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第一部分 经典力学3

第1章 牛顿力学3

1.1 质点动力学：动量、角动量和动能定理3

1.2 保守力场、有心力和运动的稳定性8

1.3 质点组动力学：动量、角动量和位力定理12

1.4 非惯性参考系：惯性离心力和科里奥利力16

习题121

第2章 刚体的定点运动24

2.1 刚体运动的描述：角速度矢量和Euler角24

2.2 惯量张量、转动惯量和转动动能28

2.3 刚体动力学方程：动量矩定理和Euler方程33

2.4 刚体的定点运动、动平衡的稳定性36

习题240

第3章 弹性体中的场和波43

3.1 弹性体中的应变和应力张量43

3.2 弹性体的本构关系：几种特殊的弹性体47

3.3 弹性体的平衡、应力张量对称性和能量密度49

3.4 弹性体中的波、弹性算子的完备性和声子晶体52

习题358

第4章 流体的运动60

4.1 流体中的应变、应力张量和本构方程60

4.2 动力学方程、守恒定律和流体中的波64

4.3 流体运动的相似律和Reynolds数69

4.4 流体的基本运动：涡旋、层流和湍流71

习题477

第5章 Lagrange力学80

5.1 虚功原理、d'Alembert原理和约束反力80

5.2 Lagrange方程和动力学问题中的约束反力85

5.3 保守力体系的Lagrange方程和广义能量守恒89

5.4 多自由度力学系统的微振动93

5.5 经典力学中的对称性和守恒定律97

习题599

第6章 Hamilton力学103

6.1 Hamilton正则方程：循环坐标和能量积分103

6.2 Louville定理、Poisson括号和Poisson定理109

6.3 Hamilton原理和弹性体的Hamilton原理112

6.4 正则变换：正则条件和Poisson括号的不变性115

习题6120

第二部分 电动力学127

第7章 电磁场的基本性质127

7.1 电磁现象的实验定律和平方反比律127

7.2 真空中电磁场的Maxwell方程组和位移电流134

7.3 介质中电磁场的Maxwell方程组和边界方程137

7.4 电磁场的守恒定律和场的能量密度141

习题7146

第8章 静电场和静磁场149

8.1 静电场的唯一性和相互作用能149

8.2 静磁场的唯一性和磁标量势155

8.3 多极展开和多极矩与外场的相互作用163

8.4 准静态场和场的扩散169

习题8171

第9章 电磁波的传播176

9.1 无限大均匀介质中的平面波和波的偏振176

9.2 电磁波在平面界面的反射和折射、全反射179

9.3 各向异性介质中的电磁波和双折射现象184

9.4 电磁波在等离子体中的传播和Faraday旋转效应186

9.5 波导中波的传播：相速度、群速度和截止频率189

习题9194

第10章 电磁波的辐射197

10.1 矢量势、标量势和规范不变性197

10.2 电偶极矩辐射、辐射场和角分布199

10.3 磁偶极矩辐射和电四极矩辐射203

10.4 运动电荷的辐射场与辐射阻尼206

习题10211

第11章 运动体系的电磁场和波215

11.1 Lorentz变换和Minkowski空间215

11.2 Maxwell方程组的协变形式和场的Hamilton函数220

11.3 电磁场的变换和电磁场的不变量225

11.4 粒子在电磁场中的运动和Hamilton函数228

习题11233

第12章 电磁波的散射和衍射236

12.1 微观带电粒子的散射和散射截面236

12.2 电磁波在宏观物体上的散射和Born近似239

12.3 电磁波在周期结构中的散射和光子晶体243

12.4 经典电动力学的适用范围和电子的惯性结构246

习题12250

第三部分 量子力学255

第13章 微观粒子的运动规律255

13.1 波函数的统计解释和Schr？dinger方程255

13.2 一维定态问题：隧道效应和共振透射260

13.3 量子谐振子和谐振子的耦合265

13.4 有心力场中粒子的运动和氢原子的量子描述268

习题13273

第14章 力学量、算符和量子态276

14.1 力学量的平均值与算符运算276

14.2 Hilbert空间上的Hermite算符和本征值问题279

14.3 力学量的测量、不确定关系和守恒量283

14.4 算符的矩阵形式、表象变换和密度矩阵290

14.5 量子体系的对称性和守恒量296

习题14298

第15章 近似方法300

15.1 非简并态微扰和电介质的极化300

15.2 简并态微扰和能级的强耦合303

15.3 变分方法和Hartree自洽场方法306

15.4 含时微扰：量子跃迁、光的吸收和激发311

习题15316

第16章 自旋和角动量319

16.1 电子的自旋算符和自旋波函数319

16.2 Pauli方程和恒定磁场中电子的运动323

16.3 电子自旋与轨道角动量的耦合327

16.4 电子自旋与自旋的耦合332

习题16335

第17章 全同粒子和多体问题338

17.1 全同粒子系统的交换对称性和Pauli不相容原理338

17.2 He原子：仲氦和正氦，交换能344

17.3 Hartree-Fock方程和原子的壳层结构346

17.4 分子的振动和转动，正氢与仲氢350

习题17355

第18章 微观粒子的散射357

18.1 散射的描述方法：微分散射截面和散射振幅357

18.2 分波法：低能粒子的散射359

18.3 Born近似：高能粒子的散射361

18.4 全同粒子的散射365

习题18367

第四部分 热力学和统计力学373

第19章 宏观系统的热力学性质373

19.1 热力学系统的基本概念：平衡态和热力学过程373

19.2 热力学第一定律、Carnot循环和焓378

19.3 热力学第二定律、Carnot定理和熵增加定理381

19.4 不可逆过程、局部平衡和最小熵产生定理386

习题19391

第20章 热力学平衡条件、热力学函数和相变396

20.1 系统平衡条件，自由能、热力势和广势函数396

20.2 平衡的稳定性条件和临界态的基本特征401

20.3 热力学函数、热力学关系和最大功原理403

20.4 相变、临界现象和临界指数408

习题20413

第21章 准独立粒子系的经典统计417

21.1 平衡态的Boltzmann统计和等概率原理417

21.2 热力学函数与熵的微观解释420

21.3 双原子分子组成的理想气体和能量均分定理425

21.4 声子系统和固体的定容热容量428

21.5 二能级系统、负温度和核自旋431

习题21432

第22章 准独立粒子系的量子统计435

22.1 Fermi统计和Bose统计435

22.2 量子统计中的热力学关系和熵437

22.3 金属中的自由电子：强简并电子气体441

22.4 电磁场的量子化、光子气体和Bose-Einstein凝聚444

习题22449

第23章 系综理论452

23.1 统计系综、各态经历假定和微正则分布452

23.2 正则分布、能量涨落和热力学关系455

23.3 巨正则分布、热力学关系和粒子数涨落460

23.4 T-p分布与特征函数466

23.5 量子系综：密度矩阵468

习题23471

第24章 涨落、关联和局部细致平衡476

24.1 涨落的准热力学理论和乳光现象476

24.2 涨落的空间关联：Landau唯象理论480

24.3 涨落的时间关联：Brown运动484

24.4 准独立粒子系统的局部细致平衡487

习题24491

附录A 矢量运算公式493

附录B 张量运算公式496

附录C 重要物理常量498

附录D 英汉人名对照表499