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目录2

第二版前言2

第一版前言2

第一篇 力学2

第1章　运动和力2

1.1　质点运动学2

1.1.1　质点、参考系和坐标系2

1.1.2　时间和空间的计量2

1.1.3　位置矢量　位移3

1.1.4　速度 加速度4

1.1.5　几种典型的质点运动5

1.1.6　相对运动10

1.2　牛顿运动定律11

1.2.1　牛顿第一定律11

1.2.2　牛顿第二定律11

1.2.3　牛顿第三定律12

1.2.4　几种常见的力12

1.2.5　力学相对性原理　惯性力15

习题18

第2章　动量守恒　角动量守恒20

2.1　动量定理　动量守恒定律20

2.1.1　动量　冲量和质点动量定理20

2.1.2　质点系的动量定理21

2.1.3　动量守恒定律23

2.1.4　火箭水平推进速度24

2.2　角动量定理　角动量守恒25

2.2.1　质点角动量25

2.2.2　力矩26

2.2.3　质点角动量定理26

2.2.4　质点系角动量定理26

2.2.5　刚体绕固定轴的转动27

2.2.6　角动量守恒定律30

习题31

3.1 功34

第3章　能量守恒34

3.2　动能和动能定理35

3.2.1　质点的动能及其动能定理35

3.2.2　刚体的动能及其动能定理36

3.3　势能37

3.3.1　保守力和耗散力37

3.3.2　势能38

3.3.3　势能曲线38

3.4　机械能守恒定律40

3.5　三种宇宙速度40

3.5.1　第一宇宙速度——人造地球卫星40

3.5.2　第二宇宙速度——人造太阳行星41

3.5.4　黑洞　施瓦氏半径42

3.5.3　第三宇宙速度42

习题43

第4章　流体力学45

4.1　流体静力学45

4.1.1　静止流体内一点的压强45

4.1.2　静止流体内两点的压强差47

4.2　理想流体的定常流动49

4.2.1　理想流体49

4.2.2　定常流动49

4.2.3　连续性方程50

4.2.4　伯努利方程51

4.2.5　伯努利方程应用52

4.3　黏滞流体的运动54

4.3.1　层流的黏滞定律55

4.3.2　泊肃叶公式56

4.3.3　层流和湍流59

4.4　黏滞流体中运动物体受到的阻力61

习题62

第二篇 热学66

第5章　气体动理论66

5.1　平衡态　状态方程66

5.1.1　系统及其分类66

5.1.2　平衡态67

5.1.3　状态方程68

5.2.1　分子热运动的描述69

5.2　气体的微观模型69

5.2.2　理想气体的微观模型71

5.3　理想气体的压强公式72

5.4　理想气体的温度公式74

5.5　麦克斯韦速率分布律75

5.5.1　统计规律　分布函数76

5.5.2　麦克斯韦速率分布律78

5.5.3　理想气体的特征速率79

5.5.4　麦克斯韦速率分布律的实验验证81

5.6　玻尔兹曼分布律82

5.6.1　玻尔兹曼分布律82

5.6.2　重力场中粒子按高度的分布84

5.7.1　自由度86

5.7　能量均分定理86

5.7.2　能量均分定理87

5.7.3　理想气体的内能88

5.8　气体分子的平均碰撞频率与平均自由程90

5.8.1　分子的平均碰撞频率90

5.8.2　分子的平均自由程91

5.9　气体内的输运过程92

5.9.1　黏性93

5.9.2　热传导94

5.9.3　扩散95

5.10　范德瓦耳斯方程96

习题98

第6章　热力学基础101

6.1　热力学第一定律101

6.1.1　热力学过程101

6.1.2　热量　功101

6.1.3　热力学第一定律103

6.2　热力学第一定律对理想气体的应用104

6.2.1　等体过程104

6.2.2　等压过程105

6.2.3　等温过程106

6.2.4　绝热过程107

6.3.1　循环过程109

6.3　循环过程　卡诺循环109

6.3.2　卡诺循环110

6.4　热力学第二定律112

6.4.1　可逆过程与不可逆过程112

6.4.2　热力学第二定律113

6.4.3　克劳修斯不等式114

6.4.4　卡诺定理116

6.5　熵117

6.5.1　熵　熵增加原理117

6.5.2　孤立系的平衡判据119

6.6　熵的微观实质与统计意义121

6.6.1　宏观状态与微观状态121

6.6.2　玻尔兹曼关系式122

习题124

第7章　液体的表面性质127

7.1　液体的表面张力127

7.2　球形液面的附加压强129

7.3　毛细现象132

习题134

第三篇 电磁学138

第8章　静电场138

8.1　电场强度　场强叠加原理138

8.1.1　电荷　电荷守恒定律138

8.1.2　库仑定律139

8.1.3　电场　场强叠加原理140

8.2　静电场的高斯定理146

8.2.1　电场线146

8.2.2　电通量146

8.2.3　高斯定理147

8.3　静电场环路定理　电势151

8.3.1　静电场环路定理151

8.3.2　电势差　电势152

