《基础物理手册》

1基本知识1

物理1

经典物理学1

现代物理学2

物理量4

物理原理4

物理定理4

物理定律5

物理定则5

数量级5

2物理量符号7

物理量符号7

常见的物理量符号8

(1)空间与时间8

(2)力学与声学9

(3)热学、分子物理学和物理化学10

(4)电磁学12

(5)光学与辐射13

(6)原子物理与原子核物理13

3力学15

力学15

机械运动15

力15

一、矢量16

矢量和标量16

矢量的表示法16

矢量的计算17

(1)矢量的合成17

(2)矢量的分解19

(3)矢量的减法20

(4)矢量的乘法21

(5)矢量的微商22

(6)矢量的积分23

(7)常用的矢量恒等式23

矢量的分类24

二、静力学24

静力学24

力的分类24

重力24

比重24

摩擦25

摩擦力25

静摩擦25

滑动摩擦25

滚动摩擦26

力的作用线27

合力27

分力27

共点力的合成和分解27

同向平行力的合成和分解27

力的平衡27

共点力的平衡条件27

有固定转动轴的物体的平衡条件28

平行力的平衡条件28

力矩28

力偶28

力臂28

重心28

稳度29

稳定平衡29

不稳定平衡29

随遇平衡29

三、运动学30

运动学30

参照系和坐标系30

质点30

机械运动分类31

路程和位移31

时间与时刻31

速度31

匀速直线运动32

加速度33

变速直线运动34

匀变速直线运动35

运动叠加原理36

自由落体运动和竖直抛射运动37

抛物运动38

匀速圆周运动41

(1)周期和转数41

(2)角量关系41

(3)线量关系43

(4)向心力45

曲线运动45

四、动力学46

动力学46

牛顿第一定律47

牛顿第二定律47

质量49

牛顿第三定律50

惯性参照系与非惯性参照系51

力学相对性原理51

伽利略坐标变换51

非惯性系中的力学定律53

科里奥利力54

动量56

冲量、动量原理(定理)56

动量守恒定律58

反冲运动60

相对论60

五、功和能62

功62

功率63

能量、机械能64

动能、动能定理65

势能66

机械能守恒定律67

功能原理67

能量转换与守恒定律67

简单机械68

碰撞70

(1)完全弹性碰撞70

(2)完全非弹性碰撞71

(3)非完全弹性碰撞72

六、万有引力73

开普勒(行星运动)定律73

万有引力定律73

地球上物体重量的变化74

引力势能75

宇宙速度77

(1)第一宇宙速度77

(2)第二宇宙速度78

(3)第三宇宙速度78

引力场79

七、刚体力学80

刚体力学80

刚体运动学81

质心和质心运动定律82

转动惯量84

转动定律86

力矩作功和力矩的功率86

刚体的动量87

转动动能88

动量矩89

动量矩守恒定律90

回转仪90

八、流体力学91

流体力学91

压力与压强91

胁强91

液体内部的压强92

大气压93

帕斯卡定律93

阿基米德定律93

虹吸现象94

理想流体95

稳定流动95

流量96

流体的连续原理96

伯努利方程96

空吸作用97

小孔流速97

流体的反作用98

流体的粘滞性99

粘滞流体的运动规律100

层流100

湍流101

粘滞阻力和压差阻力102

涡流103

升力103

茹可夫斯基定理104

九、弹性力学104

弹性力学104

弹力105

弹性105

范性105

张力105

应力105

应变105

胡克定律105

弹性模量106

弹性限度(弹性极限)108

4分子物理学109

分子物理学109

统计的方法110

几率110

统计平均值111

涨落111

布朗运动112

扩散113

分子运动论113

状态参量114

状态方程式115

气体115

波意耳—马略特定律115

盖·吕萨克定律115

查理定律116

理想气体116

阿伏伽德罗定律117

气体常数118

阿伏伽德罗常数118

道尔顿分压定律118

气体分子运动论119

(1)关于理想气体的微观模型119

(2)关于压强120

(3)关于温度120

玻耳兹曼常数121

洛喜密脱数121

气体分子速率的统计分布规律121

气体分子的速率123

(1)最可几速率vp123

(2)算术平均速率?124

(3)方均根速率?124

麦克斯韦速度分布律124

玻耳兹曼分布律125

重力场中微粒按高度的分布规律126

自由度127

能量按自由度均分定理127

内能127

分子的平均碰撞频率和平均自由程128

气体内的迁移现象129

粘滞定律129

扩散定律130

热传导定律131

真空132

真空计132

真空泵132

转动真空泵132

扩散泵133

分子力133

非理想气体的状态方程134

范德瓦尔斯力136

固体136

晶体与非晶体136

固体中粒子间的结合力137

