大学物理 理论核心部分 波动、波和粒子、狭义相对论

第一册 1

第一编 守恒定律第一章 运动和力 1

1.1 质点运动的描述 2

1.2 牛顿运动定律 16

1.3 力与质点的运动 20

第二章 动量守恒 46

2.1 质点动量定理 46

2.2 质点系动量定理和动量守恒定律 52

第三章 角动量守恒 64

3.1 质点角动量定理及角动量守恒定律 64

3.2 质点系角动量定理及角动量守恒定律 73

第四章 能量守恒 81

4.1 功和功率 81

4.2 动能定理 86

4.3 势能 90

4.4 功能原理和机械能守恒定律 97

4.5 能量守恒定律 104

4.6 热力学第一定律应用于理想气体 106

第二编 热现象 127

第五章 气体动理论 127

5.1 气体动理论的基本概念 127

5.2 理想气体的物态方程 129

5.3 理想气体的压强和温度 134

5.4 气体分子的速率分布律 139

5.5 能量按自由度均分定理 146

5.6 气体分子的平均自由程 149

第六章 宏观过程的方向性 162

6.1 宏观过程的方向性 164

6.2 热力学第二定律 164

6.3 热力学第二定律的微观实质 166

6.4 熵 熵增加原理 171

第二册 1

第三编 电磁场 1

第七章 静电场 1

7.1 电荷 2

7.2 库仑定律 3

7.3 电场 电场强度矢量 6

7.4 静电场力的功 电势 13

7.5 高斯定理和环路定理 19

7.6 电容器 静电场的能量 26

7.7 静电场中的电介质 29

第八章 稳恒磁场 43

8.1 磁现象的电本质 43

8.2 磁场 磁感应强度矢量 46

8.3 毕奥-萨伐尔定律 49

8.4 磁场的高斯定理和安培环路定理 54

8.5 磁场对运动电荷及通电导线的作用 57

8.6 磁性材料 67

第九章 电磁感应 82

9.1 电磁感应现象 82

9.2 电磁感应的基本规律 82

9.3 电磁感应的本质 87

9.4 电磁感应的应用 92

9.5 磁场的能量 98

第十章 电磁场和电磁波 109

10.1 电磁场麦克斯韦方程组 109

10.2 电磁波 113

第三册 1

第四编 波动 1

第十一章 波动 1

11.1 简谐振动 1

11.2 同一直线上简谐振动的合成 13

11.3 简谐波 波的传播 18

11.4 波的叠加 32

11.5 多普勒效应 40

第十二章 光波 58

12.1 光波 58

12.2 光的干涉 65

12.3 光的衍射 79

12.4 光的偏振 97

第五编 波和粒子第十三章 波和粒子 125

13.1 光的波粒二象性 125

13.2 实物粒子的波粒二象性 131

第六编 狭义相对论第十四章 经典力学 149

14.1 经典力学简介 149

14.2 经典物理学的困难 153

第十五章 狭义相对论 156

15.1 狭义相对论的两个基本假设 156

15.2 惯性坐标系与爱因斯坦同时性定义 156

15.3 洛伦兹变换和相对性原理 157

15.4 洛伦兹变换与伽利略变换的差别 158

15.5 运动学效应 159

15.6 闵可夫斯基时空（四维平直时空） 163

15.7 相对论力学 165

15.8 其他相对论性的动力学理论 166

第十六章 狭义相对论的实验检验 171

16.1 狭义相对性原理和光速不变原理的检验 171

16.2 时钟变慢的实验检验 172

16.3 相对论力学实验 173

16.4 缓慢运动介质的电磁实验 173

第四编 波动 1

第十一章 波动 1

11.1 简谐振动 1

11.1.1 简谐振动及其特征量 2

11.1.2 简谐振动的旋转矢量描述法 8

11.1.3 简谐振动的能量 12

11.2 同一直线上简谐振动的合成 13

11.2.1 同一直线上同频率简谐振动的合成 13

11.2.2 同一直线上不同频率简谐振动的合成 拍 16

11.3 简谐波 波的传播 18

11.3.1 弹性媒质中简谐波的形成与传播简谐波的特征 18

