《大学物理导论 物理学的理论与方法、历史与前沿 上》求取 ⇩

第1篇力学1

第1章 质点运动学1

1.1 力学的起源1

1.1.1 力学的研究对象1

1.1.2 中国古代力学的成就2

1.1.3 古希腊时期的力学成就6

1.1.4 近代力学的开端9

1.2 空间和时间的计量13

1.2.1 长度的计量13

1.2.2 时间的计量14

1.3.1 空间尺度15

1.3 物质世界的层次和数量级15

1.3.2 时间尺度17

绪论物理学的作用与意义17

0.1 物理学是自然科学的带头学科17

1.4 参考系 质点18

1.4.1 参考系18

0.2 物理学是现代技术革命的先导19

1.4.2 坐标系20

1.4.3 质点20

1.5 速度 加速度21

1.5.1 质点的位置矢量21

1.5.2 位移22

0.3 物理学是科学的世界观和方法论的基础22

1.5.3 速度23

1.5.4 加速度24

1.6 直线运动26

1.6.1 匀加速直线运动26

1.6.2 “落体佯谬”29

1.6.3 伽利略对自由落体运动的研究30

1.6.4 伽利略的科学思想方法34

1.7 曲线运动36

1.7.1 抛体运动36

1.7.2 圆周运动39

1.8 相对运动44

1.9.1 天体的视运动47

1.9 行星运动：托勒密与哥白尼之争47

1.9.2 托勒密的本轮-均轮模型49

1.9.3 哥白尼对行星视运动的解释51

思考题55

习题57

第2章 牛顿运动定律62

2.1 牛顿力学体系的形成62

2.1.1 伽利略的惯性原理62

2.1.2 笛卡儿的力学原理63

2.1.3 惠更斯对碰撞和摆的研究65

2.1.4 牛顿的《自然哲学的数学原理》的问世67

2.2 牛顿第一定律 惯性参考系69

2.2.1 惯性定律69

2.2.2 惯性参考系69

2.3.1 牛顿第二定律的表述72

2.3.2 力的叠加原理72

2.3 牛顿第二定律 力和质量的概念72

2.3.3 力的概念73

2.3.4 质量的概念74

2.4 牛顿第三定律76

2.5 单位制和量纲78

2.5.1 单位制 基本单位和导出单位78

2.5.2 量纲78

2.6.1 自然界中常见的力79

2.6 牛顿定律的应用79

2.6.2 应用举例82

2.7 非惯性系 惯性力86

2.7.1 非惯性系中的力学定律86

2.7.2 惯性离心力88

2.8 伽利略相对性原理和坐标变换91

2.8.1 伽利略相对性原理91

2.8.2 伽利略变换式92

2.9 牛顿绝对时空概念的局限和惯性的起源94

思考题97

习题100

第3章 万有引力106

3.1 开普勒定律的发现106

3.1.1 开普勒的行星轨道模型106

3.1.2 等面积定律的确立109

3.1.3 椭圆轨道的发现113

3.1.4 和谐定律的提出115

3.1.5 开普勒的科学思想方法116

3.2.1 引力平方反比律的发现118

3.2 万有引力定律的建立118

3.2.2 引力平方反比律的地月验证121

3.2.3 在椭圆轨道上运动物体所受的引力123

3.2.4 球体引力问题的解决，引力普适性概念的确立126

3.3 引力定律的应用和验证129

3.3.1 对潮汐现象的解释129

3.3.2 引力常数与天体质量133

3.3.3 海王星的发现135

3.4 牛顿的科学思想方法138

思考题143

习题144

第4章 动量与角动量147

4.1 动量定理147

4.1.1 动量与动量定理147

4.1.2 冲量149

4.2 动量守恒定律151

4.2.1 质点系的动量定理151

4.2.2 动量守恒定律152

4.2.3 火箭飞行原理155

4.3 质点的角动量与角动量守恒定律158

4.3.1 质点的角动量158

4.3.2 力矩与角动量定理160

4.3.3 角动量守恒定律162

思考题164

习题165

第5章 功和能168

5.1 历史上两种量度之争168

5.2.1 功172

5.2 功 动能172

5.2.2 动能 动能定理174

5.3 保守力 势能178

5.3.1 保守力的功178

5.3.2 势能181

5.4 功能原理 机械能守恒定律182

5.4.1 质点系的动能定理182

5.4.2 功能原理183

5.4.3 机械能守恒定律185

5.4.4 三种宇宙速度187

思考题190

习题193

第6章 振动与波动200

6.1 简谐振动的描述201

6.1.1 简谐振动的表达式201

6.1.2 相与相差203

6.1.3 简谐振动的矢量图表示法206

6.2.1 阻尼振动210

6.2 阻尼振动和受迫振动210

6.2.2 受迫振动 共振212

6.3 同频率的简谐振动的合成214

6.3.1 同方向、同频率的简谐振动的合成215

6.3.2 相互垂直的同频率的简谐振动的合成217

6.4 波的传播和波的描述219

6.4.1 机械波产生的条件219

6.4.2 波动过程的特征220

6.4.3 描述波传播的几个物理量222

6.4.4 平面简谐波的表达式223

6.5 波的干涉 驻波226

6.5.1 叠加原理226

6.5.2 波的干涉227

6.5.3 驻波229

思考题233

习题234

7.1 守恒定律与对称性239

7.1.1 什么是对称性?239

第7章 力学的新进展239

7.1.2 物理定律的对称性241

