《物理定律的形成与发展》求取 ⇩

第一篇力学11

第一章 经典力学的奠基和牛顿三定律15

§1 牛顿对力学的贡献15

§2 牛顿第一定律的基础16

一、亚里士多德及其运动观点16

二、伽利略和斜面实验19

三、伽利略的惯性原理21

§3 牛顿总结出动力学第一定律22

一、牛顿关于“惯性”的定义22

三、定律的含义23

二、牛顿第一定律23

四、参照系与坐标系，惯性参照系24

五、矢量、速度26

§4 牛顿第二定律的基础29

一、伽利略对自由落体运动的研究及加速度的提出30

二、加速度33

§5 牛顿总结出动力学第二定律34

一、牛顿关于质量、动量、力的定义34

二、牛顿第二定律35

§6 作用与反作用，牛顿对力的性质的总结——牛顿提出第三定律36

一、牛顿的发现——作用与反作用的客观事实及其实验验证36

二、牛顿第三定律39

§1 关于运动量度问题的争论40

第二章 动量守恒定律与能量守恒定律40

§2 动量守恒定律41

一、关于碰撞问题的研究41

二、动量定理43

三、动量守恒定律46

§3 能量守恒定律47

一、活力守恒原理47

二、功和机械能48

三、机械能守恒53

第三章 牛顿万有引力定律55

一、开普勒行星运动三定律56

§1 万有引力定律的奠基56

二、引力思想的由来和发展61

§2 牛顿万有引力定律的建立65

一、牛顿提出万有引力定律的经过65

二、万有引力定律68

三、万有引力定律与开普勒三定律70

§3 万有引力常数的实验测定71

一、测量引力的尝试72

二、引力常数的实验确定——卡文迪许实验73

§4 万有引力定律的验证77

一、万有引力定律的地月验证77

二、利用引力理论发现新行星78

三、“波德定律”及小行星的发现80

§5 惯性质量和引力质量81

第四章 伽利略相对性原理，非惯性参照系85

§1 抛射体运动及其对日心说的支持85

一、伽利略与抛射体运动85

二、用抛射体运动支持哥白尼的日心说87

§2 伽利略-牛顿相对性原理88

一、伽利略的论述88

二、伽利略-牛顿相对性原理89

§3 伽利略坐标变换90

§4 非惯性参照系与惯性力93

第二篇热学96

一、伽利略温度计98

§1 计温术的发展98

第一章 热现象的早期状况与发展98

二、伽利略温度计的改进99

三、温度计的固定点100

四、布利奥的水银温度计100

五、牛顿的高温计101

六、阿蒙顿的空气温度计102

七、华伦海特温标103

八、列奥米尔温标104

九、摄尔修斯温标105

十、开耳芬温标106

§2 量热学的发展107

§3 傅立叶热传导理论111

§4 关于热的本性的学说114

第二章 能量守恒和转化定律124

§1 十八世纪工业的发展为能量守恒定律准备了广泛的物质基础125

一、纺织业的发展125

二、铁制品工业和煤炭工业的发展125

§2 蒸汽技术的成就是能量守恒定律的基本物质前提之一126

一、希龙的原始小涡轮126

二、赛维里的机器127

三、巴本的机器128

四、纽科门的机器128

五、瓦特的蒸汽机129

六、富尔顿的轮船和斯蒂芬森的蒸汽机车131

§3 能量的概念133

一、意更斯的活力守恒定律133

二、笛卡儿学派与莱布尼茨学派之争135

三、功和能的概念136

§4 自然界各种基本运动形式之间的普遍联系137

一、热与机械运动138

二、生物学方面139

§5 能量守恒定律的建立140

一、梅耶对能量守恒定律的发现142

二、焦耳对能量守恒定律的实验研究148

三、赫尔姆霍茨对能量守恒定律的研究152

一、热力学第一定律是能量守恒定律在热力学上的表述153

§6 能量守恒定律的表述153

二、永动机不可能制成是能量守恒和转化定律的另一种等价的表述154

第三章 热力学第二定律156

§1 卡诺循环、卡诺定理156

§2 热力学第二定律160

§3 熵161

§4 热力学第三定律163

第三篇电磁学164

引言164

第一章 静电场基本规律166

§1 电学领域的先驱——富兰克林166

一、库仑定律发现的历史167

§2 库仑定律167

二、库仑的实验170

三、库仑定律的表达式172

§3 静电场173

一、电场强度174

二、真空中点电荷的电场强度174

三、匀强电场的电场强度175

§4 高斯及高斯定理175

一、高斯的生平175

二、高斯定理的物理意义176

§5 电位能、电位差、电位177

一、把电位概念引进静电场177

三、电位差178

二、电位能178

四、电位的定义179

第二章 稳恒电流的基本定律180

§1 电流的获得180

一、伽伐尼发现“动物电”180

二、伏打的发现180

三、电流、电流强度183

§2 欧姆与欧姆定律183

