大学物理简明教程

《大学物理简明教程(第三版)》

第一篇 力学

第一章 运动学

§1.1参照系和坐标系

§1.2质点和刚体

§1.3位矢、速度和加速度

1.3.1位置、位矢和位移

1.3.2速度和加速度

1.3.3速度、加速度的直角坐标分量表示式

1.3.4质心

§1.4曲线运动、切向加速度和法向加速度

1.4.1曲线运动、已知加速度求速度和位矢

1.4.2切向加速度和法向加速度

1.4.3圆周运动、角位移、角速度和角加速度

1.4.4角量和线量的关系

1.4.5刚体绕固定轴的转动

§1.5相对运动

§1.6力学单位制、量纲

1.6.1力学单位制

1.6.2量纲

.附录1.1微积分简介

1.1.1导数

1.1.2导数的运算

1.1.3单变量函数的微分

1.1.4积分

附录1.2矢量

阅读材料 科学家介绍——伽利略

思考题与习题

第二章 动力学

§2.1牛顿三定律

2.1.1牛顿三定律

2.1.24种基本相互作用

2.1.3接触力

2.1.4牛顿三定律的应用

2.1.5伽利略相对性原理

2.1.6非惯性系中的惯性力

§2.2动量和动量守恒定律

2.2.1动量、冲量和动量定理

2.2.2动量守恒定律

2.2.3质心运动定理

2.2.4变质量体系的运动方程、火箭

§2.3角动量和角动量守恒定律

2.3.1质点的角动量和刚体定轴转动的角动量

2.3.2平行轴定理

2.3.3力矩

2.3.4质点和定轴转动刚体的角动量定理、转动定律

2.3.5角动量守恒定律

阅读材料 2.1科学家介绍——牛顿

阅读材料 2.2引力波

阅读材料 2.3关于惯性力——从月亮绕地球转还是地球绕月亮转说起

思考题与习题

第三章 功与能、机械能守恒定律

§3.1功和功率

3.1.1力的功和功率

3.1.2力矩的功和功率

§3.2几种力的功、势能

3.2.1保守力的功

3.2.2摩擦力的功

3.2.3功和参照系的关系

3.2.4势能

§3.3动能定理

3.3.1质点的动能和动能定理

3.3.2刚体定轴转动的动能定理

§3.4机械能守恒定律

3.4.1功能原理

3.4.2机械能守恒定律

3.4.3功和能的定理与参照系的关系

3.4.4刚体的平面运动

§3.5碰撞

3.5.1碰撞与守恒定律

3.5.2弹性碰撞和完全非弹性碰撞

场3.6进动

阅读材料 人为何能前行

思考题与习题

第四章 狭义相对论基础

§4.1狭义相对论的基本假设

4.1.1爱因斯坦的基本假设

4.1.2洛伦兹变换

4.1.3狭义相对论的时空性质

§4.2相对论速度变换

§4.3相对论质量、动量和能量

4.3.1相对论质量和动量

4.3.2相对论能量

阅读材料 4.1科学家介绍——爱因斯坦

阅读材料 4.2宇宙大爆炸理论和实验证据

阅读材料 4.3正、负电子对撞机

思考题与习题

第五章 流体力学

§5.1流体运动的描述

5.1.1流场、流线和流管

5.1.2定常流动和不定常流动

§5.2定常流动的连续性方程

§5.3伯努利方程

5.3.1理想流体

5.3.2伯努利方程

5.3.3伯努利方程的应用举例

§5.4实际流体的运动规律

5.4.1粘滞流体的能量方程

5.4.2湍流和雷诺数

5.4.3泊肃叶定律

阅读材料 血液的流动和血压

思考题与习题

第二篇 热学

第六章 气体分子运动论

§6.1理想气体状态方程

6.1.1状态参量

6.1.2理想气体状态方程

§6.2理想气体的压强公式

6.2.1理想气体的微观模型和等概率假说

6.2.2理想气体的压强公式

6.2.3温度的统计意义

§6.3麦克斯韦速率分布律

6.3.1统计规律性与分布函数

6.3.2麦克斯韦速率分布律

6.3.3最概然速率、平均速率和方均根速率

6.3.4验证麦克斯韦速率分布律的实验

