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第一章 质点运动学1

第一节 质点运动的描述1

一、参考系、质点1

二、位矢、运动方程1

三、速度、加速度2

四、匀加速运动位移、速度和加速度的关系3

第二节 用自然坐标系、平面极坐标系描述质点运动5

一、自然坐标系描述5

二、平面极坐标系描述6

第三节 相对运动7

第四节 伽利略变换8

习题8

第二章 牛顿定律10

第一节 牛顿三定律10

一、牛顿第一定律10

二、牛顿第二定律10

三、牛顿第三定律11

第二节 物理量的单位制和量纲11

一、国际单位制11

二、量纲11

第三节 力学中常见的三种力13

一、万有引力13

二、弹性力13

三、摩擦力14

第四节 牛顿定律的应用举例14

一、已知力求运动14

二、已知运动求力15

习题16

第三章 动力学和守恒定律17

第一节 质点和质点系的动量定理17

一、质点的动量定理17

二、质点系的动量定理18

三、动量守恒定律19

第二节 角动量与角动量守恒20

一、角动量20

二、力矩20

三、角动量定理21

四、质点系的角动量定理及其守恒定律23

第三节 动能定理25

一、功25

二、动能定理25

第四节 保守力与非保守力、势能26

一、弹簧力做功26

二、万有引力做功26

三、势能27

第五节 动能原理、机械能守恒定律28

一、质点系的动能定理28

二、机械能守恒定律29

习题29

第四章 刚体力学32

第一节 刚体转动的描述32

一、平动32

二、刚体绕定轴的转动32

第二节 转动动能34

一、刚体的转动动能34

二、转动惯量34

三、刚体绕定轴转动的动能定理36

第三节 刚体定轴转动的角动量及守恒定律36

一、角动量36

二、角动量定理及守恒定律36

第四节 转动定律38

习题39

第五章 静电场41

第一节 库仑定律41

第二节 电场强度41

第三节 高斯定理43

一、电场线与场强43

二、电场强度通量43

三、高斯定理45

四、高斯定理的应用47

第四节 静电场力的功、环路定理49

一、静电场力的功49

二、静电场环路定理50

三、环路定理的讨论50

第五节 电势能、电势50

一、电势能50

二、电势51

第六节 电场强度与电势的关系53

习题54

第六章 电场中的导体和电介质55

第一节 静电场中的导体55

一、静电平衡55

二、静电平衡时导体电荷分布55

第二节 静电场中的电介质56

一、电介质的极化56

二、极化强度57

第三节 介质中的高斯定理58

一、极化强度与场强58

二、介质中的高斯定理59

第四节 电容器60

第五节 静电场能量61

习题62

第七章 恒定磁场64

第一节 磁场及磁感应强度64

第二节 毕奥-萨伐尔定律64

一、毕奥-萨伐尔定律64

二、匀速运动点电荷的磁场66

第三节 磁场的高斯定理66

一、磁感线66

二、磁通量67

三、磁场的高斯定理67

第四节 安培环路定理68

一、安培环路定理68

二、有旋场与无旋场69

第五节 磁场对运动电荷及载流导线的作用71

一、运动电荷在磁场中的运动71

二、载流导线所受磁场力72

三、磁场对载流线圈的作用73

第六节 磁场中的磁介质74

一、磁介质的磁化74

二、磁化强度75

三、磁介质中的安培环路定理75

习题77

第八章 电磁感应79

第一节 电磁感应定律79

一、电磁感应现象79

二、法拉第电磁感应定律79

第二节 感应电动势80

一、电源与电动势80

二、动生电动势和感生电动势80

第三节 自感和互感82

一、自感82

二、互感83

第四节 磁场的能量84

第五节 位移电流、电磁场基本方程85

一、位移电流85

二、电磁场基本方程87

习题88

第九章 机械振动与机械波90

第一节 机械振动90

一、简谐运动90

二、简谐运动的旋转矢量法91

三、简谐运动的机械能93

四、简谐运动的合成94

第二节 机械波96

一、机械波概述96

二、平面简谐波的波函数97

三、波的能量和能流密度99

四、惠更斯原理、衍射和干涉100

五、驻波102

习题105

第十章 波动光学107

第一节 普通光源107

第二节 相干光的获得107

一、杨氏双缝干涉107

二、劳埃德镜108

三、薄膜干涉109

四、劈尖干涉110

第三节 光的衍射112

一、惠更斯-菲涅耳原理112

二、单缝衍射112

三、圆孔衍射、光学仪器的鉴别率114

第四节 偏振光115

一、自然光115

二、偏振片和线偏振光115

三、马吕斯定律116

四、布儒斯特定律117

习题118

第十一章 流体力学120

第一节 静止流体的压强120

一、流体压强的概念120

二、静止流体不同深度的压强120

第二节 流体的流动121

一、理想流体121

二、流线和流管121

三、连续性原理122

四、伯努利方程122

五、伯努利方程的一些应用123

第三节 流体的黏滞性124

一、内摩擦定律124

二、斯托克斯公式125

三、泊肃叶定律125

第四节 液体的表面性质126

一、液体的表面张力126

二、弯曲液面内外压强差128

三、液体与固体接触、毛细作用129

习题131

第十二章 气体动理论132

第一节 基本概念132

一、气体的状态参量132

二、平衡态132

三、理想气体的状态方程132

第二节 分子热运动特征、规律133

一、热运动的特征133

二、热运动规律133

第三节 理想气体的压强公式135

第四节 能量均分定理及理想气体内能136

一、气体分子运动自由度136

二、能量均分定理137

三、理想气体的内能137

习题138

第十三章 热力学基础139

第一节 几个基本概念139

一、热力学过程139

二、内能、功、热量139

第二节 热力学第一定律140

第三节 理想气体的等值过程140

一、等体过程140

二、等压过程141

三、等温过程142

四、绝热过程142

第四节 循环过程、卡诺循环144

一、循环过程144

二、热机144

三、卡诺循环145

第五节 热力学第二定律147

一、热力学第二定律的表述147

二、可逆过程与不可逆过程147

三、卡诺定理148

第六节 熵148

一、熵的概念148

二、熵增加原理150

三、熵与热力学概率151

四、自组织现象153

习题153

第十四章 狭义相对论155

第一节 基本原理和洛仑兹变换155

一、狭义相对论的两个基本假设155

二、洛仑兹变换155

第二节 狭义相对论的时空观157

一、同时的相对性157

二、时间的延长157

三、长度的收缩158

四、对时间延长和长度缩短的理解160

第三节 相对论的动量和能量160

一、质量和速度160

二、质量和能量162

三、动量和能量163

习题163

第十五章 量子物理165

第一节 光的量子性165

一、黑体辐射165

二、斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律165

三、紫外灾难166

四、普朗克能量子假说166

五、光电效应、光的波粒二象性167

第二节 德布罗意波、实物粒子的二象性168

一、德布罗意假设168

二、不确定关系169

第三节 量子力学简介170

一、波函数、概率密度170

二、薛定谔方程171

三、在一维势阱中运动的粒子172

四、势垒贯穿174

习题174

附录175

附录一 矢量175

一、矢量的概念175

二、矢量的加减法175

三、矢量的乘法176

四、矢量的直角坐标表示法177

附录二 阅读材料178

一、力学178

二、电磁学179

三、光学181

四、统计物理181

五、量子物理182

附录三 物理常数183

习题答案185