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第1章 质点力学1

1.1 质点运动学1

1.1.1 位置矢量与位移2

1.1.2 速度3

1.1 3 加速度4

1.1.4 相对运动7

1.1.5 匀加速运动8

1.1.6 圆周运动11

1.2 牛顿运动定律及其应用16

1.2.1 牛顿运动定律16

1.2.2 自然界中的力18

1.2.3 牛顿运动定律的应用20

1.2.4 非惯性系与惯性力22

1.3 动量26

1.3.1 质点的动量定理26

1.3.2 质点系的动量定理29

1.3.3 动量守恒定律30

1.3.4 质心34

1.4 角动量38

1.4.1 质点的角动量38

1.4.2 角动量定理39

1.4.3 角动量守恒定律41

1.5 功和能42

1.5.1 功42

1.5.2 动能定理46

1.5.3 保守力和势能48

1.5.4 机械能守恒53

本章提要55

习题57

第2章 刚体力学63

2.1 刚体的定轴转动63

2.1.1 平动和转动63

2.1.2 角速度和角加速度64

2.1.3 转动惯量68

2.1.4 定轴转动刚体的角动量72

2.2 刚体定轴转动定律及其应用72

2.2.1 刚体定轴转动定律72

2.2.2 刚体定轴转动定律的应用75

2.3 对定轴转动的角动量守恒77

2.3.1 角动量定理77

2.3.2 角动量守恒定律79

2.3.3 回转仪80

2.4 刚体定轴转动的功和能82

2.4.1 力矩的功和功率82

2.4.2 定轴转动刚体的机械能83

2.4.3 定轴转动刚体的动能定理84

本章提要85

习题87

第3章 气体动理论92

3.1 热力学系统 状态 理想气体状态方程92

3.1.1 热力学系统和状态92

3.1.2 温度 热力学第零定律94

3.1.3 理想气体状态方程95

3.2 理想气体宏观状态参量的微观本质96

3.2.1 理想气体的微观模型96

3.2.2 理想气体压强的微观描述98

3.2.3 理想气体温度的微观解释99

3.3 能均分定理和理想气体内能100

3.3.1 自由度的概念100

3.3.2 能均分定理101

3.3.3 理想气体内能102

3.4 麦克斯韦速率分布律103

3.4.1 统计规律性和概率分布103

3.4.2 麦克斯韦速率分布律104

3.4.3 麦克斯韦速率分布律的实验验证107

3.5 玻耳兹曼分布律108

3.5.1 麦克斯韦速度分布律108

3.5.2 重力场中粒子按高度的分布109

3.5.3 麦克斯韦—玻耳兹曼分布律110

3.6 实际气体的状态方程111

3.7 气体分子平均自由程113

本章提要114

习题116

第4章 热力学基础119

4.1 准静态过程 功 热量119

4.1.1 准静态过程和过程曲线119

4.1.2 体积功120

4.1.3 热量122

4.2 热力学第一定律123

4.2.1 内能 能量守恒和转换定律123

4.2.2 热力学第一定律123

4.3 理想气体的三个等值过程 热容124

4.3.1 等体过程 摩尔定体热容124

4.3.2 等压过程 摩尔定压热容125

4.3.3 等温过程127

4.3.4 热力学第一定律的应用127

4.4 准静态绝热过程 绝热自由膨胀129

4.4.1 理想气体的准静态绝热过程129

4.4.2 理想气体的绝热自由膨胀130

4.5 循环过程 卡诺循环131

4.5.1 循环过程及其效率131

4.5.2 卡诺循环134

4.5.3 制冷循环135

4.6 热力学第二定律137

4.6.1 自然过程的方向性137

4.6.2 热力学第二定律及其微观意义139

4.6.3 热力学概率140

4.6.4 玻耳兹曼熵142

4.7 熵 熵增加原理143

4.7.1 可逆过程及卡诺定理143

4.7.2 克劳修斯熵145

4.7.3 熵增加原理及其举例148

本章提要150

习题152

第5章 振动与波动155

5.1 简谐运动的基本特征及其描述155

5.1.1 简谐运动155

5.1.2 简谐运动的描述方法157

5.1.3 相位差157

5.1.4 简谐运动的研究159

5.2 简谐运动的能量164

5.2.1 简谐运动的能量特征164

5.2.2 能量平均值165

5.3 简谐运动的合成165

5.3.1 同方向简谐运动的合成166

5.3.2 相互垂直简谐运动的合成170

5.4 阻尼振动 受迫振动 共振173

5.4.1 阻尼振动173

5.4.2 受迫振动174

5.4.3 共振175

5.5 波动的基本特征 平面简谐波的波函数175

5.5.1 波的产生与传播175

5.5.2 横波与纵波176

5.5.3 波动的几何描述177

5.5.4 描述波动的特征量178

5.5.5 惠更斯原理 波的衍射180

5.5.6 简谐波181

5.5.7 平面简谐波的波函数182

5.5.8 波动方程186

5.6 波的能量187

5.6.1 波的能量传播特征187

5.6.2 波的能流与能流密度189

5.7 波的叠加191

5.7.1 波的叠加原理191

5.7.2 波的干涉191

5.7.3 驻波195

5.7.4 半波损失198

5.7.5 振动的简正模式199

5.8 多普勒效应200

本章提要202

习题205

第6章 波动光学209

6.1 光源的发光机制 光的相干性209

6.1.1 光源的发光机制209

6.1.2 光的相干性210

6.1.3 光程与光程差212

6.1.4 透镜等光程性 额外光程差213

6.2 分波阵面干涉215

6.2.1 杨氏双缝干涉215

6.2.2 劳埃德镜与半波损失的验证218

6.2.3 干涉条纹的变动219

6.3 分振幅干涉220

6.3.1 等倾干涉221

6.3.2 等厚干涉223

6.3.3 牛顿环226

6.3.4 迈克尔逊干涉仪229

6.4 光的衍射231

6.4.1 光的衍射现象231

6.4.2 惠更斯—费涅耳原理231

6.4.3 费涅耳衍射 夫琅和费衍射233

6.5 夫琅和费单缝衍射233

6.5.1 夫琅和费单缝衍射的实验装置233

6.5.2 用费涅耳半波带分析夫琅和费单缝衍射图样234

6.5.3 单缝衍射图样特点236

6.6 夫琅和费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领238

6.6.1 夫琅和费圆孔衍射238

6.6.2 光学仪器的分辨本领239

6.7 光栅衍射241

6.7.1 光栅241

6.7.2 光栅衍射图样特点242

6.7.3 光栅光谱245

6.7.4 光栅的分辨本领246

6.7.5 干涉与衍射的区别与联系247

6.8 晶体对X射线的衍射247

6.8.1 X射线的衍射实验248

6.8.2 布喇格公式248

6.9 光的偏振249

6.9.1 光的5种偏振态250

6.9.2 起偏和检偏 马吕斯定律253

6.9.3 反射和折射 布儒斯特定律255

6.9.4 双折射256

6.9.5 偏振棱镜 波片259

6.9.6 光偏振态的检验262

本章提要263

习题265

物理常数表269

常用数值表270

习题答案271

索引277

参考文献282