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第一篇 经典力学1

第一章 质点运动学1

第一节 运动的描述1

一、参考系与质点1

二、坐标系 位置矢量 位移与路程2

三、速度与加速度3

第二节 圆周运动5

一、切向加速度及法向加速度5

二、角量与线量的对应关系6

第三节 相对运动7

一、相对位矢 相对位移7

二、相对速度 相对加速度7

本章小结8

习题8

第二章 质点动力学11

第一节 牛顿运动定律及其应用11

一、牛顿运动定律11

二、几种常见的力12

三、牛顿运动定律的应用14

第二节 动量定理和动量守恒定律15

一、冲量与动量定理16

二、质点系的动量守恒定律17

第三节 动能定理和能量守恒定律17

一、能量守恒定律17

二、功与动能定理17

三、势能与机械能守恒定律19

本章小结21

习题21

第三章 刚体力学26

第一节 刚体的定轴转动26

一、刚体 刚体运动 刚体的定轴转动26

二、刚体定轴转动的角速度和角加速度26

第二节 力矩 转动定律 转动惯量28

一、力矩28

二、刚体定轴转动时的转动定律29

三、质量离散及连续分布的刚体的转动惯量 平行轴定理30

第三节 转动动能 力矩的功 转动动能定理31

一、刚体转动动能31

二、力矩的功32

三、刚体定轴转动的动能定理32

第四节 角动量 角动量定理 角动量守恒定律33

一、角动量 冲量矩33

二、角动量定理 角动量守恒定律34

本章小结35

习题36

第四章 流体力学基础40

第一节 流体静力学40

一、静止流体内的压强40

二、液体的表面现象41

第二节 理想流体的流动48

一、理想流体的稳定流动48

二、连续性原理49

三、伯努利方程及其应用50

第三节 黏滞流体的运动53

一、黏滞流体的基本规律53

二、泊肃叶公式54

三、斯托克斯公式56

本章小结57

习题58

第二篇 热学60

第五章 气体动理论60

第一节 理想气体的状态方程60

一、宏观状态参量60

二、平衡态61

三、理想气体状态方程61

第二节 理想气体的压强和温度62

一、理想气体的微观模型与统计假设62

二、理想气体的压强63

三、理想气体的温度65

第三节 能量按自由度均分原理 理想气体的内能65

一、自由度65

二、能量按自由度均分原理66

三、理想气体的内能67

第四节 气体分子的速率分布规律68

一、麦克斯韦速率分布规律68

二、气体分子速率的三种统计值69

三、麦克斯韦速率分布规律的实验验证70

第五节 玻尔兹曼分布律71

一、重力场中分子数按高度的分布71

二、玻尔兹曼分布律72

第六节 气体内的输运过程73

一、气体的黏滞现象73

二、气体分子的扩散73

三、气体的热传导现象73

本章小结73

习题74

第六章 热力学76

第一节 热力学的基本概念76

一、热力学系统76

二、准静态过程76

三、准静态过程的功76

四、热量77

五、内能77

第二节 热力学第一定律及应用77

一、热力学第一定律77

二、热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用78

第三节 循环过程 热力学第二定律82

一、循环过程82

二、卡诺循环83

三、热力学第二定律84

第四节 熵85

一、卡诺定理85

二、克劳修斯不等式 熵85

三、熵的微观本质86

四、熵变的计算86

本章小结87

习题87

第三篇 电磁学90

第七章 静电场90

第一节 电荷与库仑定律90

一、电荷90

二、库仑定律91

第二节 电场强度91

一、静电场91

二、电场强度92

三、电场强度的计算92

第三节 静电场的高斯定理96

一、电通量96

二、高斯定理98

三、高斯定理的应用99

第四节 电势102

一、静电场力的功102

二、静电场的环路定理103

三、电势能与电势103

四、电场强度与电势的微分关系108

第五节 静电场对导体和介电体的作用109

一、静电场对导体的作用109

二、静电场对介电体的作用110

三、电场的能量111

本章小结113

习题114

第八章 恒定磁场117

第一节 恒定电流117

一、电流117

二、电流密度117

三、电动势118

第二节 磁感应强度118

一、磁场及磁感应强度118

二、毕奥-萨伐尔定律119

