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第1章　质点力学1

1.1　质点的运动1

1.1.1 位置矢量与位移2

1.1.2　速度4

1.1.3　加速度5

1.1.4　相对运动8

1.1.5 匀加速运动10

1.1.6 圆周运动13

1.2　牛顿运动定律及其应用17

1.2.1 牛顿运动定律17

1.2.2 自然界中的力20

1.2.3 牛顿运动定律的应用24

1.2.4 非惯性系与惯性力27

1.3 动量32

1.3.1　质点的动量定理32

1.3.2 质点系的动量定理35

1.3.3　动量守恒定律37

1.3.4 质心41

1.4　角动量45

1.4.1　质点的角动量45

1.4.2　角动量定理47

1.4.3　角动量守恒定律49

1.5　功和能50

1.5.1 功50

1.5.2　动能定理54

1.5.3　保守力和势能57

1.5.4　机械能守恒62

本章提要64

思考题66

习题67

第2章　刚体73

2.1　刚体的定轴转动73

2.1.1　平动和转动73

2.1.2 角速度和角加速度74

2.1.3 定轴转动刚体的转动惯量78

2.1.4　定轴转动刚体的角动量82

2.2　刚体定轴转动定律及其应用83

2.2.1 刚体定轴转动定律83

2.2.2 刚体定轴转动定律的应用86

2.3　对定轴转动的角动量守恒90

2.3.1 角动量定理90

2.3.2 角动量守恒定律92

2.3.3 回转仪94

2.4　刚体定轴转动的功和能96

2.4.1 力矩的功和功率96

2.4.2 定轴转动刚体的机械能97

2.4.3 定轴转动刚体的动能定理98

本章提要99

思考题101

习题102

第3章　气体动理论106

3.1　热力学系统、状态、理想气体状态方程106

3.1.1 热力学系统和状态106

3.1.2 温度、热力学第零定律107

3.1.3 理想气体状态方程109

3.2　理想气体的压强和温度110

3.2.1 气体分子的无规则热运动及其相互作用110

3.2.2　理想气体微观模型111

3.2.3　理想气体压强112

3.2.4　理想气体温度的微观解释113

3.3　能均分定理和理想气体内能114

3.3.1 自由度的概念114

3.3.2　能均分定理116

3.3.3　理想气体内能116

3.4　麦克斯韦速率分布律118

3.4.1　统计规律性和概率分布118

3.4.2　麦克斯韦速率分布律119

3.4.3 麦克斯韦速率分布律的实验验证122

3.5　玻耳兹曼分布律122

3.5.1 麦克斯韦速度分布律122

3.5.2 重力场中粒子按高度的分布124

3.5.3 麦克斯韦—玻耳兹曼分布律125

3.6　实际气体的状态方程126

3.7　气体分子平均自由程127

本章提要129

思考题131

习题132

第4章　热力学基础135

4.1　准静态过程、功、热量135

4.1.1 准静态过程和过程曲线135

4.1.2　体积功136

4.1.3 热量138

4.2　热力学第一定律139

4.2.1 内能、能量守恒和转换定律139

4.2.2 热力学第一定律139

4.3　理想气体的三个等值过程和绝热过程140

4.3.1 等体过程、摩尔定体热容140

4.3.2　等压过程、摩尔定压热容141

4.3.3 等温过程143

4.3.4　绝热过程144

4.3.5 几个典型过程的总结及热力学第一定律的应用146

4.4　循环过程、卡诺循环148

4.4.1　循环过程及其效率148

4.4.2　卡诺循环152

4.4.3 致冷循环153

4.5　热力学第二定律154

4.5.1 自然过程的方向性155

4.5.2　热力学第二定律及其微观意义156

4.5.3 热力学概率158

4.5.4　玻耳兹曼熵160

4.6　熵、熵增加原理161

4.6.1 可逆过程及卡诺定理162

4.6.2　克劳修斯熵164

4.6.3　熵增加原理167

4.6.4 熵增加原理举例169

本章提要170

思考题172

习题174

第5章　振动与波动177

5.1 简谐运动的基本特征及其描述177

5.1.1 简谐运动177

5.1.2　简谐运动的描述方法179

5.1.3　相位差180

5.1.4 简谐运动的研究182

5.2　简谐运动的能量187

5.2.1 简谐运动的能量特征187

5.2.2　能量平均值188

5.3　简谐运动的合成189

5.3.1 同方向简谐运动的合成189

5.3.2　相互垂直简谐运动的合成195

5.4　阻尼振动、受迫振动、共振198

5.4.1 阻尼振动198

5.4.2　受迫振动200

5.4.3　共振201

5.5　波动的基本特征、平面简谐波的波函数202

5.5.1 波的产生与传播202

5.5.2　横波与纵波202

5.5.3 波动的几何描述203

5.5.4　描述波动的特征量204

5.5.5 惠更斯原理、波的衍射206

5.5.6　简谐波209

5.5.7　平面简谐波的波函数210

5.5.8 波动方程216

5.6　波的能量217

5.6.1 波的能量传播特征217

5.6.2 波的能流与能流密度219

5.7　波的叠加221

5.7.1 波的叠加原理221

5.7.2　波的干涉222

5.7.3　驻波225

5.7.4　半波损失229

5.7.5　振动的简正模式230

5.8　多普勒效应231

本章提要234

思考题238

习题239

第6章　波动光学243

6.1　光源的发光机制243

6.1.1 光源的发光机制和相干光243

6.1.2　光程与光程差244

6.2　分波阵面干涉247

6.2.1　杨氏双缝干涉248

6.2.2 劳埃德镜与半波损失的验证252

6.3　分振幅干涉253

6.3.1 等倾干涉253

6.3.2　等厚干涉257

6.3.3　牛顿环260

6.3.4 迈克尔逊干涉仪263

6.4　光的衍射265

6.4.1　光的衍射现象265

6.4.2　惠更斯—费涅耳原理266

6.4.3 费涅耳衍射、夫琅和费衍射267

6.5　夫琅和费单缝衍射267

6.5.1 夫琅和费单缝衍射的实验装置267

6.5.2 用费涅耳半波带分析夫琅和费单缝衍射图样268

6.5.3　单缝衍射的条纹分布270

6.6　夫琅和费圆孔衍射和光学仪器的分辨本领273

6.6.1 夫琅和费圆孔衍射273

6.6.2　光学仪器的分辨本领274

6.7　光栅衍射276

6.7.1 光栅276

6.7.2　光栅衍射条纹特点276

6.7.3　光栅光谱279

6.7.4　光栅的分辨本领282

6.8　晶体对X射线的衍射284

6.8.1 X射线的衍射实验284

6.8.2　布喇格公式284

6.9　光的偏振性286

6.9.1 自然光、线偏振光、部分偏振光287

6.9.2 偏振片起偏、马吕斯定律288

6.9.3　反射和折射起偏、布儒斯特定律291

6.9.4　双折射起偏292

6.9.5　偏振棱镜、波片296

6.10　偏振光的干涉299

6.10.1 椭圆偏振光、圆偏振光299

6.10.2　偏振光的干涉302

本章提要304

思考题308

习题309

物理常数表313

常用数值表314

索引315

习题答案321

参考文献329