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绪论1

一、物理学的研究方法1

二、物理学的发展前沿4

三、《物理学》课程学习5

第一章 刚体的转动7

第一节 刚体的定轴转动7

一、刚体定轴转动的定义7

二、角位移8

三、角速度8

四、角加速度9

五、角量与线量的关系9

第二节 转动定律10

一、力矩11

二、定轴转动定律12

三、转动惯量13

四、力矩的功17

五、转动动能18

第三节 角动量守恒22

一、角动量、冲量23

二、角动量定理24

三、角动量守恒定律24

第四节 进动28

第二章 流体动力学35

第一节 理想流体的定常流动35

一、理想流体35

二、定常流动36

三、连续性原理36

第二节 伯努利方程及其应用37

一、伯努利方程37

二、伯努利方程的应用38

第三节 实际流体的流动41

一、牛顿黏滞性定律41

二、层流 湍流 雷诺数42

三、黏性流体的伯努利方程43

第四节 泊肃叶定律43

第五节 斯托克斯定律44

一、斯托克斯定律及其应用44

二、液体黏度的测定45

第三章 分子物理学48

第一节 分子动理论48

第二节 理想气体动理论方程49

一、理想气体状态方程49

二、理想气体动理论基本方程50

三、分子的平均平动能51

第三节 能量按自由度均分定理51

一、自由度51

二、能量均分定理52

第四节 分子的速率53

一、分子速率的统计分布53

二、分子速率的实验测定54

第五节 真实气体55

一、真实气体的等温线55

二、分子力56

三、范德瓦尔斯方程56

第六节 液体的表面性质58

一、表面张力和表面能58

二、表面活性物质和表面吸附59

三、弯曲液面的附加压强59

四、毛细现象60

第七节 物质中的迁移现象61

一、黏滞现象62

二、热传导现象62

三、扩散现象62

第四章 静电场66

第一节 电场强度 高斯定理66

一、电场与电场强度66

二、电场线和电通量68

三、高斯定理及应用69

第二节 电势72

一、静电场的环路定理72

二、电势能和电势73

三、电场强度与电势的关系75

第三节 电偶极子 电偶层76

一、电偶极子电场的电势76

二、电偶层77

第四节 静电场中的电介质78

一、电介质的极化78

二、极化强度和极化电荷79

三、电位移、有电介质时的高斯定理80

第五节 电容81

一、孤立导体的电容81

二、电容器的电容81

三、电容器电容的计算81

第六节 静电场的能量82

一、电容器的能量82

二、电场的能量和能量密度83

第七节 心电原理及描记84

一、心肌细胞的除极与复极84

二、心电向量和心电向量环85

三、心电导联86

四、心电图的形成原理及描记87

第五章 直流电路92

第一节 恒定电流92

一、电流强度和电流密度92

二、欧姆定律的微分形式94

三、电解质导电94

第二节 一段含源电路的欧姆定律96

一、电源的电动势96

二、含源电路的欧姆定律96

第三节 基尔霍夫定律及其应用97

一、基尔霍夫定律97

二、基尔霍夫定律的应用98

第四节 温差电现象及其应用99

一、电子的逸出功99

二、接触电势差100

三、温差电现象及其应用101

第五节 电容器的充电和放电102

一、电容的充电103

二、电容电路的放电104

第六章 电流的磁场108

第一节 磁场与磁感应强度108

一、磁场108

二、磁感应强度109

三、磁通量和磁场高斯定理110

第二节 电流的磁场110

一、毕奥-萨伐尔定律111

二、安培环路定律112

第三节 磁场对运动电荷的作用115

一、洛伦兹力115

二、质谱仪116

三、霍耳效应117

第四节 磁场对电流的作用 磁矩118

一、安培定律118

二、磁场对电流的作用119

三、磁力矩的功 附加能量122

第五节 磁介质122

一、磁介质的磁化机制123

二、磁导率、磁场强度124

三、铁磁质124

第七章 电磁感应与电磁场130

第一节 电磁感应130

一、电磁感应定律130

二、有旋电场134

三、涡电流135

第二节 自感136

一、自感现象136

二、自感系数136

三、RL电路138

第三节 磁场能量139

第四节 电磁场及其传播142

一、位移电流142

二、麦克斯韦电磁场基本方程144

三、电磁波的产生和传播146

四、电磁波的能量148

第五节 超导电性和超导磁体149

一、零电阻现象149

二、迈斯纳效应和磁通量子化150

三、超导的研究前景及其应用152

第八章 振动和波159

第一节 简谐振动159

一、简谐振动的运动方程159

二、简谐振动的能量161

第二节 振动的合成与分解161

一、两个同方向同频率简谐振动的合成162

二、两个相互垂直的简谐振动的合成163

三、频谱分析原理163

第三节 简谐波165

一、机械波的产生和传播165

二、波动方程165

