目錄
前言
第1章 質(zhì)點運動學 1
1.1 質(zhì)點運動的一般描述 1
1.1.1 描述質(zhì)點運動的幾個基本物理量 1
1.1.2 質(zhì)點運動的相對性 5
1.2 幾種特殊運動的描述 6
1.2.1 勻變速直線運動 6
1.2.2 拋體運動 8
1.2.3 圓周運動 9
習題1 14
第2章 質(zhì)點動力學 15
2.1 牛頓三定律慣性系和非慣性系 15
2.1.1 牛頓三定律 15
2.1.2 關(guān)于力的三條規(guī)律 16
2.1.3 慣性系和非慣性系慣性力 17
2.2 力的功（力的空間累積效應(yīng)） 19
2.2.1 功 功率 能量 19
2.2.2 功和能的關(guān)系 23
2.3 力的沖量（力的時間累積效應(yīng)） 25
2.3.1 動量 沖量 沖力 25
2.3.2 沖量和動量的關(guān)系 27
2.4 角動量和角動量定理 29
2.4.1 質(zhì)點的角動量 29
2.4.2 質(zhì)點的角動量定理 30
2.4.3 質(zhì)點的角動量守恒定律 32
習題2 33
第3章 剛體力學基礎(chǔ) 34
3.1 剛體運動 34
3.1.1 剛體的定義 34
3.1.2 剛體的運動 34
3.1.3 剛體的定軸轉(zhuǎn)動 35
3.2 力矩 轉(zhuǎn)動定律 轉(zhuǎn)動慣量 36
3.2.1 力矩 36
3.2.2 轉(zhuǎn)動定律 36
3.2.3 轉(zhuǎn)動慣量的計算 38
3.3 轉(zhuǎn)動動能 力矩的功 轉(zhuǎn)動動能定理 41
3.3.1 轉(zhuǎn)動動能 41
3.3.2 力矩的功 42
3.3.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理 42
3.4 角動量 角動量定理 角動量守恒定律 44
3.4.1 角動量（動量矩） 44
3.4.2 角動量定理 44
3.4.3 角動量守恒定律 44
習題3 47
第4章 機械振動 49
4.1 簡諧振動 49
4.1.1 簡諧振動 49
4.1.2 描述簡諧振動的物理量 50
4.1.3 簡諧振動的矢量圖示法 52
4.2 簡諧振動的能量 54
4.3 簡諧振動的合成 55
4.3.1 兩個同方向同頻率簡諧振動的合成 55
4.3.2 同方向不同頻率簡諧振動的合成 56
4.3.3 兩個相互垂直的同頻率簡諧振動的合成 57
4.4 阻尼振動和受迫振動簡介 58
4.4.1 阻尼振動 59
4.4.2 受迫振動 60
習題4 60
第5章 機械波 63
5.1 描述機械波的基本物理量 63
5.2 平面簡諧波的波函數(shù) 65
5.2.1 平面簡諧波的波函數(shù) 65
5.2.2 波函數(shù)的物理意義 66
5.2.3 平面簡諧波的微分方程 68
5.3 波的能量 68
5.3.1 波的能量和能量密度 68
5.3.2 能流和能流密度 70
5.3.3 波的吸收 70
5.4 惠更斯原理 70
5.5 波的疊加原理 波的干涉 71
5.6 駐波 74
5.7 多普勒效應(yīng) 76
5.7.1 波源S相對于介質(zhì)靜止，而觀察者O以速度v0相對于介質(zhì)運動 77
5.7.2 觀察者O相對于介質(zhì)靜止，而波源S以速度v0相對于介質(zhì)運動 77
5.7.3 波源S和觀察者O同時相對于介質(zhì)運動 78
習題5 79
第6章 靜電場 81
6.1 電荷的量子化 電荷守恒定律 81
6.1.1 電荷的量子化 81
6.1.2 電荷守恒定律 81
6.2 庫侖定律 81
6.3 電場強度 82
6.3.1 靜電場 82
6.3.2 電場強度 82
6.3.3 點電荷電場強度 83
6.3.4 電場強度疊加原理 84
6.4 電場強度通量 高斯定理 86
6.4.1 電場線 86
6.4.2 電場強度通量 87
6.4.3 高斯定理 88
6.4.4 高斯定理應(yīng)用舉例 89
6.5 靜電場的環(huán)路定理 電勢能 90
6.5.1 靜電場力所做的功 90
6.5.2 靜電場的環(huán)路定理 91
6.5.3 電勢能 91
6.6 電勢 92
6.6.1 電勢 92
6.6.2 點電荷電場的電勢 92
6.6.3 電勢的疊加原理 92
6.7 電場強度與電勢梯度 94
6.7.1 等勢面 94
6.7.2 電場強度與電勢梯度 95
6.8 靜電場中的電偶極子 96
6.8.1 外電場對電偶極子的力矩和取向作用 96
6.8.2 電偶極子在電場中的電勢能和平衡位置 96
習題6 96
第7章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 99
7.1 靜電場中的導(dǎo)體 99
7.1.1 靜電感應(yīng) 靜電平衡條件 99
7.1.2 靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布 100
