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第一篇力学1

第一章运动和力1

1.1 质点运动的描述2

1.2 牛顿运动定律14

1.3 常见的几种运动27

练习题38

第二章动量定理 动量守恒定律43

2.1 质点动量定理43

2.2 质点系动量定理和动量守恒定律48

练习题54

物理与现代科技：火箭57

第三章角动量定理 角动量守恒定律60

3.1 角动量 冲量矩60

3.2 角动量定理63

3.3 角动量守恒定律66

练习题69

物理与现代科技：人造地球卫星72

第四章功和能 能量守恒定律75

4.1 功和功率75

4.2 动能定理80

4.3 势能85

4.4 功能原理 能量守恒定律91

4.5 碰撞97

练习题100

物理与人类社仝：能源、环境与可持续发展104

第五章刚体定轴转动112

5.1 刚体定轴转动的描述112

5.2 转动惯量116

5.3 刚体定轴转动定律及应用121

5.4 转动中的功和能127

5.5 刚体的角动量定理和角动量守恒定律131

练习题135

趣味物理：对称性与守恒定律137

第二篇热学149

第六章温度 气体物态方程149

6.1 平衡态 状态参量149

6.2 温度151

6.3 理想气体物态方程154

练习题158

第七章气体动理论161

7.1 气体动理论的基本概念161

7.2 理想气体的压强公式162

7.3 温度的微观实质166

7.4 分子力 范德瓦尔斯方程168

7.5 麦克斯韦速率分布定律171

7.6 能量按自由度均分定理178

7.7 内能 理想气体的内能183

7.8 气体分子的平均自由程185

练习题190

物理趣闻：大爆炸与宇宙膨胀194

第八章热力学第一定律202

8.1 准静态过程202

8.2 功和热量204

8.3 热力学第一定律209

8.4 理想气体的热容量211

8.5 理想气体的几个典型过程215

8.6 循环过程 卡诺循环226

练习题232

第九章热力学第二定律236

9.1 自然过程的方向236

9.2 不可逆性的相互沟通238

9.3 热力学第二定律及其微观意义241

9.4 热力学概率与自然过程的方向243

9.5 熵增加原理248

练习题250

第三篇电磁场251

第十章静电场251

10.1 电荷间的相互作用251

10.2 高斯定理256

10.3 电势差和电势264

10.4 静电场中的导体 电容器273

10.5 电容器储能和电场的能量278

10.6 电介质281

练习题284

趣味物理：大气电学287

物理与现代科技：半导体297

第十一章恒定磁场310

11.1 磁场 磁感应强度310

11.2 毕奥——萨伐尔定律 安培环路定理314

11.3 磁场对电流和运动电荷的作用321

11.4 磁介质328

练习题332

趣味物理：超导电性338

第十二章电磁感应360

12.1 法拉第电磁感应定律360

12.2 感应电动势 感生电场365

12.3 磁场的能量372

练习题374

物理学与现代科技：等离子体377

第十三章电磁场 电磁波388

13.1 麦克斯韦方程组388

13.2 电磁场 电磁波393

练习题399

第四篇波动 光学401

第十四章机械振动与机械波401

14.1 简谐运动401

14.2 同方向同频率简谐运动的合成412

14.3 波的产生与传播417

14.4 惠更斯原理426

14.5 波的叠加原理 波的干涉429

练习题437

第十五章光的波动性440

15.1 光的干涉440

15.2 光的衍射451

15.3 光的偏振461

练习题470

趣味物理：激光473

第五篇量子物理学基础485

第十六章波和粒子485

16.1 光电效应485

16.2 光子与光的波粒二象性489

16.3 粒子的波动性494

16.4 概率波497

16.5 不确定性关系499

16.6 薛定谔方程503

练习题505

趣味物理：基本粒子507

第六篇狭义相对论519

第十七章狭义相对论519

17.1 牛顿相对性原理和伽俐略变换519

17.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理522

17.3 同时性的相对性和爱因斯坦延缓523

17.4 在运动方向上长度缩短527

17.5 洛仑兹变换529

17.6 狭义相对论的主要结论及实验验证534

练习题538

趣味物理：核能及其利用540