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第一章力学的基本定律3

第一节 牛顿运动定律3

一、牛顿运动定律3

二、单位和量纲5

第二节 功和能、能量守恒定律6

一、功6

二、动能、势能8

三、功能原理10

四、机械能守恒定律11

五、能量守恒定律12

第三节 动量守恒定律13

一、动量、冲量、动量定理13

二、动量守恒定律15

第四节 转动和转动定律17

一、刚体的定轴转动17

二、力矩、转动定律、转动惯量20

三、转动动能、力矩的功24

第五节 角动量守恒定律26

一、角动量、冲量矩、角动量定理26

二、角动量守恒定律28

第六节 进动30

习题一33

第二章相对论36

第一节 伽利略变换和经典力学时空观36

一、伽利略相对性原理36

二、伽利略变换37

三、经典力学的时空观37

第二节 狭义相对论的基本原理38

一、迈克耳孙－莫雷实验38

二、狭义相对论的基本原理39

三、洛伦兹变换39

一、长度的相对性40

第三节 相对论运动学40

二、时间的相对性41

三、同时性的相对性41

四、孪生子佯谬43

第四节 相对论动力学43

一、质量和动量43

二、力和动能44

三、能量、质能关系45

四、能量和动量的关系46

一、等效原理47

第五节 广义相对论简介47

二、广义相对性原理48

三、广义相对论的检验49

习题二49

第三章流体的运动51

第一节 理想流体的定常流动51

一、理想流体51

二、定常流动52

第二节 伯努利方程及其应用53

一、伯努利方程53

三、连续性方程53

二、伯努利方程的应用55

第三节 粘性流体、层流、湍流58

一、牛顿粘性定律58

二、层流、湍流、雷诺数60

第四节 泊肃叶定律61

一、泊肃叶定律61

二、粘性流体的运动规律63

第五节 斯托克斯定律64

习题三65

一、简谐振动的运动方程68

第一节 简谐振动68

第四章振动和波68

二、简谐振动的能量70

第二节 简谐振动的合成70

一、同方向简谐振动的合成70

二、相互垂直简谐振动的合成73

第三节 振动的分解、频谱74

一、非简谐周期振动的傅里叶分解、不连续谱74

二、一段有限波列的分解、连续谱76

一、机械波的产生和传播77

第四节 简谐波77

二、波动方程78

三、波的能量79

第五节 波的叠加原理、波的干涉81

一、波的叠加原理81

二、波的干涉81

三、驻波83

第六节 声波和超声波85

一、声强和声强级85

二、多普勒效应86

三、超声波的特性和应用87

习题四89

四、次声波89

第五章分子物理学91

第一节 动理学理论91

一、动理学理论及其实验基础91

二、分子现象的统计规律性92

第二节 理想气体动理论基本方程93

一、理想气体物态方程93

二、理想气体动理论基本方程94

三、分子的平均平动能96

一、自由度97

第三节 能量均分定理97

二、能量均分定理98

第四节 分子速率及其实验测定99

一、分子速率的统计分布99

二、分子速率的实验测定101

第五节 真实气体102

一、真实气体的等温线102

二、分子力104

三、范德瓦耳斯方程105

第六节 液体的表面现象108

习题五113

第六章静电场115

第一节 电场强度、高斯定理115

一、电场强度115

二、电场线、电通量119

三、高斯定理121

第二节 电势、电势差、静电场的环路定理124

二、电势差、电势125

三、电场强度与电势的关系128

一、导体的静电平衡条件129

第三节 静电场中的导体129

二、静电平衡时导体的性质130

三、空腔导体和静电屏蔽130

第四节 静电场中的电介质132

一、电介质的极化132

二、极化强度和极化电荷134

三、电位移、有电介质时的高斯定理136

第五节 电容137

一、孤立导体的电容137

二、电容器的电容138

三、电容器电容的计算138

一、电容器的能量139

第六节 静电场的能量139

二、电场的能量和能量密度140

第七节 压电效应及其应用142

一、压电效应142

二、压电效应的应用142

习题六143

第七章直流电路146

第一节 恒定电流146

一、电流强度和电流密度146

二、欧姆定律的微分形式148

三、电解质导电149

第二节 电源的电动势、一段有源电路的欧姆定律151

一、电源的电动势151

二、一段有源电路的欧姆定律152

第三节 基尔霍夫定律及其应用154

一、基尔霍夫定律154

二、基尔霍夫定律的应用155

第四节 温差电现象及其应用156

一、电子的逸出功156

二、接触电势差157

三、温差电现象及其应用158

一、电容器的充电160

第五节 电容器的充电和放电160

二、电容器的放电162

习题七164

第八章磁场168

第一节 磁场、磁感应强度168

第二节 电流的磁场169

一、毕奥－萨伐尔定律169

二、安培环路定理171

三、磁通量175

第三节 磁场对运动电荷的作用175

一、洛仑兹力175

二、质谱仪177

三、霍尔效应178

第四节 磁场对电流的作用、磁矩179

一、安培定律179

二、磁场对载流线圈的作用、磁矩180

三、磁力矩的功、附加能量183

第五节 磁介质185

一、磁介质185

二、磁导率、磁场强度187

三、铁磁质188

习题八190

四、磁致伸缩190

