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第1章 质点运动学与牛顿定律1

1.1位置矢量和质点的运动学方程1

1.1.1参照系1

1.1.2质点模型2

1.1.3位矢和位移2

1.2速度和加速度4

1.2.1速度4

1.2.2加速度6

1.3圆周运动8

1.3.1法向加速度与切向加速度8

1.3.2圆周运动的角量描述9

1.4牛顿运动定律11

1.4.1牛顿第一定律（惯性定律）11

1.4.2牛顿第二定律（加速度定律）11

1.4.3牛顿第三定律（作用与反作用定律）12

1.5牛顿定律的应用12

1.5.1应用牛顿定律解题步骤12

1.5.2牛顿运动定律的应用13

1.5.3动力学两类问题14

1.5.4 300年来一桶水15

1.6相对运动15

1.7碰撞问题16

习题17

第2章 狭义相对论基础19

2.1伽利略相对性原理和伽利略坐标变换式19

2.1.1力学相对性原理19

2.1.2伽利略坐标变换式19

2.2狭义相对论基本原理和洛伦兹坐标变换式20

2.2.1狭义相对论基本原理20

2.2.2洛伦兹坐标变换式22

2.3狭义相对论的时空观24

2.3.1同时性问题24

2.3.2长度缩短24

2.3.3时间延长26

2.4狭义相对论动力学基础28

2.4.1相对论力学的基本方程28

2.4.2质量和能量的关系30

习题32

第3章 动量守恒和能量守恒定律35

3.1动量、冲量和动量定理35

3.1.1动量35

3.1.2动量原理36

3.2动量守恒定律37

3.2.1动量守恒定律的表述37

3.2.2质点系动量守恒的条件38

3.2.3火箭飞行原理39

3.3变力的功和保守力的功40

3.3.1功的定义40

3.3.2功率42

3.3.3保守力的功42

3.4动能定理44

3.4.1质点的动能定理44

3.4.2质点系的动能定理45

3.5机械能46

3.5.1机械能与保守力场46

3.5.2势能47

3.6质点系的功能原理和机械能守恒定律48

3.6.1质点系的功能原理48

3.6.2机械能守恒定律49

习题51

第4章 刚体力学基础53

4.1刚体的基本运动53

4.1.1刚体53

4.1.2刚体定轴转动的角速度53

4.2角动量和角动量守恒定律55

4.2.1质点的角动量55

4.2.2质点角动量定理56

4.2.3质点角动量守恒定律56

4.2.4质点系的角动量57

4.3刚体定轴转动的动能定理58

4.3.1力矩的功58

4.3.2刚体转动动能59

4.3.3转动惯量及其计算59

4.4刚体定轴转动定律和角动量定理62

习题64

第5章 静电场和电介质67

5.1库仑定律67

5.1.1电荷守恒定律67

5.1.2库仑定律的表达68

5.1.3静电场力的叠加原理69

5.2电场强度69

5.2.1场强的定义及点电荷场强69

5.2.2场强的叠加原理70

5.2.3电偶极子74

5.3静电场的高斯定理75

5.3.1电场线75

5.3.2电通量76

5.3.3高斯定理77

5.3.4高斯定理的应用79

5.4静电场的环路定理和电势81

5.4.1静电场力的功81

5.4.2静电场的环路定理82

5.4.3电势能82

5.4.4电势83

5.4.5电势差83

5.4.6等势面86

5.5静电场中的导体87

5.5.1导体的静电平衡条件87

5.5.2电容器的电容89

5.6静电场中的电介质91

5.6.1有电介质时的高斯定理91

5.6.2带电电容器的能量92

5.6.3静电场能量93

习题94

第6章 稳恒磁场和磁介质98

6.1电流98

6.1.1电流强度98

6.1.2欧姆定律及其微分式99

6.2磁场和磁感应强度100

6.2.1磁场100

6.2.2磁感应强度102

6.3毕奥一萨伐尔定律及其应用103

6.3.1毕奥一萨伐尔定律103

6.3.2磁感应强度的叠加原理104

6.4磁场的高斯定理和安培环路定理106

6.4.1磁场的高斯定理107

6.4.2安培环路定理及其应用108

6.4.3安培环路定理应用举例110

6.5磁场对电流的作用113

6.5.1磁场对运动电荷的作用113

6.5.2磁场对载流导线的作用114

6.6磁介质及其磁化116

6.6.1磁介质116

6.6.2磁介质中的磁场116

习题117

第7章 电磁感应和变化的电磁场121

7.1电源和电动势121

