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绪论1

一、物理学的研究对象1

二、物理学与技术进步、生产实践的关系1

三、物理学的学习方法2

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7

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12

一、动量、冲量、动量定理12

二、动量守恒定律15

第四节转动和转动定律16

一、刚体的定轴转动16

二、力矩、转动定律、转动惯量19

三、转动动能、力矩的功23

第五节角动量守恒定律25

一、角动量、冲量矩、角动量定理25

二、角动量守恒定律27

第六节 进动29

习题一31

第二章狭义相对论34

第一节伽利略变换和经典力学时空观34

一、伽利略相对性原理34

二、伽利略变换34

三、经典力学的时空观35

第二节狭义相对论的基本假设35

一、迈克耳孙-莫雷实验35

二、狭义相对论的基本假设36

三、洛伦兹变换37

第三节相对论运动学38

一、长度的相对性（长度收缩）38

二、时间的相对性（时间延缓）38

三、同时性的相对性39

第四节相对论动力学40

一、动量和质量40

二、力和动能40

三、能量、质能关系41

四、能量和动量的关系42

第五节广义相对论简介43

一、等效原理43

二、广义协变性原理44

三、广义相对论的检验44

习题二45

第三章流体的运动46

第一节理想流体的定常流动46

一、理想流体46

二、定常流动46

三、连续性方程47

第二节伯努利方程及其应用48

一、伯努利方程48

二、伯努利方程的应用49

第三节粘性流体、层流、湍流52

一、牛顿粘性定律52

二、层流、湍流、雷诺数54

第四节泊肃叶定律55

一、泊肃叶定律55

二、粘性流体的运动规律56

第五节 斯托克斯定律58

习题三59

第四章振动和波61

第一节简谐振动61

一、简谐振动的运动方程61

二、简谐振动的合成63

第二节振动的分解、频谱66

一、非简谐周期振动的傅里叶分解、不连续谱67

二、一段有限波列的分解、连续谱67

第三节简谐波68

一、机械波的产生和传播68

二、波动方程69

三、波的能量71

第四节波的叠加原理、波的干涉73

一、波的叠加原理73

二、波的干涉73

三、驻波74

第五节声波和超声波76

一、声强和声强级76

二、多普勒效应77

三、超声波78

四、次声波80

习题四80

第五章分子物理学82

第一节动理学理论82

一、动理学理论及其实验基础82

二、分子现象统计规律性83

第二节理想气体动理论基本方程84

一、理想气体物态方程84

二、理想气体动理论基本方程85

第三节能量均分定理87

一、分子平均平动动能87

二、自由度87

三、能量均分定理88

第四节分子速率及其实验测定89

一、分子速率的统计分布89

二、分子速率的实验测定92

第五节真实气体92

一、真实气体的等温线92

二、分子力94

三、范德瓦耳斯方程95

习题五98

第六章静电场100

第一节电场强度、高斯定理100

一、电场强度100

二、电场线、电通量103

三、高斯定理105

第二节电势、电势差109

一、静电场的环路定理109

二、电势差、电势111

三、电场强度与电势的关系113

第三节静电场中的电介质116

一、电介质的极化116

二、极化强度和极化电荷117

三、电位移、有电介质时的高斯定理119

第四节电容121

一、孤立导体的电容121

二、电容器的电容121

三、电容器电容的计算122

第五节静电场的能量123

一、电容器的能量123

二、电场的能量和能量密度123

第六节压电效应及其应用125

一、压电效应125

二、逆压电效应及其应用125

习题六126

第七章直流电路129

第一节恒定电流129

一、电流强度129

二、电流密度129

三、欧姆定律的微分形式131

第二节基尔霍夫定律及其应用132

一、基尔霍夫定律132

二、基尔霍夫定律应用举例133

第三节温差电现象及其应用135

一、电子逸出功135

二、接触电势差136

三、温差电现象及其应用137

第四节电容器的充电和放电139

一、电容器的充、放电139

二、RC电路充电时的电势差和电流的变化规律139

三、RC电路放电时的电势差和电流的变化规律141

习题七142

第八章电流的磁场146

第一节 磁场、磁感应强度146

第二节电流的磁场147

一、毕奥-萨伐尔定律147

二、安培环路定理149

三、磁通量152

第三节磁场对运动电荷的作用153

一、洛伦兹力153

二、质谱仪155

三、霍尔效应155

第四节磁场对电流的作用、磁矩157

一、安培定律157

二、磁场对载流线圈的作用、磁矩158

第五节磁介质162

一、磁介质162

二、磁导率、磁场强度164

三、铁磁质165

四、磁致伸缩166

习题八167

第九章电磁感应171

第一节电磁感应定律171

一、电磁感应的基本定律171

二、有旋电场174

三、涡电流175

第二节自感176

一、自感现象176

二、RL电路中电流的增长与衰减规律177

第三节 磁场的能量179

第四节电磁场及其传播181

一、位移电流181

二、麦克斯韦电磁场基本方程182

三、电磁波的产生和传播183

四、电磁波的能量185

第五节超导电性和超导磁体186

一、零电阻现象186

二、迈斯纳效应和磁通量子化187

三、超导磁体188

习题九189

