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第1篇　力学3

第1章　质点运动学3

1.1 内容概要3

1.1.1　质点、参考系、坐标系、时间、空间3

1.1.2　位矢、位移、速度、加速度4

1.1.3　运动学的两类问题、运动的叠加原理6

1.1.4　圆周运动及其描述8

1.1.5　相对运动和伽利略变换10

1.2　习题11

第2章　牛顿运动定律21

2.1 内容概要21

2.1.1　牛顿三定律21

2.1.2　非惯性系与惯性力23

2.1.3　应用牛顿定律解题23

2.2 习题27

第3章　动量与角动量32

3.1 内容概要32

3.1.1 冲量、动量与动量定理32

3.1.2　质点系的动量定理与动量守恒定律34

3.1.3　质心与质心运动定理35

3.1.4　质点的角动量与角动量定理38

3.2　习题39

第4章　功和能48

4.1 内容概要48

4.1.1　功和功率48

4.1.2　动能定理50

4.1.3　一对力的功51

4.1.4　功能原理、机械能守恒定律51

4.2　习题55

第5章　刚体的定轴转动61

5.1 内容概要61

5.1.1　刚体的定轴转动62

5.1.2　力矩、转动定律、转动惯量、转动定律应用62

5.1.3　冲量矩、角动量、角动量定理67

5.1.4　力矩的功、转动动能、刚体定轴转动的动能定理及功能原理69

5.2　习题71

第6章　相对论基础86

6.1 内容概要86

6.1.1　伽利略相对性原理 经典力学的时空观86

6.1.2　狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式87

6.1.3　狭义相对论的时空观89

6.1.4　洛伦兹变换的推导93

6.1.5　狭义相对论动力学95

6.2　习题99

大学物理自测（一） 质点运动学与牛顿定律107

大学物理自测（一）　参考答案110

大学物理自测（二） 动量定理、功能原理、质点角动量定理、质心及质心运动定理112

大学物理自测（二）　参考答案115

大学物理自测（三） 刚体定轴转动118

大学物理自测（三）　参考答案122

大学物理自测（四） 相对论基础126

大学物理自测（四）　参考答案128

第2篇　热学133

第7章　气体动理论133

7.1 内容概要133

7.1.1 理想气体分子微观模型与运动图像133

7.1.2　理想气体分子热运动的统计平均规律134

7.1.3　气体分子运动论的三个基本公式134

7.1.4　能量均分定理135

7.1.5　理想气体的内能136

7.1.6　麦克斯韦速率分布律138

7.1.7　三种速率139

7.1.8　玻尔兹曼分布律——重力场中粒子按高度的分布140

7.1.9 气体分子的平均自由程141

7.2　习题142

第8章　热力学基础152

8.1 内容概要152

8.1.1　准静态过程152

8.1.2　热力学第一定律153

8.1.3　热容154

8.1.4　三个等值过程的内能变化△E、做功A、传热Q155

8.1.5　绝热过程155

8.1.6　循环过程的效率及制冷系数157

8.1.7　热力学第二定律两种表述及其等价性160

8.1.8　熵160

8.2　习题161

大学物理自测（五） 热学177

大学物理自测（五）参考答案180

第3篇　电磁学187

第9章 真空中静止电荷的电场187

9.1 内容概要187

9.1.1 电荷187

9.1.2　电场188

9.1.3 电场强度188

9.1.4 电场线和电通量194

9.1.5　高斯定律196

9.1.6　高斯定律的应用196

9.2　习题203

第10章　真空中的电势213

10.1 内容概要213

10.1.1　静电场力的功213

10.1.2　电势与电势差214

10.1.3　电势的计算216

10.1.4　等势面电势的梯度217

10.2　习题219

第11章　有导体和电介质存在时的静电场227

11.1 内容概要227

11.1.1　静电场中的导体227

11.1.2　静电场中的电介质229

11.1.3　介质中的高斯定律229

11.1.4 电位移矢量D、电场强度E、电极化强度P三者关系229

11.1.5 几种特殊带电体在介质中激发的电场E与电势V230

11.1.6 电容231

11.1.7　静电场的能量233

11.2 习题233

第12章　磁力245

12.1 内容概要245

12.1.1　磁矩245

12.1.2　洛伦兹力246

12.1.3　带电粒子在磁场中的运动246

12.1.4　霍尔效应248

12.1.5　带电粒子在磁场中运动原理的应用249

12.1.6　安培力249

12.2 习题251

第13章　磁场259

13.1　内容概要259

13.1.1　磁感应强度B的定义259

13.1.2　毕奥-萨伐尔定律260

13.1.3　真空中几种特殊电流的磁场261

13.1.4　磁场的高斯定律264

