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第八章 热力学基础1

8.1 状态参量 平衡态 准静态过程1

8.1.1 气体的状态参量1

8.1.2 平衡态4

8.1.3 准静态过程5

8.2 理想气体的状态方程6

8.3 热力学第一定律 内能 功 热量9

8.3.1 热力学第一定律9

8.3.2 内能9

8.3.3 功10

8.3.4 热量和热容量11

8.4 热力学第一定律的应用13

8.5 理想气体的绝热过程18

8.5.1 理想气体的准静态绝热过程19

8.5.2 非静态绝热过程20

8.5.3 多方过程21

8.6.1 循环过程27

8.6 循环过程和卡诺循环27

8.6.2 卡诺循环28

8.7 热力学第二定律和不可逆过程 卡诺定理35

8.7.1 自然过程的方向性35

8.7.2 热力学第二定律的两种表述35

8.7.3 热力学第二定律两种表述的等效性36

8.7.4 可逆和不可逆过程37

8.7.5 卡诺定理38

阅读材料（八）电冰箱 空调 温室效应39

思考题41

习题43

第九章 气体分子动理论48

9.1 麦克斯韦速率分布48

9.1.1 麦克斯韦速率分布律49

9.1.2 三个统计速率51

9.1.3 麦克斯韦速率分布律的实验验证54

9.2 玻耳兹曼分布55

9.2.1玻耳兹曼分布律55

9.2.3 统计规律性与涨落现象56

9.2.2 重力场中微粒按高度的分布56

9.3 理想气体的压强57

9.3.1 理想气体的微观模型57

9.3.2 平衡状态气体的统计假设（又称分子混沌性假设）58

9.3.3 理想气体压强公式及其统计意义58

9.4 温度的微观本质 理想气体状态方程的推证60

9.4.1 温度的微观解释60

9.4.2 理想气体状态方程的推证61

9.5 能量均分定理 理想气体的内能62

9.5.1 自由度62

9.5.2 能量均分定理64

9.5.3 理想气体的内能65

9.5.4 理想气体的摩尔热容65

9.6 真实气体67

9.6.1 真实气体的等温线67

9.6.2 范德瓦耳斯方程68

9.7 气体分子的平均自由程和碰撞频率71

9.8.1 粘滞现象（内磨擦）74

9.8 气体内的输运过程74

9.8.2 热传导76

9.8.3 扩展现象77

9.8.4 低压下的热传导78

9.9 热力学第二定律的统计意义和熵的概念79

9.9.1 热力学第二定律的统计意义79

9.9.2 熵和熵增加原理80

9.9.3 熵的热力学表示85

阅读材料（九）熵和信息、生命及其他88

思考题91

习题93

第十章 振动学基础97

10.1 简谐振动的描述97

10.1.1 弹簧振子97

10.1.2 简谐振动的表达式98

10.1.3 简谐振动的速度和加速度98

10.1.4 振动的相位99

10.1.5 旋转矢量表示法100

10.2.1 简谐振动的动力学定义103

10.2 简谐振动的动力学特征103

10.2.2 简谐振动的实例106

10.2.3 简谐振动的能量107

10.3 简谐振动的合成111

10.3.1 两个同方向同频率简谐振动的合成111

10.3.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成114

10.3.3 相互垂直和简谐振动的合成115

10.4 阴尼振动118

10.5 受迫振动 共振120

10.6 电磁振动荡122

阅读材料（十）传感器入门124

思考题128

习题129

第十一章 波动学基础133

11.1 机械波的产生和传播133

11.1.1 机械波的形成133

11.1.2 描述波动的物理量135

11.2.1 波函数的建立136

11.2 平面简谐的的波函数136

11.2.2 波函数的物理意义138

11.3 波动议程与波速143

11.3.1 物体的弹性形变143

11.3.2 波动方程143

11.3.3 波速的决定因素146

11.4 波的能量147

11.4.1 平面简谐纵波传播时介质元的能量147

11.4.2 波的能量密度和能流密度148

11.4.3 波的吸收150

11.4.4 球面波151

11.5 惠更斯原理152

11.5.1惠更斯原理152

11.5.2惠更斯原理的应用153

11.6 波的叠加原理 波的干涉154

11.6.1 波的叠加原理155

11.6.2 波的干涉155

11.7.1 驻波的形成158

11.7.2 驻波的波函数158

11.7 驻波158

11.7.3 半波损失161

11.7.4 弦线振动的简正模式162

11.8 多普勒效应163

11.9 声波166

11.9.1 声压和声强166

11.9.2 声强级166

11.10.1 电磁波及其性质168

11.10 电磁波168

11.10.2 电磁波的能量170

11.10.3 电磁波的产生与传播171

11.10.4 电磁波谱173

阅读材料（十一）建筑声学与超声波应用简介175

思考题180

习题182

第十二章 波动光学185

12.1 光的相干性185

12.1.1 光源185

12.1.2 光的干涉现象187

12.1.3 光程189

12.2 双缝干涉191

12.2.1 杨氏双缝干涉191

12.2.2 菲涅耳双镜193

12.2.3 洛埃境193

12.3 薄膜干涉195

12.3.1 薄膜的等倾干涉195

12.3.2 薄膜的等厚干涉199

12.3.3 迈克尔逊干涉仪203

12.3.4 多层薄膜系统204

12.4 单缝衍射207

12.4.1 惠更斯-菲涅耳原理207

12.4.2 单缝衍射209

12.5 光栅衍射213

12.5.1 衍射光栅213

12.5.2 光栅衍射击的光强分布214