一、欧姆及其导出欧姆定律的实验183

二、电阻、欧姆定律的物理意义187

§3 超导电性188

§4 基尔霍夫扩展了欧姆的理论189

二、基尔霍夫第二定律——基尔霍夫电压定律（KVL）190

一、基尔霍夫第一定律——基尔霍夫电流定律（KCL）190

§5 电流的热效应191

一、楞次的工作191

二、焦耳的发现192

三、焦耳-楞次定律192

§6 接触电位差194

§7 温差电动势195

一、塞贝克效应195

二、珀耳帖效应195

三、汤姆生效应196

§1 磁学的进展197

第三章 电流的磁场和磁性材料197

§2 稳恒磁场中的B和H的物理意义198

一、磁荷观点中的B和H198

二、磁的电流观点中的B和H200

三、特斯拉与B的国际单位制202

§3 电流的磁效应203

一、奥斯忒发现电产生磁203

二、安培在奥斯忒实验的基础上揭示电与磁之间的关系——建立安培定律205

三、毕奥-萨伐尔定律210

§4 磁性材料211

一、基本磁化曲线212

二、磁滞回线214

三、金属软磁性材料215

四、软磁铁氧体材料215

五、非晶态磁性材料216

§5 洛伦兹与洛伦兹力216

一、洛伦兹的贡献216

二、洛伦兹力217

§6 霍耳效应218

第四章 电磁场学说及其实验基础221

§1 经典电磁理论的奠基人——法拉第221

一、法拉第的生平221

二、法拉第的电磁感应实验222

三、法拉第的“力线”观念225

四、电磁感应定律226

§2 判断感应电流方向的楞次定律227

一、楞次及其对电磁学的贡献227

二、楞次定律的描述及其意义227

§3 麦克斯韦发展的电磁场理论229

一、著名的物理学家麦克斯韦的生平229

二、《电磁学通论》一书的意义230

三、麦克斯韦的电磁场理论230

四、电磁波234

五、麦克斯韦的治学方法234

一、电磁波的产生与检验236

§4 赫兹的电磁波实验236

二、电磁波的反射与折射238

三、电磁波的偏振240

第五章 电子的发现243

§1 电子学说的发展243

§2 汤姆生的实验证明245

一、汤姆生其人245

二、汤姆生关于阴极射线的实验246

§3 油滴实验248

一、汤森德的方法248

二、威尔逊的水滴“云”248

三、密立根的油滴实验249

一、金属的导电性和导热性253

§4 电子的性质253

二、电子的跳跃产生光254

三、磁起源于电子的运动255

第四篇光学256

引言256

第一章 几何光学的实验基础259

§1 光的直线传播259

一、针孔成像的实验259

二、本影与半影的实验260

四、古希腊对光的直线传播的描述261

三、我国古代关于光的直线传播的记载261

五、光的直线传播定律的现代表述262

§2 折射定律的由来262

一、托勒密是第一个研究折射现象的人262

二、开普勒对折射规律的修正263

三、斯涅耳对折射定律的贡献263

四、笛卡儿完善了光的折射定律264

五、费马对折射定律的发展264

六、光的反射和折射定律的现代表述265

§3 对三个实验定律的理解266

一、三个实验定律的适用范围266

二、光沿直线传播的条件266

三、光的反射和折射定律中角的定义267

四、折射定律中的两个难点268

§4 光学仪器的诞生270

一、世界上第一台显微镜271

二、世界上第一架望远镜272

三、世界上第一部照相机274

四、世界上第一个分光镜276

§5 光速的测定278

一、概述278

二、伽利略测定光速的方法279

三、罗默光速测定法280

四、菲索光速测定法281

§1 概述284

第二章 波动光学中的著名实验284

§2 波动光学领域的最初三大发现286

一、证明光的波动性的第一个发现286

二、格里马及胡克关于光干涉的简单实验286

三、波动光学第三个重大发现287

§3 十七世纪波动说的代表人物287

一、笛卡儿是光的波动说的鼻祖287

二、胡克对波动说的贡献288

三、惠更斯是波动光学的奠基人289

§4 牛顿在光学领域里的功绩290

一、牛顿发现光的色散现象291

三、著名的牛顿环实验293

二、牛顿是光的微粒说的代表293

§5 光的波动说的创立人——托马斯·杨296

一、托马斯·杨对牛顿环的解释296

二、著名的杨氏实验及其意义297

§6 菲涅耳对光的干涉和衍射的研究300

一、菲涅耳对光的波动说的贡献300

二、菲涅耳双棱镜实验301

三、惠更斯-菲涅耳原理303

四、菲涅耳衍射实验304

五、夫琅和费衍射实验305

二、光的相干条件308

一、光的相干性308

§7 有关光的干涉的基本规律308

三、光的干涉的种类309

四、光的干涉的应用315

五、迈克尔孙干涉仪319

§8 光的波动说的胜利321