(1)离子键137

(2)共价键137

(3)分子键137

(4)金属键137

固体中粒子的热运动138

热振动139

热缺陷的产生和运动140

液体141

表面张力142

弯曲液面的压强差143

液体与固体接触处的表面现象144

毛细现象145

相变146

汽化147

蒸发147

沸腾148

凝结149

临界状态149

克拉珀龙—克劳修斯方程150

低温151

物态对比方程152

熔解153

凝固154

三相点154

三相图155

结晶156

同素异晶转变156

湿度156

绝对湿度和相对湿度156

露点157

5热学158

热158

热学158

热力学158

热质说159

热运动159

热动平衡159

平衡过程160

动态平衡160

热平衡160

温度161

温标161

(1)摄氏温标161

(2)华氏温标161

(3)勒氏温标161

(4)开氏温标162

(5)国际百度温标162

国际实用温标162

温度计163

热力学第一定律163

等容过程164

等压过程165

等温过程165

绝热过程166

多方过程167

热容量168

比热169

焦尔—汤姆生效应170

量热学170

热量171

量热器171

热功当量171

卡路里172

循环过程及其效率172

热力循环172

卡诺循环173

热力学第二定律173

可逆过程与不可逆过程174

熵174

焓175

自由能175

(1)亥姆霍兹自由能175

(2)吉布斯自由能175

热传递与热绝缘176

冷却定律176

热流176

热传导176

对流177

热辐射177

全发射强度和单色发射强度177

面辐射强度178

吸收系数、反射系数和透射系数178

辐射能密度178

辐射压强179

热辐射基本规律179

红热与白热180

热膨胀180

线胀系数181

体胀系数181

压缩系数181

热力学第三定律181

绝对零度182

6振动和波183

一、振动183

振动183

简谐振动184

谐振子184

弹簧振子185

单摆186

复摆187

扭摆187

准弹性力189

周期189

频率189

圆频率189

振幅190

位相190

位相差191

振动图线191

参考圆191

旋转矢量192

谐振动的能量192

同向同频率谐振动的合成193

同向不同频率谐振动的合成194

垂直方向同频率的谐振动的合成195

垂直方向不同频率谐振动的合成197

振动的分解198

阻尼振动200

阻尼因数200

受迫振动201

共振202

二、波203

波203

波面204

平面波204

球面波204

表面波204

弹性波205

波长205

波的周期和频率205

波数206

波速206

简谐波207

波动方程208

波的能量210

波的能流212

惠更斯原理212

波的衍射213

波的反射213

波的折射214

波的叠加215

波的干涉215

驻波215

多普勒效应217

7声学219

声学219

物理声学219

几何声学219

大气声学219

分子声学219

水声学219

语言声学220

生理声学220

电声学220

声能学220

超声学220

微观声学220

声波220

声速220

声压222

声阻抗率222

声强222

声波的反射与折射224

回声225

声波的衰减与吸收226

吸音系数226

交混回响227

声源227

杆的振动227

弦的振动229

气柱的振动230

膜和板的振动230

乐音231

噪声231

音品231

音响231

音调232

激波232

超声波232

超声技术233

超声波发生器233

簧片式液笛233

空腔式气哨234

旋涡式发生器234

旋笛235

压电式换能器235

磁致伸缩式换能器236

电动式发生器236

超声波接收器237

超声波探伤237

8电磁学238

一、静电场238

电磁学238

物质的电结构238

静电感应239

电荷守恒定律239

导体和绝缘体239

库仑定律240

电量241

电场241

电场强度241

电场强度叠加原理241

电力线242

匀强电场242

电通量242

静电场中的高斯定理243

电偶极子244

电偶极子的电场244

静电场的环路定律244

电势能245

电势与电势差245

电势叠加原理246

等势面247

电容器和电容247

电容器的并联247

电容器的串联248

电容器储存的能量248

压电效应249

二、直流电250

电流和电流强度250

电流密度250

电源251

电动势251

电阻252

导体的电阻率252

电阻温度系数253

欧姆定律253

电阻的串联254

电阻的并联254

全电路欧姆定律255

电功率255

焦耳定律256

基尔霍夫定律257