三、波的能量167

第四节 波的叠加与干涉169

一、波的叠加原理169

二、波的干涉170

三、驻波172

第五节 声波和超声波174

一、声波的基本性质174

二、声强级和响度级176

三、多普勒效应177

四、超声波179

五、次声波182

第九章 光的波动性186

第一节 光的干涉186

一、光的相干性186

二、杨氏双缝干涉实验187

三、洛埃德镜干涉实验189

四、光程与光程差189

五、薄膜干涉191

六、迈克耳孙干涉仪193

第二节 光的衍射194

一、惠更斯-菲涅耳原理194

二、单缝衍射195

三、圆孔衍射与光学仪器的分辨本领198

四、光栅衍射201

第三节 光的偏振203

一、自然光和偏振光203

二、偏振光的获得和检验204

三、反射光和折射光的偏振205

四、双折射现象207

第四节 旋光现象209

第五节 光的吸收和散射211

一、光的吸收211

二、光的散射212

第十章 光的粒子性217

第一节 热辐射217

一、热辐射现象217

二、基尔霍夫辐射定律217

第二节 黑体辐射218

一、黑体模型218

二、黑体辐射定律219

三、普朗克量子假设及普朗克公式220

第三节 光电效应221

一、光电效应及其基本规律221

二、爱因斯坦的光子学说223

三、光电效应应用简介224

第四节 康普顿效应224

一、康普顿散射实验225

二、光子理论对康普顿效应的解释225

第五节 光的波粒二象性227

第十一章 量子力学基础230

第一节 玻尔的氢原子理论230

一、氢原子光谱的规律231

二、玻尔的氢原子理论231

第二节 实物粒子的波动性235

一、德布罗意假设235

二、电子衍射236

三、物质波的统计解释238

第三节 不确定原理239

一、坐标和动量的不确定关系式239

二、能量和时间的不确定关系式240

第四节 波函数、薛定谔方程242

一、波函数的意义和性质242

二、薛定谔方程243

三、一维势阱中运动的粒子244

第五节 氢原子及类氢原子的量子力学描述246

一、能量量子化246

二、角动量量子化247

三、空间量子化247

第六节 电子自旋247

一、施特恩-格拉赫实验248

二、碱金属元素光谱的双线结构248

三、电子自旋假设249

四、量子力学的应用简介250

第十二章 激光257

第一节 激光的产生原理257

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转257

二、光学谐振腔的作用260

三、激光器的结构263

第二节 激光的特性264

一、方向性好264

二、单色性好265

三、相干性好265

四、亮度极高266

第三节 常见的激光器266

一、气体激光器267

二、固体激光器270

三、半导体激光器272

四、染料激光器273

第四节 激光的生物效应274

一、光化作用274

二、热作用274

三、机械作用275

四、电磁场作用275

第十三章 X射线280

第一节 X射线的产生及其特性280

一、X射线的产生280

二、X射线的特性281

第二节 X射线的强度与硬度282

一、X射线的强度282

二、X射线的硬度283

第三节 X射线的衍射284

一、X射线的波动性284

二、X射线谱285

第四节 物质对X射线的吸收287

一、物质对X射线的吸收规律288

二、质量衰减系数与波长、原子序数的关系288

第五节 X射线在医学上的应用289

一、诊断289

二、治疗290

第十四章 原子核与核磁共振292

第一节 原子核的基本性质292

一、原子核的组成、质量和大小292

二、原子核的结合能及质量亏损293

三、原子核的稳定性294

四、核力295

第二节 原子核的放射性、衰变规律和核反应296

一、放射性衰变类型296

二、原子核的衰变规律299

三、人工核反应302

四、辐射剂量和防护303

第三节 核磁共振305

一、核磁共振的基本概念305

二、核磁共振谱308

三、核磁共振成像310

第十五章 物理学专题318

第一节 相对论基础318

一、迈克尔孙-莫雷实验318

二、狭义相对论的两个基本假设320

三、洛伦兹坐标变换和速度变换320

四、同时性的相对性、长度收缩和时间延缓322

五、相对论动力学基础326

六、广义相对论基础328

第二节 粒子物理331

一、粒子与探测331

二、基本粒子332

三、基本相互作用与守恒定律334

四、夸克模型335

第三节 天体物理336

一、星体的演化336

二、宇宙学338

附录342

附录Ⅰ 矢量分析342

一、矢量定义342

二、矢量的合成和分解343

三、矢量的标积343

四、矢量的矢积344

五、矢量的混合积345

六、矢量的微分345

附录Ⅱ 物理单位与基本常量347

一、国际单位制（SI）347

二、常用物理基本常量348

三、希腊字母表348

主要参考文献350