7.2电磁感应的基本规律122

7.2.1法拉第电磁感应定律122

7.2.2涡流的概念及趋肤效应125

7.3动生电动势126

7.4感生电动势127

7.5自感、互感和磁场的能量130

7.6麦克斯韦电磁场理论简介132

习题134

第8章 机械振动和机械波137

8.1简谐振动137

8.1.1简谐振动概念137

8.1.2简谐振动的基本规律137

8.1.3相位差139

8.2简谐振动的矢量图示法140

8.2.1旋转矢量法140

8.2.2简谐振动的实例142

8.3谐振子振动的能量143

8.4谐振动的合成144

8.4.1两个同方向、同频率的简谐振动的合成144

8.4.2两个同方向、不同频率的谐振动的合成146

8.4.3相互垂直的简谐振动的合成146

8.5机械波的产生和传播148

8.5.1机械波的产生条件和传播特征149

8.5.2机械波传播的特征物理量150

8.6简谐波的波动方程151

8.6.1平面简谐波的波动方程152

8.6.2波动方程的微分形式154

8.7波的能量和能流密度155

8.7.1波的能量155

8.7.2能量密度和能流密度157

8.7.3波的吸收158

8.8惠更斯原理和波的叠加158

8.9驻波和半波损失161

习题165

第9章 波动光学168

9.1电磁波的波动方程168

9.1.1电磁波的特性168

9.1.2电磁波的能量和动量169

9.1.3电磁波谱171

9.2光源和光波的叠加171

9.2.1普通光源的发光特点171

9.2.2光的相干条件172

9.3相干光的获得174

9.3.1杨氏双缝实验175

9.3.2干涉条纹的明暗条件175

9.3.3菲涅耳双镜实验177

9.4薄膜干涉180

9.4.1光程180

9.4.2等倾干涉182

9.4.3等厚干涉184

9.4.4增透膜和增反膜188

9.5迈克尔逊干涉仪188

9.6光的衍射190

9.6.1惠更斯一菲涅耳原理190

9.6.2单缝衍射191

9.6.3光学仪器的分辨本领194

9.7光栅衍射196

9.8光的偏振198

9.8.1自然光和偏振光198

9.8.2起偏和检偏199

9.8.3反射和折射时的偏振201

9.8.4双折射、椭圆偏振光和圆偏振光203

习题203

第10章 气体分子运动论和热力学基础207

10.1理想气体的状态方程207

10.2理想气体的压强公式和温度公式209

10.2.1理想气体压强公式209

10.2.2温度公式211

10.3能量均分原理和理想气体的内能211

10.3.1能量按自由度均分原理211

10.3.2理想气体的内能213

10.4麦克斯韦速率分布214

10.4.1统计规律214

10.4.2麦克斯韦速率分布定律215

10.4.3三种特征速率217

10.4.4玻耳兹曼分布律219

10.5分子的平均碰撞次数及自由程220

10.6热力学第一定律221

10.6.1热力学第一定律的表述221

10.6.2气体系统做功公式222

10.7热力学第一定律应用于理想气体的等值过程224

10.7.1等容过程224

10.7.2等压过程225

10.7.3等温过程227

10.7.4绝热过程227

10.7.5多方过程229

10.8卡诺循环230

10.8.1循环过程230

10.8.2卡诺循环231

10.9热力学第二定律和卡诺定理234

10.9.1热力学第二定律234

10.9.2卡诺定理和热力学第二定律的统计意义235

习题236

第11章 波和粒子240

11.1热辐射和普朗克量子假说240

11.1.1黑体辐射240

11.1.2普朗克量子假说242

11.2爱因斯坦光子理论243

11.2.1光电效应243

11.2.2爱因斯坦方程245

11.2.3康普顿效应245

11.3德布罗意波、实物粒子波粒二象性246

11.4玻尔氢原子理论248

11.5海森伯测不准关系250

11.6量子力学的基本概念和薛定谔方程251

习题254

第12章 激光的基本原理256

12.1激光器的设想和实现256

12.2激光的基本概念和特性258

12.3激光振荡的基本原理和基本条件264

12.4光在介质中的放大269

12.5光学谐振腔272

12.6典型激光器件276

12.6.1气体激光器276

12.6.2固体激光器282

12.6.3半导体激光器284

12.6.4其他激光器285

习题286

习题答案287

参考文献291