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第9章 热力学基础1

9.1平衡态 态参量 热力学第零定律1

9.1.1平衡态 态参量1

9.1.2热力学第零定律 温度2

9.1.3理想气体状态方程3

9.2准静态过程 功 热量5

9.2.1准静态过程5

9.2.2功6

9.2.3热量7

9.3内能 热力学第一定律7

9.3.1内能7

9.3.2热力学第一定律8

9.3.3热容量8

9.4热力学第一定律的应用11

9.4.1等体过程11

9.4.2等压过程11

9.4.3等温过程13

9.4.4绝热过程13

9.5循环过程 卡诺循环17

9.5.1循环过程17

9.5.2热机 热机效率18

9.5.3制冷机 制冷系数21

9.5.4卡诺循环22

9.6热力学第二定律24

9.6.1热力学第二定律24

9.6.2可逆过程 不可逆过程26

9.6.3卡诺定理27

9.7熵 熵增原理27

9.7.1熵27

9.7.2熵变的计算29

9.7.3熵增原理30

习题九31

第10章 气体动理论35

10.1物质的微观模型 统计规律35

10.1.1物质的微观模型35

10.1.2统计规律36

10.2理想气体的压强38

10.2.1理想气体的微观模型38

10.2.2理想气体的压强公式39

10.2.3压强公式的统计意义及微观本质40

10.3温度的微观解释41

10.3.1温度公式及微观解释41

10.3.2方均根速率42

10.4能量均分定理 理想气体的内能43

10.4.1自由度43

10.4.2能量均分定理45

10.4.3理想气体的内能45

10.5麦克斯韦速率分布律48

10.5.1速率分布函数的概念48

10.5.2麦克斯韦速率分布律48

10.5.3三种统计速率49

10.5.4麦克斯韦速率分布律的实验验证52

10.6气体分子的平均碰撞频率和平均自由程52

10.7热力学第二定律的统计意义55

10.7.1热力学概率55

10.7.2熵与无序56

习题十58

第11章 机械振动62

11.1简谐振动62

11.1.1简谐振动的特征62

11.1.2描述简谐振动的物理量65

11.2旋转矢量图示法70

11.3简谐振动的能量73

11.4一维简谐振动的合成 拍现象75

11.4.1同方向同频率简谐振动的合成75

11.4.2同方向不同频率简谐振动的合成拍77

习题十一79

第12章 机械波和电磁波82

12.1机械波的基本特征82

12.1.1机械波产生的条件82

12.1.2横波与纵波82

12.1.3波的几何描述83

12.1.4描述波动的基本物理量84

12.2平面简谐波波函数87

12.2.1平面简谐波波函数87

12.2.2波函数的物理意义88

12.3波的能量 能流密度91

12.3.1波的能量91

12.3.2平均能流密度矢量93

12.3.3平面波和球面波的振幅93

12.4惠更斯原理 波的衍射95

12.5波的叠加原理 波的干涉96

12.5.1波的叠加原理96

12.5.2波的干涉96

12.6驻波 相位突变99

12.6.1驻波实验99

12.6.2驻波方程100

12.7多普勒效应104

12.8电磁波的产生及基本性质108

12.8.1电磁波的产生与传播109

12.8.2平面电磁波的特性110

12.8.3电磁波的能量111

习题十二112

第13章 波动光学115

13.1光的电磁理论115

13.1.1光的微粒学说与波动学说之争115

13.1.2光的电磁理论116

13.2光源 光波的叠加118

13.2.1光源 普通光源的发光机制118

13.2.2光波的叠加119

13.2.3从普通光源获得相干光的方法121

13.3光程 光程差122

13.3.1光程122

13.3.2相位差与光程差的关系123

13.4双缝干涉126

13.4.1杨氏双缝干涉实验126

13.4.2洛埃德镜干涉实验132

13.5薄膜干涉133

13.5.1等倾干涉134

13.5.2劈尖干涉137

13.5.3牛顿环141

13.6光波的衍射145

13.6.1光的衍射现象145

13.6.2惠更斯-菲涅耳原理147

13.6.3单缝夫琅禾费衍射148

13.6.4圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领153

13.7光栅衍射及光栅光谱157

13.7.1光栅衍射157

13.7.2光栅光谱和光栅的色分辨本领161

13.7.3干涉和衍射的区别和联系162

13.8光的偏振164

13.8.1横波的偏振性164

13.8.2偏振光的产生与检验168

习题十三172

第14章 狭义相对论基础177

14.1经典力学的基本原理 伽利略变换177

14.1.1经典力学的相对性原理178

14.1.2伽利略变换178

14.1.3经典力学的时空观179

14.1.4迈克耳孙—莫雷实验180

14.2狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换182

14.2.1狭义相对论的基本原理182

14.2.2洛仑兹坐标变换183

14.2.3洛仑兹速度变换185

14.3狭义相对论的时空观187

14.3.1同时性的相对性187

14.3.2运动方向长度的收缩效应——空间度量的相对性189

14.3.3运动的时间膨胀——时间度量的相对性190

14.3.4因果关系的绝对性192

14.4相对论的动力学基础193

14.4.1相对论的质量、动量和动力学基本方程193

14.4.2相对论中的质量能量关系195

14.4.3质能公式在原子核裂变和聚变中的应用196

14.4.4相对论的动量、能量关系200

习题十四200

第15章 量子物理基础203

15.1量子概念的诞生204

15.1.1黑体辐射204

15.1.2黑体辐射的实验规律205

15.1.3能量子假说207

15.2光的波粒二象性208

15.2.1光电效应209

15.2.2康普顿效应214

15.3实物粒子的波粒二象性218

15.3.1德布罗意物质波假设218

15.3.2德布罗意物质波的实验验证218

15.4不确定关系221

15.5波函数 薛定谔方程222

15.5.1实物粒子的波函数223

15.5.2薛定谔方程223

15.6一维无限深势阱和势垒227

15.6.1一维无限深势阱227

15.6.2一维势垒230

15.6.3扫描隧道显微镜232

15.7氢原子的量子力学简介234

15.7.1氢原子的光谱规律234

15.7.2氢原子的薛定谔方程235

15.7.3氢原子中电子的概率分布237

15.8多电子原子中电子的分布238

15.8.1电子自旋238

15.8.2四个量子数239

15.8.3原子的壳层结构239

15.8.4能量最低原理240

15.8.5泡利不相容原理241

习题十五241

参考答案245

参考文献253