§6.4玻耳兹曼分布律

6.4.1重力场中大气密度和压强随高度的分布

6.4.2麦克斯韦玻耳兹曼分布律

§6.5能量按自由度均分定理

6.5.1自由度

6.5.2能量按自由度均分定理

6.5.3理想气体的内能及热容量

场6.6气体的输运过程

6.6.1气体分子碰撞频率和平均自由程

6.6.2气体的输运过程

场6.7物质透过生物膜的输运

6.7.1物质透过生物膜的输运

6.7.2膜电位

阅读材料 血液透析

思考题与习题

第七章 热力学

§7.1热力学第一定律

7.1.1热力学过程

7.1.2功和热量

7.1.3热力学第一定律

§7.2热力学第一定律的应用

7.2.1理想气体的等容过程

7.2.2理想气体的等压过程

7.2.3理想气体的等温过程

7.2.4理想气体的绝热过程

7.2.5人体的新陈代谢

§7.3循环过程、卡诺循环

7.3.1循环过程和热机的效率

7.3.2卡诺循环

§7.4热力学第二定律

7.4.1自然现象的不可逆性

7.4.2热力学第二定律

7.4.3卡诺定理

7.4.4熵和熵增加原理

7.4.5热力学第二定律的统计意义

思考题与习题

第三篇 电磁学

第八章 静电场

§8.1库仑定律

§8.2电场强度

8.2.1电场和电场强度

8.2.2场强叠加原理

§8.3高斯定理

8.3.1电场线

8.3.2电通量

8.3.3高斯定理及其应用

§8.4静电场的环路定理、电势

8.4.1静电场的环路定理

8.4.2电势差和电势

8.4.3场强与电势的关系

8.4.4关于电势零点的讨论

§8.5导体的静电平衡、电容器

8.5.1导体的静电平衡条件

8.5.2导体表面的电荷分布和电场强度

8.5.3尖端效应和静电屏蔽

8.5.4电容、电容器

§8.6稳恒电流、基尔霍夫定律

8.6.1电流的连续性方程、稳恒电流

8.6.2欧姆定律、电动势

8.6.3基尔霍夫定律

阅读材料 8.1电泳与太空制药

阅读材料 8.2导电高聚物

阅读材料 8.3闪电的物理学

思考题与习题

第九章 磁场

§9.1磁场的高斯定理

9.1.1电流的磁效应

9.1.2磁场、磁感应强度和磁感应线

9.1.3磁感通量和磁场的高斯定理

§9.2磁场对电流的作用、磁矩

9.2.1安培公式

9.2.2磁场对平面载流线圈的作用、磁矩

§9.3毕奥萨伐尔定律

9.3.1毕奥萨伐尔定律

9.3.2毕奥萨伐尔定律的应用

§9.4安培环路定理

9.4.1安培环路定理

9.4.2安培环路定理的应用

§9.5带电粒子在电场和磁场中的运动

9.5.1洛伦兹力

9.5.2带电粒子在磁场中的运动

9.5.3回旋加速器

9.5.4质谱仪

9.5.5霍耳效应

阅读材料　9.1磁流体发电

阅读材料　9.2相对论效应不必在高速时显现——浅谈电与磁的相对性

思考题与习题

第十章 电磁感应

§10.1电磁感应定律

10.1.1电磁感应现象

10.1.2楞次定律

10.1.3法拉第电磁感应定律

§10.2动生电动势和感生电动势

10.2.1动生电动势

10.2.2感生电动势和感生电场

§10.3自感与互感

10.3.1自感应

10.3.2互感应

§10.4自感磁能和互感磁能

10.4.1自感磁能

10.4.2互感磁能

阅读材料 10.1动物的磁感觉

阅读材料 10.2大肠杆菌的物理学

阅读材料 10.3核磁共振

思考题与习题

第十一章 物质中的电场和磁场

§11.1电介质、介质中的高斯定理

11.1.1电介质的极化

11.1.2极化强度和极化电荷密度

11.1.3电位移，电介质中的高斯定理

§11.2磁介质、介质中的安培环路定理

11.2.1磁介质和磁化强度矢量

11.2.2磁化电流

11.2.3磁介质中的安培环路定理

11.2.4铁磁质

