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绪论1

第1篇 力学8

1 质点运动学8

1.1 质点、参考系与坐标系、时空的量度8

1.2 描述质点机械运动的状态参量10

1.3 质点运动的角量描述，角量与线量的关系17

1.4 运动的叠加原理，运动学的两类问题19

1.5 运动描述的相对性21

本章小结23

思考题24

习题24

科学家科学思想方法介绍：伽利略科学思想方法26

2 经典力学的基本原理28

2.1 牛顿运动定律28

2.2 力学中几种常见的力30

2.3 单位制和量纲32

2.4 牛顿运动定律的应用33

本章小结38

思考题38

习题39

科学家科学思想方法介绍：牛顿科学思想方法43

今日科学趣闻：混沌简介44

3 运动的守恒定律47

3.1 动量定理和动量守恒定律47

3.2 质心和质心运动定理53

3.3 功和动能定理55

3.4 保守力、势能、势能曲线57

3.5 功能原理、机械能守恒定律、能量守恒定律60

3.6 质点系的角动量定理及角动量守恒定律62

3.7 守恒定律与对称性66

本章小结68

思考题70

习题71

今日物理趣闻：宇宙74

4 角动量守恒和刚体的定轴转动76

4.1 刚体运动的描述76

4.2 刚体定轴转动定律及其应用78

4.3 力矩对时间的积累效应--冲量矩、角动量定理、角动量守恒定律85

4.4 定轴转动刚体的功和能90

4.5 进动和回转仪92

本章小结94

思考题95

习题96

5 相对论100

5.1 狭义相对论的基本假設100

5.2 狭义相对论的运动学基础102

5.3 狭义相对论的动力学基础110

5.4 广义相对论简介113

本章小结118

思考题119

习题120

科学趣闻：双生子佯谬121

科学家科学思想方法介绍：爱因斯坦科学思想方法122

第2篇 热物理学126

6 气体分子运动论126

6.1 理想气体分子模型126

6.2 理想气体分子的压强和温度的微观解释128

6.3 能量均分定理和理想气体的内能130

6.4 麦克斯韦速率分布律及其实验验证132

6.5 玻尔兹曼分布律136

6.6 气体分子的平均自由程与平均碰撞频率138

6.7 输运过程140

本章小结142

思考题144

习题145

物理与现代技术：真空的获得147

7 热力学基础149

7.1 热力学第一定律149

7.2 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用152

7.3 热容量、理想气体的绝热过程153

7.4 循环过程和卡诺循环158

7.5 热力学第二定律162

7.6 自然过程的方向、不可逆性的互相沟通、热力学第二定律的微观本质164

7.7 熵和熵增加原理165

7.8 熵与信息171

本章小结171

思考题173

习题174

今日物理趣闻：耗散结构简介177

第3篇 振动和波动184

8 振动184

8.1 简谐振动184

8.2 阻尼振动、受迫振动、共振196

8.3 振动的合成与分解200

本章小结207

思考题209

习题210

9 波的产生和传播213

9.1 机械波的产生、传播和描述213

9.2 波的能量、能流和能流密度221

9.3 多普勒效应及产生原因223

本章小结225

思考题226

习题228

今日科学趣闻：非线性波、孤子230

10 波的干涉232

10.1 波的叠加、波的干涉与驻波232

10.2 相干波源和杨氏双缝干涉241

10.3 薄膜干涉246

10.4 迈克耳逊干涉仪255

本章小结257

思考题259

习题259

11 波的衍射262

11.1 惠更斯--菲涅耳原理262

11.2 单缝的夫琅和费衍射264

11.3 光栅衍射268

11.4 圆孔的夫琅和费衍射、光学仪器的分辨率275

11.5 X射线的衍射278

本章小结280

思考题281

习题281

12 波的偏振283

12.1 横波的偏振、光的偏振态283

12.2 起偏与检偏、马吕斯定理284

12.3 反射光和折射光的偏振、布儒斯定律287

12.4 双折射现象289

本章小结294

思考题294

习题295

习题参考答案298

附录1 物理量的名称、符号及单位305

附录2 基本物理常数表(1996年国际推荐值)308