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第九章 气体动理论1

9.1 热力学系统的状态及其描述2

9.1.1 热力学系统的宏观描述与微观描述2

9.1.2 状态参量 平衡态3

9.1.3 热平衡 热力学第零定律3

9.1.4 热力学温标4

9.2 理想气体物态方程5

9.3 概率分布函数的引入7

9.3.1 统计规律性8

9.3.2 概率 概率分布函数的归一化条件8

9.4 理想气体的压强公式和温度的微观意义9

9.4.1 理想气体的微观模型9

9.4.2 理想气体的压强公式10

9.4.3 理想气体的温度的微观意义11

9.5 能量均分定理13

9.5.1 自由度13

9.5.2 能量均分定理14

9.5.3 理想气体内能15

9.6 麦克斯韦速率分布律16

9.6.1 速率分布函数16

9.6.2 麦克斯韦速率分布17

9.6.3 三种速率18

9.7 玻耳兹曼分布20

9.8 真实气体21

9.8.1 真实气体的等温线21

9.8.2 范德瓦耳斯方程22

9.9 分子的平均碰撞频率和平均自由程24

9.10 气体内的输运过程26

9.10.1 黏性现象26

9.10.2 扩散现象27

9.10.3 热传导现象28

习题30

讨论题31

第十章 热力学基础33

10.1 准静态过程34

10.2 功 热量 内能35

10.2.1 功35

10.2.2 热量36

10.2.3 内能36

10.3 热力学第一定律36

10.4 热容 理想气体的典型过程37

10.4.1 热容 焓37

10.4.2 理想气体的摩尔热容 迈耶公式38

10.4.3 理想气体的典型过程39

10.5 循环过程 卡诺循环49

10.5.1 循环过程49

10.5.2 卡诺循环52

10.6 热力学第二定律的表述 卡诺定理56

10.6.1 可逆过程与不可逆过程56

10.6.2 热力学第二定律的两种表述57

10.6.3 卡诺定理59

10.6.4 热力学第二定律的微观意义59

10.7 熵 熵增加原理60

10.7.1 热力学概率60

10.7.2 玻耳兹曼熵公式和熵增加原理63

10.7.3 克劳修斯熵和熵变的计算64

10.7.4 熵概念的拓展67

习题69

讨论题71

第十一章 振动73

11.1 简谐振动74

11.1.1 简谐振动的描述74

11.1.2 简谐振动的合成84

11.2 阻尼振动89

11.3 受迫振动和共振90

11.3.1 受迫振动的动力学方程90

11.3.2 共振91

习题92

讨论题94

第十二章 波动95

12.1 简谐波96

12.1.1 机械波的形成 横波与纵波96

12.1.2 平面简谐波函数97

12.1.3 波函数的物理意义99

12.1.4 波动方程102

12.1.5 波动的能量104

12.2 惠更斯原理106

12.2.1 惠更斯原理106

12.2.2 波的衍射107

12.3 波的叠加 波的干涉 驻波108

12.3.1 波的叠加原理108

12.3.2 波的干涉108

12.3.3 驻波110

12.4 声波112

12.5 平面电磁波114

12.5.1 真空中的平面电磁波的一般表达式114

12.5.2 电磁波的能量 能流密度115

12.6 多普勒效应115

习题118

讨论题120

第十三章 光的干涉121

13.1 光波122

13.2 相干光波的产生123

13.3 光程 光程差124

13.3.1 光程124

13.3.2 光程差与相位差的关系125

13.3.3 理想透镜物像的等光程性126

13.4 分波前干涉——杨氏干涉实验127

13.4.1 杨氏干涉实验装置127

13.4.2 杨氏实验干涉条纹的分布127

13.4.3 干涉条纹的可见度130

13.4.4 光场的空间相干性131

13.4.5 光场的时间相干性134

13.4.6 其他几种两光束分波前干涉装置135

13.5 分振幅干涉——薄膜干涉137

13.5.1 等倾干涉137

13.5.2 等厚干涉139

13.5.3 薄膜干涉应用举例143

13.6 迈克耳孙干涉仪145

13.7 两束平行光的干涉147

13.7.1 干涉条纹及其间距147

13.7.2 空间频率148

习题149

讨论题152

第十四章 光的衍射153

14.1 光的衍射现象154

14.2 惠更斯－菲涅耳原理155

14.3 单缝的夫琅禾费衍射156

14.4 夫琅禾费圆孔衍射和光学仪器的分辨本领161

14.4.1 夫琅禾费圆孔衍射161

14.4.2 光学仪器的分辨本领162

14.5 衍射光栅164

14.6 光栅光谱169

14.6.1 光栅的分光原理169

14.6.2 光栅的分辨本领170

14.7 X射线衍射171

习题172

讨论题174

第十五章 光的偏振177

15.1 自然光和偏振光178

15.1.1 线偏振光、自然光和部分偏振光178

15.1.2 圆偏振光和椭圆偏振光179

15.2 偏振片 马吕斯定律181

15.3 反射和折射时的偏振183

15.4 散射光的偏振184

15.4.1 光的散射现象184

15.4.2 散射引起的偏振184

15.5 双折射现象185

15.5.1 晶体双折射现象的基本描述185

15.5.2 单轴晶体中的波面 惠更斯作图法187

15.5.3 波晶片188

15.6 人为双折射现象及其应用190

15.6.1 光弹效应191

15.6.2 电光效应191

习题193

讨论题194

第十六章 狭义相对论基础195

16.1 爱因斯坦的假设与洛伦兹变换196

16.1.1 经典力学的时空观 伽利略变换196

16.1.2 迈克耳孙－莫雷实验197

16.1.3 爱因斯坦的假设198

16.1.4 洛伦兹变换199

16.2 相对论时空观201

16.2.1 同时的相对性201

16.2.2 长度的相对性203

16.2.3 时间的相对性205

16.3 相对论速度变换公式207

16.4 相对论多普勒效应209

16.5 狭义相对论中的动量、质量和能量210

16.5.1 狭义相对论中的动量210

16.5.2 狭义相对论中的质量211

16.5.3 狭义相对论中的能量212

16.5.4 狭义相对论中的能量和动量的关系214

习题215

第十七章 量子物理基础217

17.1 量子概念的提出218

17.1.1 普朗克的能量子假设218

17.1.2 光电效应223

17.1.3 康普顿散射228

17.2 玻尔的氢原子模型232

17.2.1 氢原子光谱 里德伯方程232

17.2.2 卢瑟福的原子行星模型233

17.2.3 玻尔的氢原子理论234

17.3 物质波 波粒二象性238

17.3.1 光的波粒二象性238

17.3.2 物质波238

17.3.3 波粒二象性的统计解释 概率波242

17.3.4 不确定原理244

17.4 薛定谔方程247

17.4.1 方程的提出247

17.4.2 一维方势阱249

17.4.3 势垒和隧道效应253

17.5 激光256

17.5.1 受激吸收 自发辐射 受激辐射256

17.5.2 激光的原理257

17.5.3 激光器259

17.6 半导体261

17.6.1 半导体的晶体结构261

17.6.2 能带的基本概念262

17.6.3 导体、半导体和绝缘体的能带结构263

17.6.4 本征半导体、杂质半导体和pn结263

习题265

习题答案269

中英文名词对照表277