7.2 電容 電容器 100
7.2.1 孤立導(dǎo)體的電容 101
7.2.2 電容器 101
7.2.3 電容器的連接 103
7.3 靜電場中的電介質(zhì) 104
7.3.1 電介質(zhì)對電容的影響 相對電容率 104
7.3.2 電介質(zhì)的極化 105
7.3.3 電極化強度 105
7.4 電位移 有電介質(zhì)時的高斯定理 106
7.5 靜電場的能量 能量密度 107
7.5.1 孤立帶電導(dǎo)體的電能 107
7.5.2 電容器的電能 108
7.5.3 靜電場的能量 能量密度 108
習題7 109
第8章 穩(wěn)恒磁場 111
8.1 磁場 磁感應(yīng)強度 111
8.1.1 磁的基本現(xiàn)象 111
8.1.2 磁感應(yīng)強度 112
8.2 畢奧-薩伐爾定律 113
8.2.1 磁場的疊加原理 113
8.2.2 畢奧-薩伐爾定律 113
8.2.3 畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用舉例 114
8.3 磁場的高斯定理 117
8.3.1 磁感應(yīng)線 117
8.3.2 磁通量 117
8.3.3 磁場的高斯定理及其應(yīng)用 118
8.4 安培環(huán)路定理 118
8.4.1 安培環(huán)路定理 118
8.4.2 安培環(huán)路定理的應(yīng)用 119
8.5 磁場對運動電荷的作用 122
8.5.1 洛倫茲力 帶電粒子在均勻磁場中的運動 122
8.5.2 帶電粒子在現(xiàn)代電磁場技術(shù)中的應(yīng)用舉例 123
8.6 磁場對載流導(dǎo)線的作用 124
8.6.1 安培定律 124
8.6.2 磁場對平面載流線圈作用的力矩 125
8.7 磁場中的磁介質(zhì) 126
習題8 127
第9章 電磁感應(yīng) 電磁場基本方程 129
9.1 電磁感應(yīng)的基本定律 129
9.1.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 129
9.1.2 電磁感應(yīng)的基本定律 130
9.2 動生電動勢 132
9.2.1 動生電動勢 132
9.2.2 動生電動勢與洛倫茲力的關(guān)系 133
9.2.3 動生電動勢與能量守恒和轉(zhuǎn)換定律的關(guān)系 134
9.2.4 磁場中轉(zhuǎn)動線圈內(nèi)的動生電動勢 134
9.3 自感 互感 磁場的能量 136
9.3.1 自感 136
9.3.2 互感 137
9.3.3 磁場的能量 138
9.4 麥克斯韋的兩個假設(shè) 140
9.4.1 麥克斯韋關(guān)于渦旋電場的假設(shè) 140
9.4.2 麥克斯韋關(guān)于位移電流的假設(shè) 142
9.5 麥克斯韋方程組 144
9.5.1 麥克斯韋方程組的積分形式 145
9.5.2 麥克斯韋方程組的微分形式 146
習題9 147
第10章 氣體動理論 149
10.1 氣體動理論的基本概念 150
10.1.1 熱力學系統(tǒng) 150
10.1.2 平衡態(tài)、平衡過程、理想氣體狀態(tài)方程 150
10.2 理想氣體狀態(tài)方程的微觀解釋 153
10.2.1 理想氣體壓強公式 154
10.2.2 理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關(guān)系 155
10.3 能量按自由度均分原理 156
10.3.1 分子運動的自由度 156
10.3.2 能量均分定理 158
10.3.3 理想氣體的內(nèi)能 158
10.4 麥克斯韋速率分布 160
10.4.1 氣體分子速率分布函數(shù) 160
10.4.2 麥克斯韋分子速率分布律 161
10.4.3 三種統(tǒng)計速率 163
10.5 氣體分子的平均自由程和碰撞頻率 164
10.5.1 氣體分子平均碰撞頻率 164
10.5.2 分子的平均自由程 165
10.6 內(nèi)遷移 范德瓦耳斯方程 167
10.6.1 氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象 167
10.6.2 真實氣體 范德瓦耳斯方程 171
習題10 175
第11章 熱力學基礎(chǔ) 177
11.1 熱力學第一定律 177
11.1.1 內(nèi)能、功和熱量 177
11.1.2 熱力學第一定律 179
11.2 理想氣體的等值過程 180
11.2.1 等容過程 180
11.2.2 等壓過程 181
11.2.3 等溫過程 182
11.3 理想氣體的絕熱過程和多方過程 184
11.3.1 絕熱過程 184
11.3.2 多方過程 186
11.4 循環(huán)過程和卡諾循環(huán) 186
11.4.1 循環(huán)過程 186