等效电压源定理257

等效电流源定理257

叠加原理258

单臂电桥258

双臂电桥259

电位差计260

电流计改装安培计261

电流计改装伏特计261

伏打电池262

干电池262

蓄电池263

温差电偶263

金属的电子导电理论264

气体放电264

三、磁场265

磁现象265

磁的本质265

磁场266

磁感应强度266

磁感应线267

磁感应通量267

磁场中的高斯定理268

洛仑兹力268

霍尔效应269

带电粒子在均匀磁场中的运动269

安培力270

匀强磁场对矩形载流线圈的作用271

直流电动机的基本原理271

磁电式电表272

通电长直导线周围的磁场273

安培环路定律274

长直圆柱形载流导线的磁场274

毕奥——萨伐尔定律275

物质的磁化276

磁导率276

磁场强度276

磁化曲线277

磁滞回线277

居里温度278

磁路278

磁路欧姆定律278

磁畴279

四、电磁感应280

电磁感应现象280

楞次定律280

法拉第电磁感应定律280

交流发电机原理281

变压器281

涡流283

电子感应加速器283

自感现象和自感系数284

互感现象和互感系数285

磁场的能量286

通电螺线管中的磁能286

五、交流电287

正弦交流电287

交流电的频率和周期287

交流电的峰值和有效值288

正弦交流电的位相288

纯电阻电路289

纯电感电路290

纯电容电路291

RL串联电路292

RC串联电路292

RLC串联电路293

串联谐振294

RLC联并电路、并联谐振295

交流电路的功率296

交流电桥297

三相电298

电源的星形连接299

电源的三角形连接299

六、电磁场300

电磁场300

电介质的极化300

电极化强度301

电位移矢量302

位移电流303

玻印廷矢量303

麦克斯韦方程组303

电磁波305

电磁波谱306

七、半导体306

半导体306

能带307

本征半导体307

费米——狄拉克分布函数308

费米能级309

N型半导体309

P型半导体310

载流子的扩散运动310

载流子的漂移运动311

载流子的迁移率311

PN结312

PN结的导电特性312

PN结电容313

PN结的击穿特性314

雪崩击穿314

齐纳击穿315

热击穿315

晶体二极管315

晶体三极管316

9光学317

一、几何光学317

几何光学317

光源317

点光源317

可见光318

紫外线318

红外线318

X射线319

单色光319

光程319

光压320

光线320

光束320

费马原理321

辐射通量、光通量321

发光强度321

照度322

照度定律322

亮度323

光度计323

光的反射和反射定律324

光路的可逆性324

光的漫反射324

光疏媒质、光密媒质325

平面镜325

球面镜325

全反射326

反射率327

放大率327

偏向角328

抛物面镜328

折射定律329

折射率329

棱镜330

全反射棱镜330

透镜331

透镜的成象332

光具组332

球面象差333

彗形象差333

象散象差334

色象差334

放大镜335

显微镜336

望远镜336

照相机337

幻灯机337

二、物理光学338

物理光学338

光的干涉现象338

杨氏双缝实验339

菲涅尔双棱镜实验340

洛埃镜实验340

牛顿环341

迈克尔逊干涉仪342

光的衍射342

惠更斯—菲涅尔原理342

夫琅和费单缝衍射343

衍射光栅344

光的色散345

分光镜345

光学仪器的分辨本领346

原子光谱347

分子光谱347

夫琅和费谱线348

自然光和偏振光348

马吕斯定律349

旋光现象350

双折射现象350

尼科耳棱镜351

光的微粒说351

光的波动说352

光的电磁说352

10原子物理与核物理353

一、原子物理353

原子353

原子量353

原子序数354

卢瑟福散射354

密立根实验354

氢原子光谱356

玻尔氢原子模型357

夫兰克—赫兹实验358

氢原子的能级358

索末菲椭圆轨道359

空间量子比361

正常塞曼效应361

史特恩—盖拉赫实验362

泡利不相容原理363

电子壳层363

二、核物理364

原子核364

核力365

原子核的壳层模型365

原子核的液滴模型366

放射性元素366

放射性衰变定律367

核衰变的位移定则368

核裂变369

核聚变370

基本粒子370

基本粒子的相互作用370

费米子372

玻色子372

电离室372

云雾室373

气泡室373

盖革—弥勒计数管373

闪烁计数器374

回旋加速器374

三、量子力学基础375

量子力学375

光电效应375

光量子376

