包邮大学物理学

绪论 1 第1章 质点运动学 4 1.1 运动学概述 4 1.1.1 质点的位置描述 5 1.1.2 运动状态的描述 7 1.1.3 典型应用举例 8 1.1.4 运动状态的改变 9 1.2 常见运动形式 11 1.2.1 自然坐标 11 1.2.2 切向加速度和法向加速度 12 1.2.3 匀速直线运动 12 1.2.4 匀变速直线运动 13 1.2.5 匀速圆周运动 14 1.2.6 变速圆周运动 15 1.2.7 抛体运动 17 1.3 运动学问题 19 1.3.1 运动学中两类基本问题 19 1.3.2 相对运动 22 第2章 质点动力学 24 2.1 牛顿运动定律 24 2.1.1 牛顿三定律 24 2.1.2 力学中常见的力 25 2.1.3 牛顿运动定律的应用举例 30 2.1.4 非惯性系中的惯性力 34 2.2 力在时间上的积累 35 2.2.1 冲量 36 2.2.2 动量定理 36 2.3 力在空间上的积累 40 2.3.1 功和功率 40 2.3.2 动能定理 43 2.3.3 机械能守恒定律及功能原理 45 2.3.4 质点系的动能定理和机械能守恒定律 47 第3章 刚体力学基础 50 3.1 刚体运动学及定轴转动动力学 50 3.1.1 刚体的运动 50 3.1.2 角量与线量的关系 51 3.1.3 刚体的转动定理 52 3.2 刚体动力学应用 55 3.2.1 刚体的平衡 55 3.2.2 定轴转动定理的应用 57 3.2.3 平行轴定理和垂直轴定理 60 3.3 力矩的时空积累效应 61 3.3.1 力矩的时间累积 61 3.3.2 力矩的空间累积 63 3.3.3 刚体的机械能 64 3.4 刚体力学的应用举例 65 3.4.1 儿童玩具 65 3.4.2 体育运动 65 3.4.3 科技应用 66 第4章 机械振动 71 4.1 简谐振动 71 4.1.1 简谐振动的动力学特征和运动学方程 71 4.1.2 简谐振动的振幅、 周期和相位 73 4.1.3 简谐振动的矢量表示法 74 4.1.4 简谐振动的能量 76 4.2 简谐振动的合成与分解 77 4.2.1 一维同频率简谐振动的合成 77 4.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成 78 4.2.3 互相垂直的两个简谐振动的合成 79 4.2.4 振动的分解 81 4.3 阻尼振动与受迫振动 82 4.3.1 阻尼振动 82 4.3.2 受迫振动 85 4.3.3 共振现象 85 第5章 机械波 87 5.1 机械波的形成和传播 87 5.1.1 机械波产生的条件和分类 87 5.1.2 描述波动的几个物理量 88 5.2 平面简谐波规律 89 5.2.1 平面简谐波的运动学方程 89 5.2.2 波动方程 90 5.2.3 波的能量 92 5.3 波的传播与叠加 94 5.3.1 惠更斯原理 94 5.3.2 波的叠加原理 94 5.3.3 波的干涉 94 5.3.4 驻波 95 5.3.5 半波损失 97 5.3.6 多普勒效应 99 第6章 分子动理论 102 6.1 物质的微观结构 102 6.1.1 分子动理论的实验基础 102 6.1.2 分子间相互作用与势能 103 6.2 理想气体与实际气体 103 6.2.1 理想气体模型 103 6.2.2 平衡态 104 6.2.3 宏观量的微观解析 104 6.2.4 实际气体 107 6.3 气体分子的统计分布律 108 6.3.1 统计的一些概念 108 6.3.2 统计规律性 109 6.3.3 统计平均值与涨落 109 6.3.4 气体分子速率分布规律 110 6.3.5 能量均分定理 113 6.3.6 内能和热容 114 6.4 分子运动模型 115 6.4.1 碰撞模型 115 6.4.2 自由程与碰撞频率 116 第7章 热力学 118 7.1 热力学过程 118 7.1.1 准静态过程的功和热 118 7.1.2 内能 119 7.2 热力学**定律 120 7.2.1 理想气体的内能 120 7.2.2 热容 122 7.2.3 热力学**定律应用于理想气体 123 7.2.4 循环过程与卡诺循环 125 7.3 热力学第二定律 128 7.3.1 热力学第二定律的两种表述 128 7.3.2 热现象过程的不可逆性 129 7.3.3 卡诺定理 130 7.3.4 热力学温标 131 7.3.5 熵增加原理 131 7.3.6 应用题解 134 第8章 固体和液体* 137 8.1 物质的热学性质 137 8.1.1 热膨胀 137 8.1.2 压缩性 137 8.1.3 热传导 138 8.1.4 电阻温度系数 138 8.2 液体的分子现象 138 8.2.1 表面张力 138 8.2.2 