张朝阳的物理课

自序

**部分 经典力学问题

牛顿定律与守恒量专题 002

空间站的速度有多快？——初识牛顿运动定律和万有引力 003

在力的作用下物体的动能怎么改变？——介绍能量守恒与动量守恒 009

均匀球体的引力可否等效到球心？——推导球坐标系的体积微元 015

卫星如何绕地飞行？——推导卫星轨迹方程 024

空间 站受到扰动会不会掉下来？——第二宇宙速度及空间站扰动问题 034

花样滑冰怎样才能转得更快？——质点系的运动定律和角动量定理 044

陀螺仪为什么能定位方向？——讨论飞轮进动的原理 055

振动和波专题 063

微波炉为什么能加热食物？——振动方程和共振现象 064

琴弦的频率该怎么调？——推导并求解琴弦的波动方程 072

声音的速度和什么有关？——推导空气的声波方程和声速 079

第二部分 光电问题

电磁波与光的散射 088

蓝天红日白云朵，光的散射现象多 095

第三部分 热力学与统计物理问题 101

热力学定律专题 102

绝热过程中压强与体积有何关系？——讲解热力学基本定律103

熵是什么？——探讨热力学第二定律109

熵为何不能减小？——再探热力学第二定律116

温度与温标专题 123

氧气含量为什么随着高度降低？——分析理想气体状态方程及分子数密度随高度的变化

热力学温标与理想气体温标为何一致？——推导理想气体状态方程 131

统计物理专题 136

经典力学的绝热指数为何与实验不符？——推导理想气体的绝热方程 137

定容比热为何会随温度成阶梯状？——探究双原子分子的比热问题 144

大气中氢气含量为何低？——推导麦克斯韦速度分布律150

第四部分 黑体辐射问题 157

黑体辐射，瑞丽金斯公式的推导**部分158

瑞丽金斯公式推导第二部分，及普朗克修正、黑体辐射公式164

从普朗克黑体辐射公式看维恩位移定律174

计算太阳的光强与推导斯特藩定律179

第五部分 量子力学问题 187

量子力学基础专题

量子力学诞生的背景——进军量子力学

波粒二象性——量子力学的核心特点

薛定谔方程——量子力学的牛顿定律

求解(定态)薛定谔方程——以无限深方势阱为例

从“氢”开始研究

求解氢原子模型（一）——将二体问题化为单体问题

求解氢原子模型（二）——哈密顿量算符径向与角向分离

求解氢原子模型（三）——求解薛定谔方程的角向部分

求解氢原子模型（四）——氢原子径向波函数

从原子走向化学——分析多电子原子262

求解谐振子模型——量子力学更广泛的应用274

双原子分子的光谱问题——结合氢原子和谐振子281

第六部分 相对论问题 287

狭义相对论专题

迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换，时间膨胀，长度缩短289

洛伦兹变换推导，质量速度关系推导，质量能量关系推导303

狭义相对论应用实例313

第七部分 天体物理 321

太阳专题

太阳究竟有多大、有多重？——对常见天文常量的估算323

太阳的寿命有多长？——估算太阳的寿命和太阳形成所花的时间 330

太阳的中心温度等于多少？——探讨太阳内部结构336

光竟然具有压力？——探讨太阳辐射层光压能否辅助气压抵抗引力 345

太阳对流层的对流速度有多大？——借助光的多普勒效应354

潮汐专题

怎么解释潮汐现象（上）？——求解地月系统的离心势能与引力势能 361

怎么解释潮汐现象（下）？——计算潮汐高度368

太阳也有潮汐力？——计算太阳引力对地月系统的影响376

中子星专题 384

中子星自转有多快？——中子星的起源与自转角速度