13.1.5　磁场中的介质265

13.1.6　稳恒磁场中的安培环路定理269

13.1.7　稳恒磁场与静电场比较272

13.2　习题274

第14章　电磁感应288

14.1 内容概要288

14.1.1　法拉第电磁感应定律288

14.1.2　动生电动势290

14.1.3　感生电动势293

14.1.4 自感297

14.1.5　互感297

14.1.6　磁场能量300

14.2　习题301

第15章　麦克斯韦方程组和电磁场313

15.1 内容概要313

15.1.1　位移电流313

15.1.2　全电流的安培环路定理314

15.1.3　麦克斯韦方程组及意义315

15.1.4 圆形平行板电容器内电场随时间变化时产生的磁场316

15.2　习题317

大学物理自测（六） 静电场场强与电势321

大学物理自测（六）参考答案324

大学物理自测（七） 有导体和电介质存在时的静电场326

大学物理自测（七）参考答案329

大学物理自测（八）　磁场与磁力332

大学物理自测（八）参考答案337

大学物理自测（九） 电磁感应及麦克斯韦方程340

大学物理自测（九）参考答案343

第4篇　振动、波动与光学349

第16章　振动349

16.1 内容概要349

16.1.1　简谐振动描述349

16.1.2　简谐振动中的特征物理量351

16.1.3　旋转矢量与振动的相352

16.1.4　简谐振动实例355

16.1.5　简谐振动的能量356

16.1.6　阻尼振动358

16.1.7　受迫振动与共振359

16.1.8　同一直线上同频率简谐振动的合成360

16.1.9 同一直线上不同频率简谐振动的合成362

16.1.10　相互垂直的简谐振动的合成363

16.2　习题364

第17章　波动377

17.1 内容概要377

17.1.1　行波377

17.1.2　简谐波379

17.1.3　波动方程与波速381

17.1.4　波的能量382

17.1.5　惠更斯原理382

17.1.6　波的叠加、波的干涉、驻波383

17.2　习题386

第18章　光的干涉400

18.1 内容概要400

18.1.1　光源　光的单色性　光的相干性400

18.1.2　杨氏双缝干涉（分波振面）402

18.1.3　光程和光程差403

18.1.4　薄膜干涉（分振幅方法）406

18.1.5　等倾干涉——增透膜与增反膜408

18.1.6　等厚干涉——劈尖干涉牛顿环409

18.1.7　迈克耳逊干涉仪415

18.2 习题416

第19章　光的衍射430

19.1 内容概要430

19.1.1　光的衍射原理430

19.1.2　衍射分类431

19.1.3　单缝夫琅禾费衍射432

19.1.4　圆孔夫琅禾费衍射与光学仪器的分辨本领438

19.1.5　光栅衍射440

19.1.6　光栅光谱447

19.1.7　X射线衍射450

19.2　习题452

第20章　光的偏振458

20.1 内容概要459

20.1.1　光的偏振状态459

20.1.2　偏振度460

20.1.3　椭圆偏振光和圆偏振光460

20.1.4　线偏振光的获得与检验461

20.1.5　马吕斯定律461

20.1.6　反射和折射时光的偏振463

20.1.7　双折射现象463

20.1.8　偏振器件464

20.2 习题467

大学物理自测（十） 振动与波动474

大学物理自测（十）参考答案477

大学物理自测（十一） 光学干涉、衍射、偏振481

大学物理自测（十一）参考答案484

第5篇　量子物理学基础491

第21章　早期量子理论491

21.1 内容概要491

21.1.1　黑体辐射和普朗克的能量子假说491

21.1.2　光电效应和爱因斯坦的光量子论494

21.1.3　康普顿效应496

21.1.4　玻尔的量子假设498

21.2 习题501

第22章　波粒二象性508

22.1 内容概要508

22.1.1　实物粒子的波动性508

22.1.2　波函数及统计解释511

22.1.3　不确定关系512

22.2　习题513

第23章　薛定谔方程及应用519

23.1 内容概要519

23.1.1　薛定谔方程519

23.1.2　无限深方势阱中的粒子521

23.1.3　势垒贯穿522

23.2　习题523

第24章　原子中的电子526

24.1 内容概要526

24.1.1　氢原子526

24.1.2　史特恩-盖拉赫实验及电子自旋概念528

24.1.3　原子核外电子的排布529

24.1.4　激光530

24.2　习题532

第25章 固体中的电子535

25.1 内容概要535

25.1.1 自由电子535

25.1.2　费米能级、费米能量、费米速度和费米温度536

25.1.3　能带、导体和绝缘体536

25.1.4　半导体537

25.1.5　PN结538

25.2　习题539

大学物理自测（十二） 量子物理学基础541

大学物理自测（十二）参考答案544

参考文献549