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绪论1

§1 物理学的意义1

§2 物质和相互作用2

一 物质的微观结构和夸克的发现2

二 宇宙的标准模型4

三 基本的相互作用5

四 粒子物理的标准模型7

§3 物理测量和单位制8

§4 物理世界的层次和数量级10

第一部分 力学13

第一章 质点运动学13

§1-1 质点运动的描述13

一 质点 参考系和坐标系13

二 质点运动的矢量描述14

三 直角坐标系 抛体运动16

四 平面极坐标系 横向速度和径向速度18

五 自然坐标系 切向加速度和法向加速度20

§1-2 相对运动23

习题25

第二章 动量守恒和质点动力学27

§2-1 惯性定律和惯性系27

§2-2 质量 动量和动量守恒定律28

一 两质点间的相互作用28

二 惯性质量29

三 动量 动量守恒定律29

§2-3 力 冲量和动量定理32

一 力的定义32

二 力的叠加原理 质点系动量守恒的条件33

三 牛顿运动定律34

四 冲量和动量定理35

§2-4 牛顿运动定律及其应用38

一 牛顿运动定律的表述38

二 牛顿运动定律的应用39

三 自然界中常见的力40

§2-5 伽利略相对性原理和非惯性系47

一 伽利略相对性原理47

二 伽利略变换47

三 非惯性系49

四 平动加速参考系中的惯性力50

五 惯性离心力50

六 科里奥利力51

习题57

第三章 机械能守恒61

§3-1 机械能守恒定律61

§3-2 功和功率63

一 功和能63

二 功率64

一 保守力 保守系的机械能守恒66

§3-3 势能66

二 势能曲线68

§3-4 质心参考系76

一 动量中心系和质心76

二 质心运动定理77

三 克尼希定理 资用能78

§3-5 两体碰撞81

习题86

§4-1 角动量和角动量守恒定律91

第四章 角动量守恒91

§4-2 力矩和角动量定理93

一 力矩和质点的角动量定理93

二 质点系的角动量定理94

三 质心系的角动量定理96

§4-3 质点在有心力场中的运动100

§4-4 对称性与守恒定律106

一 对称性106

二 对称性与守恒定律107

习题112

第五章 连续体力学115

§5-1 刚体运动学116

一 刚体的平动和定轴转动116

二 刚体的平面平行运动117

§5-2 刚体动力学119

一 定轴转动刚体的角动量和转动惯量119

二 刚体定轴转动的角动量定理和转动定理121

三 刚体定轴转动的动能定理122

四 刚体的旋进和陀螺仪123

§5-3 固体的弹性130

一 弹性体中的应力和应变130

二 弹性体的拉伸和压缩131

三 拉伸和压缩时的弹性势能132

四 弹性体的剪切形变133

一 流体的连续性方程134

§5-4 流体力学134

二 理想流体的定常流动137

三 粘性流体的流动140

习题145

第六章 振动和波149

§6-1 简谐振动149

一 描述简谐振动的特征量149

二 简谐振动的合成151

三 振动的分解 傅里叶变换155

§6-2 弹性系统的振动159

一 谐振子的自由振动159

二 谐振子的阻尼振动162

三 谐振子的受迫振动和共振163

§6-3 耦合振子169

一 简正模169

二 简正模的叠加171

一 波动图像173

§6-4 机械波的产生和传播173

二 波动方程176

三 波的能量178

四 声波179

§6-5 驻波180

一 驻波的形成和特点180

二 两端固定的弦中的驻波 多自由度系统的简正模182

三 半波损失183

§6-6 多普勒效应185

§6-7 波包和非线性波189

一 波包和群速189

二 非线性效应对波动的影响191

三 孤波和孤子192

习题193

§7-1 狭义相对论的基本假设197

一 相对论的意义197

第七章 相对论197

二 狭义相对论的基本假设198

三 迈克耳孙-莫雷实验199

§7-2 相对论运动学201

一 相对论变换和时空观201

二 闵科夫斯基空间 洛伦兹变换下的不变量204

三 狭义相对论的时空观206

§7-3 相对论动力学212

一 动量和质量213

二 力 功和动能215

三 能量 质能关系216

四 能量和动量的关系219

五 动量、能量和力的相对论变换220

§7-4 广义相对论229

一 等效原理230

二 爱因斯坦的引力场方程234

三 广义相对论的检验236

习题240

第二部分 电磁学243

第八章 电相互作用和真空中的静电场243