球形液面内外的压强差 139 8.2.3 毛细现象 141 8.3 相变 141 8.3.1 一级相变的普遍特征 142 8.3.2 气液相变 142 8.3.3 固液相变 144 8.3.4 实际气体的等温线 144 8.3.5 克拉珀珑方程 147 8.3.6 固气相变 三相图 148 第9章 静电场 149 9.1 电场与高斯定理 149 9.1.1 电荷的认识 149 9.1.2 电力、 库仑定律 150 9.1.3 几种典型连续电荷分布的电场强度 153 9.1.4 高斯定理及其应用 155 9.2 环路定理与电势 160 9.2.1 电场力的功 160 9.2.2 电势 160 9.2.3 电势的计算 161 9.2.4 电场强度与电势的关系 163 9.3 静电场中的导体与介质 164 9.3.1 静电场中的导体 164 9.3.2 静电场中的介质 166 9.4 电容和电场能 168 9.4.1 电容器和电容 168 9.4.2 静电场的能量 170 第10章 恒磁场 173 10.1 磁及磁感应强度 173 10.1.1 磁现象及其电本质 173 10.1.2 磁感应强度 175 10.2 磁的环量与通量 178 10.2.1 安培环路定理 179 10.2.2 磁场中的高斯定理 180 10.2.3 利用安培环路定理计算磁场强度 180 10.3 安培力与洛伦兹力 182 10.3.1 载流导线在磁场中所受安培力 182 10.3.2 磁场对载流线圈的磁力矩 184 10.3.3 磁力和磁力矩的功 185 10.3.4 磁场对运动电荷的作用 185 10.4 磁场中的介质 187 10.4.1 分子磁矩及附加磁矩 187 10.4.2 顺磁质与抗磁质 187 10.4.3 磁化强度的描述 188 10.4.4 磁介质中的高斯定理和环路定理 189 10.4.5 铁磁质 190 第11章 电磁感应 192 11.1 电磁感应定律 192 11.1.1 法拉第电磁感应定律 192 11.1.2 动生电动势和感生电动势 193 11.1.3 自感和互感 197 11.1.4 恒定磁场的能量 199 11.2 位移电流与麦克斯韦方程组 200 11.2.1 电磁场规律的普适性思考 201 11.2.2 位移电流假说 202 11.2.3 麦克斯韦方程组 204 第12章 光的干涉 206 12.1 光的相干性 206 12.1.1 光源的发光机制 206 12.1.2 相干光的获得 206 12.2 分波阵面法 207 12.2.1 杨氏双缝干涉实验 207 12.2.2 光程与光程差 208 12.2.3 用光程差讨论干涉条纹的移动 209 12.2.4 其他分波阵面干涉装置 210 12.3 分振幅法 211 12.3.1 薄膜干涉 211 12.3.2 薄膜干涉的应用 213 12.3.3 牛顿环和迈克尔逊干涉仪 215 第13章 光的衍射 218 13.1 单缝夫琅禾费衍射 219 13.1.1 惠更斯-菲涅耳原理 219 13.1.2 单缝夫琅禾费衍射 219 13.1.3 夫琅禾费圆孔衍射 222 13.1.4 光学仪器的分辨本领 223 13.2 衍射光栅 224 13.2.1 光栅结构 224 13.2.2 光栅衍射规律 224 13.2.3 光栅光谱 227 第14章 光的偏振 229 14.1 光波按偏振分类 229 14.2 起偏和检偏 马吕斯定律 231 14.2.1 偏振片的起偏和检偏 231 14.2.2 马吕斯定律 232 14.3 反射与折射时的偏振现象 233 14.4 光的本质与光速 234 第15章 狭义相对论简介 236 15.1 狭义相对论基本原理 236 15.1.1 伽利略变换 236 15.1.2 牛顿力学的困难 237 15.1.3 爱因斯坦的假设 239 15.1.4 事件间隔 239 15.1.5 洛伦兹变换 240 15.2 狭义相对论的时空观 242 15.2.1 同时的相对性 243 15.2.2 狭义相对论的速度变换公式 246 15.2.3 狭义相对论动力学初步 247 第16章 量子力学简介 251 16.1 早期量子现象 251 16.1.1 黑体辐射规律 251 16.1.2 光电效应 254 16.1.3 康普顿效应 256 16.1.4 原子的线状光谱 257 16.2 量子力学基础 259 16.2.1 实物粒子的波动性 259 16.2.2 薛定谔方程 261 16.2.3 量子力学问题 263 第17章 计算物理基础 267 17.1 常用高等数学知识 267 17.1.1 矢量基础知识 267 17.1.2 常用微积分公式 268 17.2 C++基础 269 17.3 MATLAB基础 272 17.4 常用希腊字母及其常见物理含义 275 参考文献 276