7.1.3 空间均匀性与动量守恒242

7.1.4 空间各向同性与角动量守恒243

7.1.5 时间均匀性与机械能守恒243

7.2 混沌与牛顿力学的内在随机性245

7.2.1 混沌现象举例246

7.2.2 吸引子251

7.2.3 倍周期分岔259

7.2.4 费根鲍姆数263

思考题266

第8章 相对论267

8.1 狭义相对论的建立268

8.1.1 物理思想史背景268

8.1.2 爱因斯坦相对论思想发展的线索276

8.1.3 狭义相对论原理和变换方程的提出284

8.2.1 同时性的相对性288

8.7 时间膨胀和长度缩短288

8.2.2 时间膨胀290

8.2.3 长度缩短293

8.3 洛伦兹变换和速度变换296

8.3.1 洛伦兹变换公式296

8.3.2 速度变换299

8.4 相对论质量、动能和能量302

8.4.1 质量与速度的关系302

8.4.2 相对论动能305

8.4.3 质能关系306

8.4.4 能量和动量的关系308

8.5 广义相对论与近代宇宙论简介309

8.5.1 引力质量与惯性质量的等同性310

8.5.2 等效原理312

8.5.3 广义相对性原理和马赫原理314

8.5.4 光线的引力偏折317

8.5.5 引力时间延缓318

8.5.6 弯曲的时空321

8.5.7 膨胀的宇宙326

8.6 爱因斯坦的科学思想方法332

思考题336

习题337

第2篇热学341

第9章 气体动理论341

9.1 热学的起源341

9.1.1 热学的研究对象341

9.1.2 中国古代热学的成就342

9.1.3 近代热学的开端345

9.1.4 对热的本性的认识348

9.2 平衡态 温度 状态方程352

9.2.1 平衡态 状态参量352

9.2.2 温度355

9.2.3 理想气体的状态方程356

9.3 理想气体的压强与温度358

9.3.1 克劳修斯对理想气体压强公式的推导358

9.3.2 温度的微观意义361

9.4.1 自由度363

9.4 能量按自由度均分定理363

9.4.2 能量均分定理364

9.4.3 理想气体的内能366

9.5 麦克斯韦速率分布律367

9.5.1 速率分布函数367

9.5.2 麦克斯韦速率分布律的建立368

9.5.3 麦克斯韦速率分布曲线373

9.6 玻耳兹曼分布律376

9.6.1 玻耳兹曼分布律377

9.6.2 重力场中粒子按高度的分布379

9.7 气体分子的平均自由程380

9.7.1 平均碰撞频率380

9.7.2 平均自由程382

9.8 气体内的输运过程383

9.8.1 热传导384

9.8.2 扩散386

9.8.3 内摩擦388

思考390

习题392

第10章 热力学第一定律396

10 能量守恒定律的发现396

10.1.1 各种运动形式相互转化的发现396

10.1.2 迈耶、焦耳和亥姆霍兹的贡献398

10.1.3 能量原理的确立404

10.2 准静态过程的功406

10.2.1 准静态过程406

10.2.2 功407

10.3 热量 热力学第一定律409

10.3.1 热量409

10.3.2 内能411

10.3.3 热力学第一定律411

10.4 热容413

10.4.1 热容的定义413

10.4.2 理想气体的热容414

10.5.1 准静态绝热过程416

10.5 绝热过程416

10.5.2 绝热自由膨胀418

10.6 循环过程420

10.6.1 循环过程的特征420

10.6.2 热机循环和热机效率420

10.6.3 致冷机循环和致冷系数421

10.7 卡诺循环422

10.7.1 卡诺关于热的动力的思考422

10.7.2 卡诺热机循环的效率424

10.7.3 卡诺致冷循环427

思考题428

习题430

第11章 热力学第二定律435

11.1 热力学第二定律的两种表述435

11.1.1 开尔文表述435

11.1.2 克劳修斯表述436

11.2 自然过程的方向性437

11.2.1 自然过程的方向437

11.2.2 不可逆性的相互关联439

11.2.3 自然过程方向性的微观意义440

11.3 可逆过程 卡诺定理442

11.3.1 可逆过程442

11.3.2 卡诺定理443

11.4 熵的概念及其计算446

11.4.1 热变换的等效值446

11.4.2 克劳修斯等式448

11.4.3 态函数熵450

11.4.4 熵的计算452

11.5 熵增加原理455

11.5.1 克劳修斯对熵增加原理的证明455

11.5.2 熵增加原理举例457

11.6 熵与热力学概率459

11.7 熵与“热寂”462

思考题466

习题468

12.1.1 麦克斯韦妖的启示471

12.1 熵与信息471

第12章 热学的新进展471

12.1.2 信息474

12.1.3 信息量475

12.1.4 熵与信息478

12.1.5 遗传与信息480

12.2 耗散结构484

12.2.1 两类有序全结构484

12.2.2 自组织现象485

12.2.3 近平衡态系统的熵变及其稳定性492

12.2.4 远离平衡态系统的分支现象497

12.2.5 通过涨落达到有序501

思考题503

习题答案505

参考书目514

附表515

附表1基本物理常量515

附表2 有关地球、月球、太阳的数据516

附表3 国际单位制词头517