§11.3静电场和静磁场的能量

11.3.1静电场的能量

11.3.2静磁场的能量

阅读材料 11.1超导体

阅读材料 11.2科学家介绍——巴丁和库珀轶事

思考题与习题

第十二章 电磁场和电磁波

§12.1麦克斯韦方程组

12.1.1位移电流与感生磁场

12.1.2麦克斯韦方程组

§12.2电磁波的产生和传播

§12.3电磁波的能量和动量

12.3.1电磁场的能量密度和能流密度

12.3.2电磁波的动量

§12.4电磁波的辐射

12.4.1辐射电磁波的条件

12.4.2电偶极辐射和磁偶极辐射

12.4.3轫致辐射

12.4.4同步辐射

§12.5电磁波谱

阅读材料 生命系统的超微弱光子辐射

思考题与习题

第四篇 光学

第十三章 振动与波

§13.1一维简谐振动

场13.2阻尼振动、受迫振动与共振

§13.3简谐振动的合成

13.3.1同方向、同频率简谐振动的合成

13.3.2同方向、频率相近的简谐振动的合成

13.3.3振动的谐波分析

13.3.4同频率、振动方向垂直的两个简谐振动的合成

§13.4机械波的产生和传播

§13.5波的干涉、驻波

13.5.1波的干涉

13.5.2驻波

场13.6多普勒效应

阅读材料 13.1超声波在医学上的应用

阅读材料 13.2声音在哪里——人耳如何对声源定位

思考题与习题

第十四章 光的衍射与干涉

场14.1惠更斯菲涅耳原理

§14.2单缝夫琅和费衍射

场14.3圆孔夫琅和费衍射与光学仪器的分辨本领

§14.4光栅衍射

14.4.1主极大的位置与光强

14.4.2缺级

14.4.3光栅的色散

场14.5ｘ光衍射

§14.6薄膜干涉

14.6.1等厚与等倾薄膜干涉

14.6.2劈尖干涉

14.6.3牛顿环

14.6.4迈克尔逊干涉仪

14.6.5增透膜

场14.7全息照相

阅读材料 物种在分子水平上发生变异

思考题与习题

第十五章 光的偏振

§15.1自然光与偏振光

§15.2反射光的偏振、布儒斯特角

§15.3晶体的双折射

15.3.1光轴在入射面内与晶体表面成一夹角，斜入射

15.3.2光轴平行于晶体表面，正入射

15.3.3光轴垂直于晶体表面，正入射

§15.4椭圆偏振光

§15.5偏振光的干涉

§15.6旋光性

阅读材料 光学显微镜的进展

思考题与习题

第五篇 近代物理

第十六章 量子物理基础

§16.1黑体辐射与普朗克的量子假说

§16.2德布罗意波

§16.3薛定谔方程

阅读材料　16.1单光子

阅读材料　16.2抓住原子的“机械手”——扫描隧穿显微镜

阅读材料　16.3微型机器向我们走来

阅读材料　16.4对单个生物分子的机械操控

思考题与习题

第十七章 原子与分子

§17.1氢原子

§17.2多电子原子

§17.3分子结构和分子光谱

阅读材料　17.1科学家介绍——居里夫人鲜为人知的另一面

阅读材料　17.2电子的质量是如何确定的

阅读材料　17.3施特恩与盖拉赫实验和电子自旋

思考题与习题

第十八章 激光

§18.1激光的产生

§18.2激光的应用

阅读材料 18.1激光冷却、原子捕陷与玻色爱因斯坦凝聚

阅读材料 18.2天文望远镜的进展——激光灯标天文望远镜及哈勃天文望远镜

阅读材料 18.3适应光学用于眼科

阅读材料 18.4光速的测定及长度单位——米的新定义

阅读材料 18.5铯原子钟

阅读材料 18.6激光唱片放音机中的光学系统及光学存储器

阅读材料 18.7液面反射望远镜

第十九章 凝聚态

§19.1晶体的结构与能带

§19.2固体的电导

§19.3准晶体

§19.4介观体系

阅读材料　19.1负折射和光子晶体

阅读材料　19.2碳纳米管和石墨烯

附表

附表1基本物理常量1986年的推荐值

附表2保留单位和标准值

习题答案

主要参考书目