第十章光的波动性192

第一节光的干涉192

一、光的相干性192

二、杨氏双缝实验193

三、劳埃镜实验194

四、光程和光程差195

五、薄膜干涉196

六、干涉仪197

第二节光的衍射199

一、惠更斯-菲涅耳原理199

二、单缝衍射200

三、衍射光栅203

第三节X射线的衍射205

一、X射线的波动性205

二、布拉格方程206

第四节光的偏振208

一、自然光和偏振光208

二、光的双折射现象212

三、椭圆偏振光和圆偏振光215

第五节旋光现象216

一、旋光性216

二、圆二色性217

第六节光的吸收和散射217

一、光的吸收、朗伯-比耳定律217

二、光的散射219

习题十220

第十一章光的粒子性222

第一节热辐射222

一、热辐射现象222

二、基尔霍夫定律222

三、黑体辐射定律223

四、普朗克量子假设225

第二节光电效应226

一、光电效应的基本规律226

二、爱因斯坦的光子学说228

三、光电效应的应用229

第三节康普顿效应230

一、康普顿散射实验230

二、康普顿散射的理论解释231

第四节 光的波粒二象性233

习题十一234

第十二章量子力学基础235

第一节玻尔的氢原子结构理论235

一、氢原子光谱的规律性235

二、玻尔的氢原子理论236

第二节实物粒子的波动性239

一、德布罗意假设240

二、电子衍射241

三、物质波的统计解释243

第三节不确定原理243

一、坐标和动量的不确定关系式244

二、能量和时间的不确定关系式245

第四节波函数、薛定谔方程246

一、波函数的意义和性质247

二、自由粒子的波函数和薛定谔方程247

三、定态波函数和薛定谔方程249

四、一维势阱中运动的粒子250

第五节氢原子及类氢原子的量子力学描述251

一、能量量子化——主量子数n252

二、角动量量子化——角量子数l252

三、空间量子化——磁量子数m252

第六节电子自旋253

一、施特恩-格拉赫实验253

二、碱金属元素光谱的双线结构254

三、电子自旋假设254

习题十二256

第十三章激光259

第一节激光产生的原理259

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转259

二、光谐振腔的作用261

三、激光器的结构263

第二节激光的特点263

一、方向性好263

二、单色性好263

三、亮度极高263

四、相干性好264

第三节几种常见的激光器265

一、气体激光器265

二、固体激光器265

三、半导体激光器266

四、染料激光器266

第四节激光对生物组织的作用266

一、光化作用267

二、热作用267

三、机械作用267

四、电磁场作用268

第五节激光在医药学及科技领域中的应用268

一、激光在医药学上的应用268

二、激光在科技领域中的应用269

习题十三270

第十四章原子核271

第一节原子核的组成271

一、原子核的电量、质量和大小271

二、原子核的组成272

三、原子核的结合能273

四、核力274

第二节放射性、衰变定律、核反应275

一、放射性衰变276

二、衰变定律278

三、人工核反应280

第三节放射性核素281

一、放射线的剂量282

二、放射性核素在医药方面的应用283

第四节核子及核的自旋与磁矩、核磁共振284

一、核子的自旋与磁矩284

二、原子核的自旋与磁矩285

三、核磁共振286

四、核磁共振的应用289

习题十四291

第十五章粒子物理293

第一节高能粒子的来源与探测293

一、宇宙射线293

二、人工辐射源294

三、高能粒子探测295

第二节基本粒子简介295

一、粒子与反粒子295

二、μ介子与中微子296

三、介子与超子297

四、粒子的分类299

第三节基本相互作用和守恒定律300

一、粒子间的相互作用300

二、守恒定律301

第四节 强子的夸克模型303

第十六章天体物理305

第一节概述305

一、天体的层次305

二、天体物理研究的可行性306

三、观测与实验306

四、天体物理的发展趋势307

第二节天体的演化308

一、大爆炸宇宙模型308

二、恒星的演化309

三、赫罗图310

四、引力坍缩310

五、脉冲星与中子星312

六、黑洞312

第三节元素的起源312

一、B2FH理论313

二、元素形成理论的发展313

三、与地球、生物及人体的联系314

第四节恒星的能源315

一、质子-质子反应315

二、碳氮循环315

第五节广义相对论的检验316

一、弱引力场中的效应316

二、宇宙学效应317

三、引力波效应317

第十七章电子技术基础318

第一节半导体器件318

一、半导体的导电特性318

二、晶体二极管、稳压管、可控硅320

三、晶体三极管323

第二节晶体管放大器325

一、低频放大器325

二、直流放大器329

第三节LC振荡器329

一、从交流放大电路到LC谐振放大电路329

二、LC振荡电路330

第四节运算放大器331

一、集成电路简介331

二、集成运算放大器简介332

三、普适结论332

四、集成运放组成的差分运算电路333

五、集成运放在信号运算方面的应用334

第五节数字显示335

一、脉冲波形335

二、数字显示335

第六节 模拟量和数字量的转换336

第七节常用电子分析仪器336

一、电子电势差计336

二、电导率仪338

三、电泳仪339

四、酸度计340

习题答案344

附录352

1.物理基本常数表352

2.希腊字母表352