第一节 电磁感应定律194

一、电磁感应的基本定律194

第九章电磁感应194

二、有旋电场198

三、涡电流198

第二节 自感199

一、自感现象、自感系数199

二、RL电路201

第三节 磁场的能量202

一、位移电流205

第四节 电磁场及其传播205

二、麦克斯韦电磁场基本方程206

三、电磁波的产生和传播208

四、电磁波的能量210

第五节 超导电性和超导磁体211

一、零电阻现象211

二、迈斯纳效应和磁通量子化212

三、超导的研究前景及应用213

习题九214

一、光的相干性217

第十章光的波动性217

第一节 光的干涉217

二、杨氏双缝实验218

三、劳埃镜实验220

四、光程和光程差220

五、薄膜干涉221

六、干涉仪223

第二节 光的衍射225

一、惠更斯－菲涅耳原理225

二、单缝衍射226

三、衍射光栅229

四、最微镜的鉴别距离232

第三节 X射线的衍射233

一、X射线的波动性233

二、布拉格方程234

第四节 光的偏振236

一、自然光和偏振光236

二、光的双折射现象239

三、椭圆偏振光和圆偏振光243

第五节 旋光现象244

一、旋光性244

四、偏振光的干涉、色偏振244

二、圆二色性246

第六节 光的吸收和散射246

一、光的吸收、朗伯—比尔定律246

二、光的散射248

习题十249

一、热辐射现象251

二、基尔霍夫定律251

第一节 热辐射251

第十一章光的粒子性251

三、黑体辐射定律252

四、普朗克量子假设254

第二节 光电效应256

一、光电效应的基本规律256

二、爱因斯坦的光子学说257

三、光电效应的应用259

第三节 康普顿效应260

一、康普顿散射实验261

二、康普顿散射的理论解释261

第四节 光的波粒二象性263

习题十一264

第十二章量子力学基础266

第一节 玻尔的氢原子结构理论266

一、氢原子光谱的规律性266

二、玻尔的氢原子理论267

第二节 实物粒子的波动性271

一、德布罗意假设271

二、电子衍射273

三、物质波的统计解释275

第三节 不确定原理275

一、坐标和动量的不确定关系式276

二、能量和时间的不确定关系式277

第四节 波函数、薛定谔方程279

一、波函数的意义和性质279

二、薛定谔方程280

三、一维势阱中运动的粒子281

第五节 氢原子及类氢原子的量子力学描述283

一、能量量子化——主量子数n284

二、角动量量子化——角量子数l284

三、空间量子化——磁量子数m284

第六节 电子自旋285

一、施特恩—格拉赫实验285

三、电子自旋假设286

二、碱金属元素光谱的双线结构286

四、量子力学的应用简介288

习题十二289

第十三章激光292

第一节 激光产生的原理292

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转292

二、光谐振腔的作用294

三、激光器的结构295

二、单色性好296

三、亮度极高296

一、方向性好296

第二节 激光的特点296

四、相干性好297

第三节 几种常见的激光器298

一、气体激光器298

二、固体激光器298

三、半导体激光器299

四、染料激光器299

一、光化作用300

二、热作用300

第四节 激光的生物效应300

三、机械作用301

四、电磁场作用301

第五节 激光在医药学及科技领域中的应用、激光在医药学上的应用302

二、激光在科技领域中的应用302

习题十三303

第十四章原子核304

第一节 原子核的组成304

一、原子核的电量、质量和大小304

二、原子核的组成306

三、原子核的结合能307

四、核力308

第二节 放射性、衰变定律、核反应309

一、放射性衰变310

二、衰变定律312

三、人工核反应314

第三节 放射性核素316

一、放射线的剂量316

二、放射性核素在医药方面的应用318

第四节 核子、核子的自旋与磁矩、核磁共振319

一、核子的自旋与磁矩319

二、原子核的自旋与磁矩320

三、核磁共振321

四、核磁共振的应用325

习题十四326

第十五章粒子物理329

第一节 高能粒子的来源与探测329

一、宇宙射线329

二、人工辐射源330

三、高能粒子探测331

一、粒子与反粒子332

二、μ介子与中微子332

第二节 基本粒子简介332

三、介子与超子333

四、粒子的分类335

第三节 基本相互作用和守恒定律337

一、粒子间的相互作用337

二、守恒定律337

第四节 强子的夸克模型339

第十六章天体物理342

第一节 概述342

一、天体的层次342

二、天体物理研究的可行性343

四、天体物理的发展趋势344

三、观测与实验344

第二节 天体的演化345

一、大爆炸宇宙模型345

二、恒星的演化346

三、赫罗图347

四、引力坍缩348

五、脉冲星与中子星349

六、黑洞349

第三节 元素的起源350

一、B2FH理论350

三、与地球、生物及人体的联系351

二、元素形成理论的发展351

第四节 恒星的能源352

一、质子－质子反应352

二、碳氮循环353

第五节 广义相对论的检验354

一、弱引力场中的效应354

二、宇宙学效应354

三、引力波效应354

习题答案356

附录一矢量分析365

附录二371