8.3.3　电势叠加原理154

8.3.4　等势面　电势梯度156

8.4　静电场中的导体158

8.4.1　静电场中的导体　静电屏蔽158

8.4.2　电容和电容器159

8.5　静电场中的电介质161

8.5.1　电介质的极化161

8.5.2　电介质中的场强　介电常量162

8.5.3　电位移矢量　有电介质时的高斯定理164

8.6　静电场的能量165

8.6.1　电容器储能165

8.6.2　电场能量　电场能量密度166

习题167

第9章　恒定磁场170

9.1　电流密度矢量　欧姆定律　电动势170

9.1.1　电流密度矢量170

9.1.2　电流的恒定条件171

9.1.3　欧姆定律的微分形式172

9.1.4　电动势175

9.1.5　电子逸出功　温差电现象178

9.2　磁感应强度　毕奥-萨伐尔定律180

9.2.1　基本磁现象180

9.2.2　磁场　磁感应强度矢量182

9.2.3　毕奥-萨伐尔定律183

9.2.4　运动电荷的磁场187

9.3　恒定磁场的基本性质188

9.3.1　磁场的高斯定理188

9.3.2　安培环路定理188

9.4.1　安培定律192

9.4　磁场对载流导线的作用192

9.4.2　两无限长平行载流直导线间的相互作用力193

9.4.3　矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩194

9.5　带电粒子在磁场中的运动195

9.5.1　洛伦兹力195

9.5.2　带电粒子在均匀磁场中的运动196

9.5.3　霍尔效应197

9.5.4　质谱仪的基本原理199

9.6　磁介质200

9.6.1　磁介质的磁化200

9.6.2　有磁介质存在时磁场的高斯定理和安培环路定理　磁场强度矢量203

9.6.3　铁磁质205

习题207

第10章　电磁感应213

10.1　法拉第电磁感应定律213

10.1.1　电磁感应现象213

10.1.2　法拉第电磁感应定律214

10.1.3　楞次定律216

10.2　动生电动势和感生电动势216

10.2.1　动生电动势216

10.2.2　感生电动势　感生电场217

10.3　自感和互感219

10.3.1　自感219

10.3.2　互感220

10.4.1　自感磁能222

10.4　磁场的能量222

10.4.2　互感磁能223

10.4.3　磁场的能量223

习题224

第11章　麦克斯韦方程组　电磁波228

11.1　麦克斯韦方程组228

11.1.1　静电场、恒定磁场和变化磁场的基本规律228

11.1.2　位移电流229

11.1.3　安培环路定理的普遍形式230

11.1.4　麦克斯韦方程组230

11.2.1　电磁波的产生及其性质231

11.2　电磁波231

11.2.2　电磁波的能流密度233

11.2.3　电磁波波谱234

习题236

第四篇 光学238

第12章　振动与波238

12.1　简谐振动238

12.1.1　概述238

12.1.2　弹簧振子238

12.1.3　单摆239

12.1.4　描述简谐振动的物理量240

12.1.6　简谐振动的能量243

12.1.5　简谐振动的旋转矢量表示法243

12.2　阻尼振动244

12.2.1　弱阻尼时的衰减振动244

12.2.2　过阻尼时的衰减振动245

12.2.3　临界阻尼245

12.3　受迫振动　共振245

12.4　振动的合成247

12.4.1　同方向同频率简谐振动的合成247

12.4.2　同方向不同频率简谐振动的合成249

12.4.3　振动方向相互垂直、频率相同的两简谐振动的合成250

12.5　振动的分解　频谱253

12.4.4　振动方向相互垂直、频率不同的两简谐振动合成253

12.6　平面简谐波255

12.6.1　机械波的产生和传播255

12.6.2　纵波和横波255

12.6.3　描述波动的三个基本物理量256

12.6.4　波的几何描述257

12.6.5　简谐波的表达式258

12.6.6　波的能量　声强260

12.6.7　惠更斯原理　波的衍射265

12.6.8　波的叠加原理　干涉266

12.6.9　多普勒效应268

习题271

13.1.1　杨氏实验273

13.1　光的干涉273

第13章　光波273

13.1.2　劳埃德镜和半波损279

13.1.3　相干光源与非相干光源280

13.1.4　薄膜干涉281

13.1.5　迈克耳孙干涉仪290

13.2　光的衍射292

13.2.1　惠更斯-菲涅耳衍射原理292

13.2.2　单缝夫琅禾费衍射295

13.2.3　衍射光栅299

13.2.4　圆孔夫琅禾费衍射309

13.2.5　X射线的衍射311

13.3　光的偏振312

13.3.1　自然光和偏振光312

13.3.2　马吕斯定律和布儒斯特定律315

13.3.3　晶体双折射317

13.3.4　旋光性325

习题327

第14章　光的吸收、散射和色散331

14.1　光的吸收331

