变和聚变 242
15.2.1原子核的结合能 242
15.2.2重核的裂变 244
15.2.3轻核的聚变 247
15.3原子核的放射性衰变 248
15.3.1原子核的放射性 248
15.3.2放射性衰变规律及放射性强度 250
15.3.3放射性辐射的应用 253
15.4粒子物理简介 254
15.4.1基本粒子的由来 254
15.4.2粒子的分类 256
15.4.3粒子的相互作用和守恒定律 257
15.4.4夸克标准模型 259
思考题 261
习题 261
第16章 新技术物理基础简介 262
16.1激光 262
16.1.1激光产生的基本原理 262
16.1.2激光的特性和应用 265
16.1.3激光器 265
16.2半导体 267
16.2.1固体的能带结构 267
16.2.2本征半导体和杂质半导体 268
16.2.3 PN结和其他半导体器件 270
16.2.4光生伏特效应 271
16.3超导电性 272
16.3.1超导体的转变温度 272
16.3.2超导体的主要特性 272
16.3.3超导电性的BCS理论 274
16.3.4超导的应用前景 274
16.4纳米材料 275
16.4.1纳米材料简介 275
16.4.2纳米效应 275
16.4.3准一维纳米材料 277
16.4.4纳米材料的应用 280
习题参考答案 282
参考文献 289