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第一章 质点运动学1

第一节 质点的运动方程2

一、参照系与坐标系2

二、位置矢量和位移2

第二节 速度和加速度3

一、速度矢量3

二、加速度矢量4

第三节 曲线运动5

一、直角坐标系中的抛体运动5

二、圆周运动6

第四节 相对运动8

一、伽利略坐标变换8

二、伽利略速度变换与加速度变换9

习题10

第二章 质点动力学11

第一节 牛顿运动定律11

一、自然界中的基本相互作用11

二、牛顿第一定律和牛顿第三定律12

三、牛顿第二定律13

四、非惯性参照系与惯性力15

第二节 功和能16

一、功16

二、保守力和势能17

三、动能和动能定理18

四、功能原理与机械能守恒定律19

第三节 动量和动量守恒定律19

一、冲量与动量定理20

二、动量守恒定律20

三、碰撞21

习题22

物理窗口 A．黑洞 B．暗物质 C．暗能量24

第三章 连续体力学28

第一节 刚体的定轴转动28

一、刚体的运动28

二、刚体定轴转动定理32

三、转动中的功和能36

四、刚体的角动量定理37

第二节 流体力学40

一、理想流体的定常流动40

二、黏性流体的流动44

第三节 液体的表面现象49

一、液体的表面张力49

二、毛细现象53

习题56

物理窗口 D．生物力学59

第四章 气体动理论61

第一节 气体动理论的基本概念62

一、热力学系统62

二、理想气体的状态方程62

三、理想气体的压强64

四、温度的微观本质66

第二节 分子平均动能按自由度均分的统计规律66

一、自由度66

二、分子的平均动能按自由度均分定理68

三、理想气体的内能69

第三节 气体分子速率分布的统计规律70

一、气体分子的速率分布律70

二、麦克斯韦速率分布律71

三、麦克斯韦速率分布律的应用72

四、麦克斯韦速率分布律的实验验证74

第四节 气体分子能量分布的统计规律76

一、玻尔兹曼分布律76

二、在重力场中粒子按高度的分布77

第五节 气体分子碰撞的统计规律77

一、气体分子的有效直径78

二、平均碰撞频率78

三、平均自由程79

第六节 气体的输运规律79

一、气体的内摩擦现象80

二、气体的热传导81

三、气体的扩散82

第七节 真实气体的状态方程84

一、分子力84

二、范德瓦耳斯方程85

习题88

第五章 热力学90

第一节 热力学第一定律及其对理想气体的应用90

一、热力学过程90

二、功92

三、内能93

四、热量93

五、热力学第一定律94

六、热力学第一定律对理想气体的应用95

第二节 循环过程 卡诺循环101

一、循环过程101

二、卡诺循环102

第三节 热力学第二定律105

一、热力学过程的方向性105

二、热力学第二定律106

第四节 熵与熵增加原理108

一、熵108

二、熵增加原理112

三、热力学第二定律的微观本质113

第五节 热力学函数及应用116

一、焓116

二、自由能116

三、吉布斯自由能117

四、热力学函数的应用117

习题119

物理窗口 E．化学势与水势 F．生物系统热力学 G．耗散结构理论122

第六章 静电场130

第一节 电场强度130

一、库仑定律130

二、电场强度131

三、高斯定理138

第二节 电势145

一、电势能145

二、电势147

三、电场强度与电势的关系152

第三节 电泳 等点聚焦电泳154

第四节 静电场对导体的作用154

一、导体的静电平衡154

二、导体的电荷分布、尖端放电155

第五节 静电场对电介质的作用157

一、电介质的极化157

二、电介质中的高斯定理158

三、电容器 细胞电容160

四、电介质电泳 细胞电融融合162

第六节 静电场的能量162

一、带电体系的静电能量162

二、电场的能量163

习题164

物理窗口 H．生物电学166

第七章 稳恒电流和稳恒磁场169

第一节 电流密度和电动势169

一、电流 电流密度矢量169

二、欧姆定律及其微分形式171

三、电源 电动势172

第二节 真空中的稳恒磁场174

一、磁感应强度174

二、毕奥-萨伐尔定律177

三、磁通量 磁场的高斯定理183

四、安培环路定理185

五、磁场对运动电荷的作用190

六、磁场对载流导线的作用192

第三节 磁介质中的磁场195

一、磁介质195

二、铁磁质199

习题200

第八章 电磁感应204

第一节 电磁感应定律204

一、电磁感应现象204

二、法拉第电磁感应定律205

第二节 动生电动势206

第三节 感生电动势208

一、感生电动势涡旋电场208

二、自感和互感209

第四节 磁场的能量211

第五节 麦克斯韦方程214

一、位移电流214

二、麦克斯韦电磁场方程的积分形式215

三、电磁波216

习题218

物理窗口 I．超导电性J．生物磁学220

第九章 振动和波227

第一节 线性振动228

一、简谐振动228

二、阻尼振动234

三、受迫振动 共振236

第二节 振动的合成238

一、一维线性振动的合成238

二、二维线性振动的合成240

第三节 平面简谐波243

一、物体的弹性形变243

二、机械波的产生和传播244

三、平面简谐波的波函数247

第四节 波的能量252

一、波的能量252

二、波动能量的传播254

三、波的吸收254

第五节 惠更斯原理 波的传播特性255

一、惠更斯原理255

二、波的衍射现象256

三、波的反射现象257

四、波的折射现象257

第六节 波的干涉258

一、波的叠加原理258

二、波的干涉现象259

三、驻波261

习题264

物理窗口 K．非线性振动与混沌 L．生物节律266

第十章 光的波动性271

第一节 光的干涉271

一、光的相干条件271

二、杨氏双缝干涉 洛埃德镜273

三、薄膜干涉276

第二节 光的衍射282

一、惠更斯-菲涅耳原理282

二、夫琅禾费单缝衍射和圆孔衍射283

三、光栅衍射289

四、X射线的衍射293

第三节 光的偏振295

一、光的偏振态295

二、布儒斯特定律299

三、光的双折射现象300

四、波片椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的检验303

五、旋光现象306

习题307

物理窗口 M．全息光学 N．旋光与对称性破缺310

习题参考答案314

附录322

附录Ⅰ 常用基本物理常量322

附录Ⅱ 保留单位和标准值323

参考文献324