大学物理学

第一篇 力学 3

第1章 质点运动学 3

1.1 质点运动的描述 3

1.2 速度和加速度的分量表示 5

1.3 相对运动 11

第2章 质点和质点系动力学 15

2.1 牛顿运动定律和质心运动定理 15

2.2 动量定理和动量守恒定律 20

2.3 角动量定理和角动量守恒定律 22

2.4 功能原理和机械能守恒定律 25

第3章 刚体力学 36

3.1 刚体的运动 36

3.2 刚体定轴转动定律 37

3.3 刚体的复合运动 43

第4章 振动 50

4.1 简谐振动 50

4.2 谐振子 51

4.3 阻尼振动 55

4.4 受迫振动 57

4.5 同方向简谐振动的合成 58

4.6 互相垂直简谐振动的合成 61

4.7 谐振分析 63

4.8 相空间中振动的轨道 63

第5章 波动 66

5.1 简谐波 66

5.2 波动方程与波速 72

5.3 波的能量 74

5.4 惠更斯原理反射与折射 77

5.5 波的叠加波的干涉和驻波 80

5.6 声波与声强级 85

5.7 多普勒效应 87

5.8 波的色散及非线性波简介 89

第6章 相对论基础 95

6.1 经典时空观 95

6.2 狭义相对论和洛伦兹变换 96

6.3 狭义相对论的时空观 100

6.4 相对论动力学 111

6.5 广义相对论简介 118

第二篇 电磁学 129

第7章 静电场和恒定电场 129

7.1 静电场 高斯定理 129

7.2 场强环路定理 电势 140

7.3 静电场中的导体 145

7.4 静电场中的电介质 148

7.5 电容 电容器 153

7.6 静电场的能量 156

7.7 恒定电场 158

7.8 匀速运动点电荷的电场 164

第8章 恒定磁场 171

8.1 磁场 磁感应强度 171

8.2 磁场的高斯定理 177

8.3 安培环路定理及其应用 178

8.4 带电粒子在磁场中的运动 181

8.5 磁场对电流的作用 186

8.6 磁介质 188

8.7 铁磁质 193

第9章 电磁感应 199

9.1 法拉第电磁感应定律 199

9.2 动生电动势与感生电动势 201

9.3 自感和互感 206

9.4 磁场的能量 210

9.5 匀速运动点电荷的磁场 212

第10章 麦克斯韦方程组 电磁场 216

10.1 位移电流 216

10.2 全电流安培环路定理 217

10.3 麦克斯韦方程组积分形式 218

10.4 电磁波 220

10.5 电磁波能量与电磁波谱 223

10.6 电磁势 224

第三篇 光学 233

第11章 几何光学的基本概念 233

11.1 几个重要的基本概念 233

11.2 物和像 236

11.3 薄透镜成像 238

第12章 光的干涉 244

12.1 相干条件 244

12.2 杨氏双缝干涉 248

12.3 时空相干性 251

12.4 分振幅干涉 255

12.5 迈克耳孙干涉仪 262

第13章 光的衍射 265

13.1 惠更斯-菲涅耳原理 265

13.2 单缝夫琅禾费衍射 266

13.3 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 270

13.4 光栅衍射 273

13.5 伦琴射线的衍射 279

第14章 光的偏振 283

14.1 光的偏振状态 283

14.2 起偏与检偏 285

14.3 光的双折射 289

14.4 椭圆偏振光 圆偏振光 294

14.5 偏振光的干涉 297

14.6 旋光效应 301

第15章 光与物质相互作用 305

15.1 分子光学的基本概念 305

15.2 光的散射 307

15.3 光的吸收 312

15.4 光的色散 313

第四篇 热学 319

第16章 气体动理论 319

16.1 物质的聚集态 319

16.2 温度 321

16.3 理想气体 324

16.4 能量均分定理 327

16.5 两种分布律 330

16.6 范德瓦耳斯方程 337

16.7 气体分子平均自由程 340

第17章 热力学第一定律 346

17.1 准静态过程 346

17.2 热力学第一定律与能量守恒 347

17.3 理想气体的等值过程 354

17.4 卡诺循环 366

第18章 热力学第二定律 378

18.1 自然界演化过程的方向性 378

18.2 热力学第二定律的表述 380

18.3 热力学概率 381

18.4 玻尔兹曼熵公式与熵增加原理 382

18.5 可逆过程 卡诺定理 383

18.6 克劳修斯熵公式 385

第五篇 量子物理学基础 393

第19章 实验基础与基本原理 393

19.1 量子物理学的早期证据 393

19.2 康普顿效应 403

19.3 微观粒子的波动性 407

19.4 概率波与概率幅 411

19.5 量子物理学的基本原理 419

第20章 薛定谔方程 425

20.1 定态薛定谔方程 425

20.2 双态系统 429

20.3 一维定态问题 436

20.4 原子中的电子 443

第21章 量子物理的应用 452

21.1 多粒子系统与量子统计 452

21.2 激光 456

21.3 半导体 465

21.4 核物理 473

21.5 粒子物理 480

习题答案 494

附录 501