11.4.2 熱機和效率 187
11.4.3 制冷機及制冷系數(shù) 187
11.4.4 卡諾循環(huán) 188
11.5 熱力學第二定律的表述 191
11.5.1 可逆過程與不可逆過程 191
11.5.2 熱力學第二定律的表述 192
11.6 卡諾定理 194
11.6.1 卡諾定理的內(nèi)容 194
11.6.2 卡諾定理的證明 194
11.6.3 熱力學溫標 195
11.7 熵和熵增加原理 195
11.7.1 克勞修斯等式 195
11.7.2 熵 196
11.7.3 熵增加原理 197
11.7.4 溫熵圖 198
11.8 熱力學第二定律的統(tǒng)計意義 199
11.8.1 理想氣體自由膨脹不可逆性的統(tǒng)計意義 199
11.8.2 熱力學概率和玻爾茲曼熵公式 201
11.8.3 熱力學第二定律的適用范圍 201
習題11 201
第12章 波動光學 203
12.1 光的電磁理論 203
12.1.1 電磁學理論 203
12.1.2 相干光 204
12.2 分波面的干涉實驗 205
12.2.1 楊氏雙縫干涉實驗 205
12.2.2 菲涅耳雙面鏡 207
12.2.3 勞埃德鏡實驗 207
12.3 分振幅干涉 207
12.3.1 光程 光程差 207
12.3.2 薄膜干涉 208
12.4 邁克耳孫干涉儀 213
12.5 光的衍射 214
12.5.1 光的衍射現(xiàn)象 214
12.5.2 衍射現(xiàn)象的分類 215
12.5.3 惠更斯-菲涅耳原理 216
12.6 單縫夫瑯禾費衍射 216
12.7 圓孔衍射和光學儀器的分辨本領(lǐng) 218
12.7.1 網(wǎng)孔夫瑯禾費衍射 218
12.7.2 光譜儀器的分辨本領(lǐng) 219
12.8 光柵衍射 220
12.8.1 光柵 220
12.8.2 光柵方程 221
12.8.3 光柵衍射的光強分布 222
12.8.4 光柵光譜 223
12.9 X射線衍射 224
12.10 光的偏振 225
12.10.1 光的偏振 線偏振光和自然光 226
12.10.2 偏振片 起偏和檢偏 227
12.10.3 馬呂斯定律 227
12.10.4 反射光和折射光的偏振 228
12.10.5 雙折射引起的偏振現(xiàn)象 229
12.10.6 散射引起的偏振現(xiàn)象 230
習題12 231
第13章 狹義相對論 233
13.1 伽利略變換 經(jīng)典力學的相對性原理 233
13.1.1 經(jīng)典力學的時空觀 伽利略變換 233
13.1.2 經(jīng)典力學的相對性原理 233
13.2 邁克耳孫-莫雷實驗 234
13.2.1 以太參考系 234
13.2.2 邁克耳孫-莫雷實驗 234
13.3 狹義相對論的基本原理洛倫茲變換 235
13.3.1 狹義相對論的基本原理 235
13.3.2 洛倫茲變換 235
13.3.3 洛倫茲速度變換 236
13.4 狹義相對論的時空觀 238
13.4.1 同時的相對性 238
13.4.2 長度的收縮 238
13.4.3 時間延緩 239
13.5 相對論動量和能量 241
13.5.1 相對論動量與質(zhì)量 241
13.5.2 狹義相對論力學的基本方程 242
13.5.3 相對論動能 242
13.5.4 質(zhì)量和能量的關(guān)系 243
13.5.5 動量與能量的關(guān)系 244
習題13 245
第14章 量子理論 247
14.1 黑體輻射和普朗克能量子假說 247
14.2 光電效應(yīng)與愛因斯坦光量子假說 250
14.2.1 光電效應(yīng) 250
14.2.2 愛因斯坦光量子假說 251
14.3 康普頓效應(yīng)（散射） 251
14.4 玻爾氫原子理論 253
14.4.1 氫原子光譜 253
14.4.2 玻爾氫原子理論 253
14.5 波函數(shù)假定 254
14.5.1 德布羅意物質(zhì)波假說 254
14.5.2 德布羅意波的統(tǒng)計解釋 256
14.5.3 狀態(tài)及狀態(tài)的描述 256
14.5.4 狀態(tài)疊加原理 259
14.5.5 內(nèi)積 261
14.6 薛定諤方程假定 261
14.6.1 自由粒子波函數(shù)的薛定諤方程 262
14.6.2 算符化規(guī)則 263
14.6.3 非自由粒子波函數(shù)方程 264
14.6.4 波函數(shù)的標準條件 264
14.7 定態(tài)薛定諤方程 265
14.7.1 定態(tài)薛定諤方程的建立 265
14.7.2 定態(tài)的性質(zhì) 266
14.7.3 定態(tài)的幾個典型物理模型問題 266
14.8 電子自旋 281
14.8.1 電子自旋實驗 281
14.8.2 電子自旋假設(shè) 284
習題14 285
習題參考答案 287