11.3.2 平面简谐波的表达式 波动微分方程 22

11.3.3 波的能量和能流 28

11.3.4 惠更斯原理 波的反射和折射 29

11.4 波的叠加 32

11.4.1 波的叠加原理 32

11.4.2 波的干涉 33

11.4.3 驻波 36

11.5 多普勒效应 40

11.5.1 波源静止，观测者以速率VR运动 41

11.5.2 波源以速率VS运动，观测者静止 42

11.5.3 一般情况，波源与观测者都运动 43

学习指导 45

第十二章 光波 58

12.1 光波 58

12.1.1 光源与光的传播 59

12.1.2 光程与光程差 62

12.1.3 光的非相干叠加与相干叠加 64

12.2 光的干涉 65

12.2.1 杨氏干涉实验 65

12.2.2 薄膜干涉 70

12.2.3 迈克耳孙干涉仪 77

12.3 光的衍射 79

12.3.1 衍射现象 79

12.3.2 惠更斯-菲涅耳原理 80

12.3.3 单缝夫琅禾费衍射 82

12.3.4 光学成像仪器的分辨本领 89

12.3.5 光栅衍射与光栅光谱 92

12.4 光的偏振 97

12.4.1 自然光与偏振光 97

12.4.2 起偏与检偏 反射与折射光的偏振 99

12.4.3 双折射现象 104

学习指导 107

自测题（四） 119

自测题（四）参考答案 121

第五编 波和粒子第十三章 波和粒子 125

13.1 光的波粒二象性 125

13.1.1 光电效应 125

13.1.2 爱因斯坦光子理论 127

13.1.3 光的波粒二象性 130

13.2 实物粒子的波粒二象性 131

13.2.1 德布罗意物质波假说 131

13.2.2 电子衍射实验 132

13.2.3 海森伯不确定关系 134

13.2.4 波函数 137

学习指导 139

自测题（五） 146

自测题（五）参考答案 147

第六编 狭义相对论第十四章 经典力学 149

14.1 经典力学简介 149

14.1.1 坐标系和同时性定义 149

14.1.2 惯性定律和伽利略坐标系 151

14.1.3 伽利略相对性原理和牛顿第二定律 151

14.1.4 伽利略坐标变换 152

14.1.5 牛顿绝对时空观 152

14.2 经典物理学的困难 153

学习指导 154

第十五章 狭义相对论 156

15.1 狭义相对论的两个基本假设 156

15.2 惯性坐标系与爱因斯坦同时性定义 156

15.3 洛伦兹变换和相对性原理 157

15.4 洛伦兹变换与伽利略变换的差别 158

15.5 运动学效应 159

15.5.1 极限速度 159

15.5.2 爱因斯坦速度相加定理 159

15.5.3 同时性的相对性和因果律 160

15.5.4 长度收缩 161

15.5.5 时间延缓 162

15.5.6 光波频率的多普勒移动 162

15.5.7 狭义相对论的时空观 163

15.6 闵可夫斯基时空（四维平直时空） 163

15.7 相对论力学 165

15.7.1 相对论力学定律 质速关系 质能关系 165

15.7.2 物体的极限速度和光子的静质量 165

15.8 其他相对论性的动力学理论 166

15.8.1 运动介质的电动力学 166

15.8.2 相对论性量子力学 166

15.8.3 广义相对论 167

学习指导 167

第十六章 狭义相对论的实验检验 171

16.1 狭义相对性原理和光速不变原理的检验 171

16.2 时钟变慢的实验检验 172

16.3 相对论力学实验 173

16.4 缓慢运动介质的电磁实验 173

学习指导 174

自测题（六） 176

自测题（六）参考答案 177

关于复习和考试的说明 179

《大学物理》考试样卷、答案及评分标准 180

《大学物理（理论核心部分）》系统讲授电视课总进度表 185

附录1 SI单位和量纲 191

附录2 常用的重要物理常量 193

附录3 常用的重要物理性质 194

附录4 常用的重要换算因子 194

习题答案 195