一、丹麦科学家巴尔多林研究双折射现象321

二、法国科学家马吕斯的发现322

三、杨氏和菲涅耳对光的偏振现象的研究322

四、光的偏振与光的横波性323

第三章 量子光学的形成324

§1 黑体辐射和普朗克量子假说324

一、黑体辐射324

二、斯忒藩-玻耳兹曼定律326

四、普朗克假说327

三、维恩位移定律327

§2 光电效应和爱因斯坦的光子理论329

一、光电效应329

二、光的波动说遇到了困难331

三、爱因斯坦的光子理论332

四、密立根实验333

§3 康普顿效应和光的粒子性334

一、康普顿实验334

二、波动理论的困难335

三、康普顿的解释336

一、光压实验337

§4 光压实验和光的物质性337

二、光的物质性338

§5 德布罗意波和波粒二象性340

一、德布罗意假设340

二、戴维森实验341

三、汤姆生实验342

第五篇近代物理学344

第一章 狭义相对论和广义相对论344

§1 经典力学的局限345

一、对牛顿力学的偏离345

二、光的传播问题上的难题347

§2 爱因斯坦狭义相对论的基本原理349

一、爱因斯坦是怎样创立相对论的350

二、狭义相对论的基本原理353

§3 狭义相对论的推论356

一、相对论的时空观356

二、相对论动力学363

§4 狭义相对论的实验验证366

一、爱里实验366

二、菲索对曳引系数的测定370

三、迈克耳孙-莫雷实验372

§5 狭义相对论的局限性及广义相对论377

§1 激光378

一、激光发展的简史378

第二章 现代光学378

二、激光器的诞生与发展379

三、激光原理385

四、激光的特性390

五、激光的应用392

§2 全息照相394

一、全息照相的由来与发展394

二、全息照相的摄制397

三、全息照相的特点399

四、全息照相的应用401

§3 光导纤维403

一、光导纤维的由来及分类403

二、光导纤维的结构及原理405

三、几种特殊的光导纤维406

四、光导纤维的应用407

第三章 原子物理学的发展412

§1 X射线的发现413

一、伦琴的实验413

二、X射线的产生414

三、X射线在物质结构研究中的一些重要实验415

§2 放射性现象的发现416

一、贝克勒耳的发现416

二、居里夫妇的功绩417

一、关于放射性现象的研究418

§3 卢瑟福的贡献418

二、卢瑟福的α粒子散射实验420

三、原子的核式模型存在的矛盾421

§4 普朗克及其在物理学上的贡献422

一、瑞利-金斯定律422

二、普朗克建立辐射定律的过程423

三、普朗克的自我解剖424

§5 玻尔的原子模型425

一、玻尔原子模型建立的第一步425

二、玻尔的第二步——引进“定态”的假设425

三、从惠丁顿和尼科尔孙的工作中受到的启发426

四、玻尔原子模型的完成427

六、弗朗克-赫兹实验428

五、玻尔理论的缺陷428

§6 物质波的创立者——L．V．德布罗意430

一、M．德布罗意的影响431

二、L．V．德布罗意研究波粒二象性的起点431

三、康普顿效应促使L．V．德布罗意确立了光的波粒二象性观念432

四、布里渊的物理思想432

五、L．V．德布罗意波432

§7 矩阵力学的诞生434

一、海森堡的杰出贡献434

二、玻尔为说明海森堡的测不准关系而设计的思想实验436

三、玻恩的工作437

§8 波动力学的创立438

一、波动力学的创立人——薛定谔438

二、狄拉克对量子力学发展的贡献439

第四章 固体物理学的发展441

§1 晶体管的发明过程442

§2 集成电路的发展444

§3 超导体研究的进展446

§4 固体物理学研究的主要方向447

第五章 发展中的近代声学450

§1 概述450

二、量子声学452

三、低温声学452

§2 声学与物质结构的关系452

一、分子声学452

四、非线性声学453

§3 声学与生命科学的关系453

一、环境声学453

二、生理声学和心理声学454

三、医学声学和生物声学455

四、语言声学455

§4 声学与地球物理的关系455

一、水声学455

§5 声学与新技术的关系456

一、超声检测和超声处理456

二、地声学和大气声学456

二、声表面波器件457

三、声学和计算机的结合458

第六章 计算物理学的形成与发展459

§1 物理学与计算机——计算物理学的形成459

§2 计算机的发展461

一、电子计算机的雏型461

二、五十年代和六十年代计算机的发展462

三、微型机的诞生464

四、八十年代计算机的发展465

§3 微型机在物理学中的应用466

一、实验数据的采集和处理466

二、实验过程的控制467

三、自动化仪器系统467