康普顿效应376

绝对黑体377

基尔霍夫辐射定律378

斯忒藩—玻耳兹曼定律378

维恩定律378

普朗克公式379

德布罗意波380

波函数381

薛定谔方程381

测不准关系382

11物理量单位、单位制、量纲384

物理量单位384

定义方程式385

物理量的量度单位制385

量纲386

比例系数387

力学的量度单位制389

米·公斤·秒制389

厘米·克·秒制390

米·公斤(力)·秒制393

米·吨·秒制395

力学量的制外单位395

各种时间单位间的换算397

各种长度单位间的换算397

各种角度单位间的换算398

各种质量单位间的换算398

各种力的单位间的换算399

各种功(能)单位间的换算400

各种功率单位间的换算401

各种压强单位间的换算402

声学的量度单位403

分子物理学的量度单位404

电磁学的量度单位制406

绝对静电单位制406

绝对电磁单位制410

高斯单位制414

实用(绝对)电学单位制415

国际电学单位制415

米·公斤·秒·安制416

绝对MKSM电磁单位制421

核理制(合理制)421

εo、μν在不同单位制中的数值425

各种电量单位间的换算426

各种电场强度单位间的换算427

各种电感应单位间的换算427

各种电感应通量单位间的换算428

各种电位单位间的换算428

各种电容单位间的换算429

各种电流强度单位间的换算429

各种电阻单位的换算430

各种磁场强度单位间的换算431

各种磁感应单位间的换算431

各种磁通量单位间的换算432

各种电感单位间的换算432

关于电磁辐射各量的量度433

电磁场能量的各量度单位433

热辐射的各量度单位435

光学的各量度单位436

伦琴射线的各量度单位437

放射性辐射的各量度单位439

国际单位制440

(1)国际制(SI)基本单位441

(2)国际制(SI)辅助单位442

(3)常用国际制(SI)导出单位442

(4)国际制(SI)词冠450

国际制外单位450

(1)与国际单位制(SI)并用的单位451

(2)暂时与国际制(SI)并用的单位452

12基本公式456

力学部分456

分子物理学和热学部分466

振动和波部分474

声学部分479

电磁学部分482

光学部分490

原子物理与核物理部分493

13物理常数497

物理基本常数497

常用常数500

地球的常数500

太阳的常数501

月球的常数501

地球的贮水量501

海洋各处深度的温度502

三大洋形态方面的主要数值502

地球上水的循环平衡502

海水的主要成分502

地壳503

地壳中各种主要矿物的相对量503

空气的成分503

某些位移速度及转动速度504

元素在固态时的密度504

某些无机化合物在固态时的密度506

某些合金的密度510

某些非金属固态物质的密度511

某些液体的密度512

标准状态下一些气体的密度512

不同温度下水和汞的密度513

某些材料的弹性及强度513

一些固体物质的弹性常数514

固体的摩擦系数516

液体热膨胀系数518

固态物质的膨胀系数519

某些物质的比热520

单质元素的某些热学常数521

几种固体物质的熔点524

几种液体物质的沸点524

几种气态物质的熔点和沸点524

几种物质的热传导系数525

几种液体的汽化热525

某些物质的熔解热526

各种燃料燃烧值526

某些气体及混合气体燃烧值527

液体压缩率527

原子和分子常数527

不同温度下水和汞的粘度528

液体的粘滞系数528

气体的粘滞系数528

某些液体的表面张力与温度的关系529

表面张力529

某些液体的毛细常数531

气体在水中的溶解度531

几种化合物在水中的溶解度531

气体的扩散系数532

电解质在水中的扩散系数532

不同温度下水蒸气和汞蒸汽的压强533

某些物质蒸汽的压强533

气体的临界常数534

气体的特殊常数534

气体中的声速535

液体中的声速535

固体中的声速536

乐音程537

媒质的声阻抗率537

声音的声强级538

气体、液体的吸收系数539

几种材料的吸音系数539

某些金属的电阻率539

某些绝缘体的电阻率540

某些固体、液体和气体的介电常数541

几种软磁性材料的性能542

几种硬磁性材料的性能542

霍尔系数543

气体的折射率544

某些液体的折射率544

某些晶体的折射率545

平均眼的光见度函数值545

氢光谱546

某些元素的明线发射光谱波长547

光的偏振面在石英中的旋转549

偏振面在溶液中的旋转549

基本粒子常数表550

某些核反应及其能量551

14物理学及有关技术发明的大事年表553

公元前553

公元后555

15物理学家和有关技术发明家年表624

公元前624

公元后625

附673

数学符号摘要673

拉丁字母表676

希腊字母表677