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绪 论1

一、物理学的意义1

二、物理学与科学发展和技术进步的关系3

三、物理学与药学的关系4

四、物理学的学习方法5

第一章 刚体的转动6

第一节 刚体的定轴转动7

一、刚体定轴转动的角量描述7

二、匀变速转动基本公式8

三、角量和线量的关系8

第二节 转动动能转动惯量9

第三节 力矩转动定律12

一、力矩12

二、转动定律12

第四节 力矩的功刚体定轴转动中的动能定理14

一、力矩的功15

二、刚体定轴转动中的动能定理15

第五节 角动量角动量守恒定律17

一、角动量和角冲量17

二、角动量定理18

三、角动量守恒定律18

第六节 刚体的进动20

习题一22

第二章 流体力学26

第一节 理想流体的定常流动26

一、理想流体26

二、定常流动26

三、流线和流管27

第二节 定常流动的连续性方程27

第三节 伯努利方程及其应用28

一、伯努利方程28

二、伯努利方程的应用29

一、粘性定律、粘度32

第四节 粘性流体的运动32

二、粘性流体的伯努利方程33

三、泊肃叶定律34

四、斯托克斯粘性公式34

五、层流和湍流35

习题二35

第三章 振动学基础38

第一节 简谐振动38

一、简谐振动运动方程38

二、简谐振动中的振幅、周期、频率和相位39

三、A和？的确定43

四、简谐振动的矢量图表示法44

五、简谐振动的能量45

第二节 简谐振动的合成46

一、同方向简谐振动的合成47

二、相互垂直简谐振动的合成49

习题三52

第四章 波动学基础55

第一节 机械波的产生和传播55

一、机械波产生的条件55

三、波面和波线56

二、横波和纵波56

四、波的传播速度、波长、波的周期和频率57

第二节 简谐波的波函数波的能量57

一、简谐波的波函数57

二、波的能量61

第三节 惠更斯原理63

一、惠更斯原理63

二、解释波的衍射64

三、解释波的反射和折射65

第四节 波的叠加原理波的干涉66

一、波的叠加原理66

二、波的干涉67

三、驻波68

第五节 声波超声波次声波70

一、声强和声强级71

二、多普勒效应71

三、超声波的特性和应用73

四、次声波74

习题四75

一、力学相对性原理77

二、伽利略变换77

第一节 伽利略变换和经典力学时空观77

第五章 相对论基础77

三、经典力学的时空观78

第二节 狭义相对论的基本假设79

一、迈克耳孙—莫雷实验79

二、狭义相对论的基本假设80

三、洛伦兹变换80

第三节 相对论中的长度和时间81

一、长度收缩81

二、时间延缓82

三、同时性的相对性82

第四节 相对论动力学基础83

一、动量和质量83

二、力和动能84

三、能量、质能关系85

四、能量和动量的关系86

第五节 广义相对论简介87

一、等效原理87

二、广义相对性原理88

三、广义相对论的检验89

习题五89

第一节 理想气体物态方程91

一、平衡态91

第六章 气体动理论91

二、理想气体物态方程92

第二节 理想气体的压强93

一、理想气体的微观模型93

二、理想气体的压强公式94

第三节 气体分子平均平动动能95

第四节 能量均分定理96

一、分子的自由度96

二、能量均分定理97

第五节 麦克斯韦速率分布律98

一、麦克斯韦速率分布律98

三、理想气体的内能98

二、分子速率分布的实验测定101

第六节 真实气体102

一、真实气体的等温线102

二、分子力103

三、范德瓦耳斯方程104

习题六106

第七章 静电场108

第一节 库仑定律电场强度108

一、库仑定律108

三、场强叠加原理109

二、电场强度109

第二节 电场线电通量112

一、电场线112

二、电通量113

第三节 高斯定理115

一、高斯定理115

二、高斯定理的应用115

第四节 静电场的环路定律电势119

一、静电场的环路定理119

二、电势差、电势120

一、等势面124

二、电场强度与电势的关系124

第五节 等势面场强与电势的关系124

习题七126

第八章 静电场中的导体和电介质129

第一节 静电场中的导体129

一、导体的静电平衡条件129

二、静电平衡时导体的性质129

三、空腔导体和静电屏蔽131

第二节 静电场中的电介质132

一、电介质的极化132

二、极化强度和极化电荷134

三、电位移、有电介质时的高斯定理136

第三节 电容和电容器138

一、孤立导体的电容138

二、电容器的电容138

三、电容器电容的计算139

四、电容器的串联和并联140

第四节 静电场的能量142

一、电容器的能量142

二、电场的能量和能量密度143

二、压电效应的应用145

习题八145

一、压电效应145

第五节 压电效应及其应用145

第九章 直流电路149

第一节 电源电动势一段含源电路的欧姆定律149

一、电源电动势149

二、一段含源电路的欧姆定律150

第二节 基尔霍夫定律及其应用150

一、基尔霍夫定律151

二、基尔霍夫定律的应用举例152

习题九153

第一节 磁场磁感应强度155

第十章 电流的磁场155

一、磁场156

二、磁感应强度156

三、磁感应线157

四、磁通量158

第二节 毕奥—萨伐尔定律158

一、毕奥—萨伐尔定律158

二、毕奥—萨伐尔定律应用举例159

第三节 安培环路定律161

一、安培环路定律161

二、用安培环路定律计算磁感应强度162

第四节 磁场对电流的作用163

一、安培定律163

二、磁场对载流线圈的作用165

第五节 磁场对运动电荷的作用166

一、洛伦兹力167

二、质谱仪168

三、霍耳效应169

第六节 磁介质170