§8-1 电相互作用243

一 电荷 电荷守恒定律243

二 库仑定律 静电力的叠加原理245

三 电场和电场强度246

四 场强的叠加原理247

§8-2 静电场的高斯定理252

一 电场线252

二 电通量253

三 静电场的高斯定理254

四 静电场的高斯定理的微分形式256

§8-3 静电场的环路定理和电势259

一 静电场的环路定理259

二 电势差与电势262

三 电势叠加原理264

四 等势面 电势的梯度265

习题270

第九章 静电场中的导体和电介质273

§9-1 静电场中的导体273

一 导体的静电平衡条件273

二 导体壳和静电屏蔽275

三 电容和电容器277

§9-2 静电场中的电介质282

一 电介质的极化282

二 极化强度和极化电荷284

三 电介质的极化规律285

四 电位移 有电介质时的高斯定理286

§9-3 静电场的能量291

一 带电体系的静电能291

二 电场的能量和能量密度294

习题298

二 磁场和磁感应强度301

一 磁性现象301

第十章 电磁相互作用301

§10-1 磁相互作用301

三 洛伦兹力302

四 带电粒子在磁场中的运动303

五 霍耳效应304

§10-2 运动电荷的电磁场308

一 运动电荷的电场和磁场（非相对论的）308

二 电磁场的相对论性变换309

三 运动电荷的电磁场（相对论的）312

四 两个运动电荷之间的相互作用315

§10-3 磁场和电流319

一 恒定电流319

二 毕奥-萨伐尔定律326

三 安培定律327

习题337

一 磁场的高斯定理和矢势343

第十一章 恒定磁场和磁介质343

§11-1 磁场的高斯定理和安培环路定理343

二 安培环路定理345

§11-2 有磁介质时的高斯定理和安培环路定理350

一 介质的磁化350

二 有磁介质时的高斯定理354

三 有磁介质时的安培环路定理355

四 等效的磁荷观点356

§11-3 介质的磁化规律360

一 顺磁质和抗磁质360

二 铁磁质361

习题367

第十二章 电磁感应369

§12-1 电磁感应定律369

一 电磁感应现象的发现369

二 法拉第电磁感应定律371

三 楞次定律372

§12-2 动生电动势和感生电动势374

一 动生电动势374

二 感生电动势376

三 电磁感应定律的普遍形式377

四 电磁感应与相对性原理378

§12-3 互感和自感383

一 互感383

二 自感385

§12-4 磁场的能量389

一 自感磁能389

二 互感磁能390

三 磁场的能量391

§12-5 暂态过程394

一 LR电路的暂态过程394

二 RC电路的暂态过程395

三 LCR电路的暂态过程396

§12-6 超导电性和超导磁体397

一 零电阻现象397

二 迈斯纳效应和磁通量子化399

三 超导磁体的特点402

四 工作在持续电流状态的超导磁体403

习题406

第十三章 电路409

§13-1 直流电路409

一 电路中任意两点之间的电势差409

二 基尔霍夫方程组411

三 关于电路的几个定理412

§13-2 交流电及其简单电路419

一 交流电概述419

二 交流电路中的基本元件421

三 简单交流电路的矢量图解法424

一 交流电的复数表示法429

§13-3 交流电路的复数解法429

二 交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式430

§13-4 交流电的功率432

一 瞬时功率和平均功率432

二 功率因数434

§13-5 共振电路435

一 串联共振电路436

二 共振电路的品质因数437

三 并联共振电路439

习题441

第十四章 电磁场和电磁波445

§14-1 位移电流445

一 电磁场的基本规律445

二 位移电流446

三 安培环路定理的普遍形式448

一 麦克斯韦方程组450

§14-2 麦克斯韦方程组和边界条件450

二 电磁场的边界条件451

§14-3 电磁波455

一 自由空间中的电磁波和平面电磁波456

二 电磁波的辐射461

三 电磁波谱465

§14-4 电磁场的能量和动量466

一 电磁场的能量密度和能流密度466

二 电磁场的动量469

三 电磁场是物质的一种形态470

习题471

附录473

附表1 基本物理常量1986年的推荐值473

附表2 保留单位和标准值473

附表3 太阳系的基本数据（Ⅰ）474

附表4 太阳系的基本数据（Ⅱ）474

索引475