第三节 磁场的高斯定理与安培环路定理122

一、磁场的高斯定理122

二、安培环路定理123

第四节 磁场中的运动电荷及电流与磁介质126

一、洛伦兹力及其应用126

二、安培力128

三、载流线圈在磁场中所受的磁力矩130

四、磁场中的磁介质131

本章小结132

习题132

第九章 电磁感应135

第一节 电磁感应定律135

一、法拉第电磁感应定律135

二、楞次定律136

第二节 感应电动势137

一、动生电动势137

二、感生电动势与感生电场138

第三节 自感和互感 磁场能量140

一、自感140

二、互感140

三、磁场的能量141

第四节 电磁场142

一、位移电流假说142

二、麦克斯韦方程组143

本章小结144

习题145

第四篇 振动与波147

第十章 机械振动与波动147

第一节 简谐振动147

一、简谐振动的描述147

二、简谐振动的旋转矢量表示法152

三、简谐振动的能量153

第二节 简谐振动的合成和分解154

一、简谐振动的合成154

二、简谐振动的分解158

第三节 阻尼振动 受迫振动 共振159

一、阻尼振动159

二、受迫振动160

三、共振160

第四节 机械波的产生和传播161

一、机械波的产生条件161

二、波动过程的描述161

三、平面简谐波的波动方程162

四、波动方程的物理意义163

五、波的能量与能流166

第五节 波的干涉和衍射167

一、波的叠加原理 波的干涉167

二、驻波和半波损失169

三、惠更斯原理 波的衍射172

第六节 多普勒效应 声波173

一、多普勒效应173

二、声波174

本章小结175

习题177

第十一章 波动光学182

第一节 光的本性和相干性182

一、光源及其发光机理182

二、光的电磁本性182

三、光的相干性183

四、获得相干光的方法183

第二节 杨氏双缝干涉184

一、杨氏双缝干涉实验184

二、洛埃德镜实验186

三、光程186

第三节 薄膜干涉188

一、匀厚薄膜干涉188

二、劈尖干涉190

三、牛顿环192

四、迈克耳孙干涉仪194

第四节 光的单缝衍射195

一、光的衍射现象195

二、惠更斯-菲涅耳原理196

三、夫琅禾费单缝衍射196

四、光学仪器的分辨率199

第五节 光栅衍射202

一、光栅方程202

二、光栅光谱204

三、单色仪204

第六节 光的偏振206

一、自然光与偏振光206

二、起偏 检偏206

三、马吕斯定律 偏振片的应用207

四、布儒斯特定律209

五、旋光现象210

本章小结211

习题213

第五篇 近代物理基础216

第十二章 狭义相对论216

第一节 经典力学相对性原理 牛顿力学时空观217

一、经典力学相对性原理217

二、牛顿力学的时空观217

第二节 狭义相对论基本原理 洛伦兹变换217

一、狭义相对论两条基本原理217

二、洛伦兹变换218

第三节 狭义相对论时空观219

一、长度收缩219

二、时间膨胀220

三、同时的相对性221

第四节 狭义相对论动力学的基本结论221

一、质量与速度的关系221

二、相对论动力学的基本方程222

三、质量与能量的关系222

四、动量与能量的关系224

第五节 广义相对论简介224

一、广义相对论的等效原理224

二、广义相对论时空特性的应用225

本章小结227

习题227

第十三章 量子物理基础230

第一节 黑体辐射 普朗克能量子假设230

一、热辐射 黑体辐射基本规律230

二、普朗克量子假说231

第二节 光的量子性232

一、光电效应232

二、爱因斯坦光子假说233

三、光的波粒二象性234

第三节 康普顿散射234

第四节 实物粒子的波动性235

一、德布罗意物质波235

二、德布罗意波的统计解释236

第五节 薛定谔方程236

一、不确定关系236

二、波函数237

三、薛定谔方程237

第六节 氢原子理论238

一、氢原子光谱的实验规律238

二、玻尔的氢原子理论239

三、玻尔理论的成功和局限性241

四、氢原子光谱规律的量子力学解释242

第七节 原子的壳层结构244

本章小结245

习题246

习题参考答案248

附录258

附录A希腊字母表258

附录B我国法定计量单位和国际单位制（SI）单位259

附录C一些基本物理常量261

附录D常用数学公式262

附录E矢量的运算264

参考文献266