14.1.1　朗伯定律331

14.1.2　一般吸收和选择吸收332

14.1.3　吸收光谱333

14.2.1　光的散射现象335

14.2　光的散射335

14.2.2　瑞利散射336

14.2.3　散射光的偏振状态和散射光强的角分布336

14.2.4　拉曼散射338

14.3　光的色散339

14.3.1　正常色散339

14.3.2　反常色散340

习题341

第五篇 近代物理基础344

第15章　量子物理基础344

15.1　光的粒子性和实物粒子的波动性344

15.1.1　热辐射344

15.1.2　光电效应350

15.1.3　康普顿效应353

15.1.4　实物粒子的波动性356

15.2　原子的量子理论359

15.2.1　不确定关系360

15.2.2　波函数　薛定谔方程362

15.2.3　一维无限势阱366

15.2.4　一维谐振子370

15.2.5　势垒贯穿（隧道效应）371

15.3　氢原子372

15.3.1　氢原子的定态薛定谔方程372

15.3.2　能量量子化373

15.3.3　角动量量子化374

15.3.5　电子自旋375

15.3.4　角动量空间取向量子化375

15.3.6　电子概率密度377

15.4　原子的发射光谱和吸收光谱379

15.5　分子光谱380

15.5.1　分子光谱概况380

15.5.2　分子的转动能级381

15.5.3　分子的振动能级382

15.5.4　分子的荧光和磷光385

习题386

16.1　原子核基本知识389

16.1.1　原子核的电荷和质量389

第16章　原子核和粒子389

16.1.2　原子核组成、大小和形状390

16.1.3　原子核的角动量　磁矩391

16.1.4　原子核的结合能391

16.1.5　核力392

16.2　原子核的放射衰变393

16.2.1　放射性指数衰变规律393

16.2.2　α衰变394

16.2.3　β衰变395

16.2.4　γ衰变395

16.2.5　放射性强度395

16.3.2　粒子的基本性质396

16.3.1　概述396

16.3　粒子物理简介396

16.3.3　粒子的相互作用和分类397

16.3.4　守恒定律398

16.3.5　强子的夸克模型399

习题401

第17章　狭义相对论基础403

17.1　狭义相对论的基本假设403

17.1.1　牛顿力学的时空观403

17.1.2　牛顿时空观遇到的困难404

17.2　相对论运动学405

17.2.1　洛伦兹变换405

17.1.3　狭义相对论基本原理405

17.2.2　狭义相对论的时空观408

17.2.3　相对论速度变换410

17.3　狭义相对论动力学基础412

17.3.1　相对论动量和质量412

17.3.2　相对论能量413

17.3.3　能量和动量的关系414

17.4　广义相对论简介415

17.4.1　广义相对论基本原理416

17.4.2　广义相对论的实验验证418

习题420

18.1　光的吸收和辐射424

18.1.1　粒子数按能级分布424

第六篇 专题选读424

第18章　激光424

18.1.2　吸收和辐射425

18.2　激光产生的条件426

18.2.1　粒子数反转426

18.2.2　光学谐振腔428

18.2.3　增益和阈值429

18.3　激光的特性及其应用431

18.3.1　激光的特性431

18.3.2　激光的应用432

19.1　核磁共振基本原理435

19.1.1　原子核的自旋和磁矩435

第19章　核磁共振435

19.1.2　外磁场中原子核的进动436

19.1.3　核磁矩与恒定外磁场的相互作用能437

19.1.4　核磁共振438

19.1.5　饱和与弛豫439

19.2　核磁共振的实现方法440

19.3　核磁共振的应用441

第20章　半导体物理基础442

20.1　半导体基本概念442

20.1.1　固体的能带结构442

20.1.2　半导体的杂质态444

20.1.3　半导体的输运性质446

20.2　半导体器件和技术446

21.1　超导电现象450

第21章　超导电性450

21.2　超导体的电磁特性451

21.2.1　零电阻451

21.2.2　迈斯纳效应452

21.3　超导的应用454

第22章　物理学技术在农业中的应用457

22.1　核技术457

22.1.1　植物辐射诱变育种457

22.1.2　核素示踪技术458

22.1.3　食品辐照贮藏保鲜458

22.1.4　昆虫辐射不育技术的应用458

22.2.1　电场技术459

22.2　电磁学、光学和声学技术459

22.2.2　磁场技术460

22.2.3　光技术461

22.2.4　声技术463

22.3　离子束技术464

22.4　光谱技术465

22.4.1　近红外光谱465

22.4.2　紫外和可见光光谱466

22.5　精确农业466

参考文献469

附录471

附录1　基本物理常量1998年的推荐值471

附录2　保留单位和标准值471