一、磁介质的磁化机制170

二、磁导率、磁场强度171

三、铁磁质的磁化172

习题十173

一、楞次定律177

第十一章 电磁感应177

第一节 法拉第电磁感应定律177

二、法拉第电磁感应定律178

第二节 动生电动势179

一、在磁场中运动的导线产生的动生电动势179

二、动生电动势产生的原因180

第三节 感生电动势181

一、感生电场181

二、涡电流182

第四节 自感和互感183

一、自感现象183

三、电子感应加速器183

二、互感现象186

第五节 磁场的能量188

第六节 电磁场及其传播189

一、位移电流190

二、麦克斯韦电磁场方程组191

三、电磁波192

习题十一193

一、光矢量196

二、普通光源的发光机制196

第一节 光的相干性196

第十二章 光的干涉196

三、光的相干性197

第二节 获得相干光的方法197

一、杨氏双缝实验197

二、菲涅耳双镜实验199

三、劳埃德镜实验199

第三节 光程和光程差202

一、光程202

二、薄透镜成像的等光程原理203

第四节 薄膜干涉203

一、薄膜反射光的干涉204

三、增透膜和高反射膜206

二、薄膜透射光的干涉206

第五节 劈形膜牛顿环207

一、劈形膜207

二、牛顿环209

第六节 干涉仪干涉现象的应用210

习题十二212

第十三章 光的衍射215

第一节 光的衍射现象惠更斯—菲涅耳原理215

一、光的衍射现象及分类215

二、惠更斯—菲涅耳原理216

第二节 单缝衍射217

第三节 衍射光栅220

一、光栅221

二、光栅衍射和光栅方程221

三、光栅衍射光谱222

第四节 圆孔衍射光学仪器的分辨率223

一、圆孔夫琅和费衍射223

二、光学仪器的分辨率223

第五节 X射线的衍射布喇格方程225

一、X射线的衍射225

三、电子的衍射与电子显微镜的分辨率226

二、布喇格方程226

习题十三227

第十四章 光的偏振229

第一节 自然光和偏振光229

一、光的偏振态229

二、自然光、线偏振光和部分偏振光229

第二节 偏振片的起偏和检偏马吕斯定律230

一、偏振片的起偏和检偏230

二、马吕斯定律231

一、布儒斯特定律233

第三节 反射光和折射光的偏振233

二、玻璃片堆234

第四节 光的双折射现象234

一、光的双折射现象234

二、惠更斯原理在双折射现象中的应用236

三、尼科耳棱镜238

四、偏振片与二向色性239

第五节 偏振光的干涉、圆偏振光与椭圆偏振光240

一、圆偏振光与椭圆偏振光240

二、偏振光的干涉、色偏振241

第六节 旋光现象241

习题十四243

第一节 光的吸收朗伯—比耳定律246

第十五章 光的吸收和散射246

第二节 光的散射248

一、瑞利散射定律249

二、散射光的强度和偏振情况249

三、拉曼散射251

习题十五251

第十六章 光的量子性253

第一节 热辐射基尔霍夫辐射定律253

一、热辐射253

二、绝对黑体254

三、基尔霍夫辐射定律255

第二节 绝对黑体的辐射定律256

一、斯特藩—玻耳兹曼定律256

二、维思位移定律257

第三节 普朗克的量子假说258

第四节 光电效应260

一、光电效应的基本规律260

二、爱因斯坦光量子论262

三、光电效应的应用264

第五节 康普顿效应265

一、X射线的散射实验265

二、用光子理论解释康普顿散射266

习题十六267

第十七章 量子力学基础268

第一节 原子光谱的实验规律268

一、氢原子光谱268

二、里兹组合原理269

第二节 玻尔的氢原子理论270

一、玻尔理论的基本假设270

二、波尔理论的改进及其局限性273

第三节 实物粒子的波粒二象性273

一、德布罗意波274

二、电子衍射实验275

三、德布罗意波的统计解释276

第四节 不确定性原理277

一、坐标和动量的不确定关系式277

二、能量和时间的不确定关系式278

第五节 波函数薛定谔方程279

一、波函数的意义和性质279

二、薛定谔方程280

第六节 一维定态问题282

一、无限深方势阱282

二、求解定态薛定谔方程283

三、势垒的穿透、隧道效应284

一、氢原子的薛定谔方程285

第七节 氢原子的量子力学处理方法285

二、电子自旋288

习题十七290

第十八章 激光291

第一节 激光的性质291

一、单色性好291

二、方向性好291

三、亮度极高292

四、相干性极好292

第二节 激光产生的原理292

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转292

二、光谐振腔的作用294

三、激光器的结构296

第三节 几种常见的激光器296

第四节 激光对生物组织的作用297

一、光化作用297

二、热作用298

三、机械作用298

四、电磁场作用298

第五节 激光在医药学及科技领域中的应用299

一、激光在医药学上的应用299

二、激光在科技领域的应用300

习题十八301

第十九章 原子核与粒子物理302

第一节 原子核的组成和基本性质302

一、原子核的组成302

二、原子核的性质303

三、原子核的质量亏损与结合能304

四、核力306

第二节 原子核的放射性衰变307

一、原子核的放射性衰变类型307

二、放射性衰变规律311

一、原子核的自旋314

第三节 核磁共振314

二、原子核的磁矩315

三、核磁共振及其应用316

第四节 粒子物理简介319

一、人类对物质组成的探索319

二、粒子的分类319

三、粒子的相互作用320

四、强子结构的夸克模型322

习题十九323

习题参考答案325

附录一 国际单位制335

附录二 基本物理常量337