12.6 光学仪器的分辨本领218

12.7 X射线衍射221

12.8.1 偏振光223

12.8 偏振光与自然光223

12.8.2 自然光224

12.9 马吕斯定律225

12.9.1 偏振片226

12.9.2 马吕斯定律227

12.10 反射和折射时光的偏振229

12.11 双折射现象231

12.11.1 双折射击的寻常光和非常光231

12.11.2 光轴和主平面231

12.11.3 双折射现象的解释233

12.11.4 偏振棱镜235

12.12. 椭圆偏振光和圆偏振光 波片237

12.12.1 椭圆偏振光和圆偏振光237

12.12.2 波片238

12.12.3 偏振光的检验240

12.13 偏振光的干涉 人为双折射现象241

12.13.1偏振光的干涉241

12.13.2人为双折射现象242

12.14.1 物质的旋光性244

12.14 旋光现象244

12.14.2 磁致旋光245

阅读材料（十二）全息照相245

思考题248

习题250

第十三章 量子物理256

13.1 黑体辐射和普朗克量子假设256

13.1.1 黑体辐射257

13.1.2 普朗克量子假设和普朗克公式259

13.2 光电效应和爱因斯坦光子理论262

13.2.1 光电效应262

13.2.2 爱因斯坦光子理论265

13.2.3 光的波粒二象性266

13.3 康普顿效应（康普顿散射）267

13.4 氢原子光谱和玻尔理论271

13.4.1 经典原子模型271

13.4.2 氢原子光谱272

13.4.3 玻尔氢原子理论274

13.5 德布罗意假设与电子衍射实验278

13.5.1 德布罗意假设278

13.5.2 电子衍射实验281

13.6 波函数的统计解释284

13.6.1 关于粒子和波的分析284

13.6.2 波函数的统计解释286

13.6.3 态叠加原理288

13.7 不确定性关系289

13.8 薛定谔方程291

13.8.1薛定谔方程的引入292

13.8.2 定态，不含时间的薛定谔方程294

13.9 算符与平均值295

13.9.1 力学量算符295

13.9.2 平均值295

13.9.3 本征方程、本征态和本征值296

13.10 一维定态296

13.10.1 一维无限深方势阱296

13.10.2 隧道效应300

13.10.3 一维线性谐振子，宇称301

13.11 电子轨道角动量304

13.11.1 轨道角动量算符304

13.11.2 L2，L2的共同本征态与本征值306

13.11.3 空间取向量子化308

13.12 氢原子定态309

13.12.1 氢原子的波函数和能级310

13.12.2 氢原子中电子的几率分布311

13.13.1 电子自旋313

13.13 电子的自旋313

13.13.2 斯特恩-革拉赫实验315

13.14 激光原理316

13.14.1 激光的特性316

13.14.2 粒子数反转317

13.14.3 光学谐振腔320

思考题321

习题322

14.1.1 原子核的组成325

14.1 原子核的基本性质325

第十四章 原子核物理和粒子物理简介325

14.1.2 核素图326

14.1.3 原子核的大小和形状327

14.1.4 核的自旋和磁距328

14.2 原子核的结合能329

14.3 核力331

14.3.1 核力的一般性质331

14.3.2 核力的介子理论332

14.4.1 放射性的一般现象333

14.4 原子核的放射性333

14.4.2 衰变规律334

14.4.3 放射性强度335

14.5 核反应336

14.5.1 核反应336

14.5.2 Q方程337

14.5.3 反应截面338

14.6.1 重核裂变339

14.6 原子核的裂变和聚变339

14.5.4 核反应机制339

14.6.2 裂变机制340

14.6.3 裂变能的利用340

14.6.4 轻核聚变341

14.7 粒子物理和基本特点345

14.8 粒子的分类346

14.8.1 粒子的分类346

14.8.2 共振态346

14.9.2 同位旋I和同位旋z分量Iz350

14.9 守恒定律350

14.9.1 轻子数和重子数350

14.9.3 奇异数351

14.9.4 电荷共轭351

14.9.5 宇称352

14.10 夸克（层子）模型353

14.11 相互作用及其统一性探索355

14.11.1 相互作用355

14.11.2 统一性探索355

思考题358

习题359

第十五章 固体物理基础362

15.1 晶体的结构362

15.1.1 晶格的周期性362

15.1.2 简单晶体结构例子364

15.2 固体能带的形成366

15.2.1 固体问题的简化及能带366

15.2.2 能带举例368

15.3 导体、半导体和绝缘体369

15.4 约瑟夫森效应372

15.4.1 正常电子的隧道效应372

15.4.2 约瑟夫森效应373

15.4.3 超导量子干涉效应375

15.5 A-B效应376

第十六章 非线性物理简介380

16.1 孤立子380

16.2.1 分形的概念383

16.2 分形和分维383

16.2.2 分维384

16.2.3 分重分形386

16.3 逾渗现象387

16.3.1 逾参与临界现象387

16.3.2 集团结构388

16.4 分岔390

16.4.1 静分岔390

16.4.2 动分岔393

16.5.1 混沌现象394

16.5 混沌394

16.5.2 走向混沌的演化过程396

16.5.3 奇怪吸引子397

16.6 元胞自动机399

16.6.1 一维例子400

16.6.2 二维例子401

附录 书中物理量的符号及单位403

习题参考答案406

参考文献415