前言
力學(xué)
第1章質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)2
1.1質(zhì)點(diǎn)參考系坐標(biāo)系2
1.1.1質(zhì)點(diǎn)2
1.1.2參考系3
1.1.3坐標(biāo)系4
1.2描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量5
1.2.1時(shí)間與時(shí)刻5
1.2.2位置矢量5
1.2.3位移和路程6
1.2.4速度和速率7
1.2.5加速度8
1.3直線運(yùn)動(dòng)11
1.3.1勻速直線運(yùn)動(dòng)11
1.3.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)11
1.4斜拋運(yùn)動(dòng)12
1.4.1運(yùn)動(dòng)的疊加性12
1.4.2斜拋運(yùn)動(dòng)的定義13
1.5圓周運(yùn)動(dòng)15
1.5.1圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和角加速度15
1.5.2圓周運(yùn)動(dòng)的速度15
1.5.3勻速圓周運(yùn)動(dòng)15
1.5.4變速圓周運(yùn)動(dòng)16
本章小結(jié)17
習(xí)題18
習(xí)題參考答案21
第2章牛頓運(yùn)動(dòng)定律23
2.1牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律24
2.1.1牛頓第一定律（慣性定律）24
2.1.2牛頓第二定律25
2.1.3牛頓第三定律26
2.2力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力27
2.2.1萬(wàn)有引力27
2.2.2彈力28
2.2.3摩擦力28
2.3牛頓定律的應(yīng)用30
2.4*力學(xué)相對(duì)性原理非慣性系和
慣性力32
2.4.1慣性參考系32
2.4.2力學(xué)相對(duì)性原理32
2.4.3伽利略變換32
2.4.4非慣性系和慣性力33
本章小結(jié)35
習(xí)題36
習(xí)題參考答案39
第3章功和能41
3.1功和功率41
3.1.1功41
3.1.2功率42
3.2動(dòng)能和動(dòng)能定理44
3.2.1動(dòng)能44
3.2.2動(dòng)能定理44
3.3勢(shì)能46
3.3.1引力勢(shì)能46
3.3.2重力勢(shì)能47
3.3.3彈性勢(shì)能47
3.3.4保守力48
3.4機(jī)械能守恒定律能量守恒定律49
3.4.1質(zhì)點(diǎn)系的功能原理49
3.4.2機(jī)械能守恒定律50
3.4.3能量守恒定律51
本章小結(jié)53
習(xí)題54
習(xí)題參考答案58
第4章動(dòng)量動(dòng)量定理60
4.1沖量動(dòng)量和動(dòng)量定理60
4.1.1沖量60
4.1.2動(dòng)量和動(dòng)量定理60
4.2質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律63
4.2.1質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理63
4.2.2動(dòng)量守恒定律64
4.3碰撞66
4.3.1碰撞現(xiàn)象66
4.3.2對(duì)心碰撞67
4.3.3完全彈性碰撞67
4.3.4完全非彈性碰撞68
4.3.5非彈性碰撞68
本章小結(jié)70
習(xí)題71
習(xí)題參考答案74
第5章剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)75
5.1剛體運(yùn)動(dòng)的描述75
5.1.1剛體的平動(dòng)76
5.1.2剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)及其特征量76
5.2力矩79
5.2.1力矩的概念79
5.2.2力矩做的功80
5.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和
動(dòng)能定理81
5.3.1剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能81
5.3.2剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量81
5.3.3剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理84
5.3.4轉(zhuǎn)動(dòng)定律85
5.4定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量守恒定律86
5.4.1角動(dòng)量L86
5.4.2剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量86
5.4.3剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量定理87
5.4.4剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量守恒定律87
本章小結(jié)89
習(xí)題90
習(xí)題參考答案92熱學(xué)
第6章熱學(xué)的幾個(gè)基本概念94
6.1宏觀描述方法與微觀描述方法94
6.1.1熱學(xué)的研究對(duì)象及其特點(diǎn)94
6.1.2宏觀描述方法與微觀描述方法的
概念94
6.2熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)95
6.2.1熱力學(xué)系統(tǒng)95
6.2.2熱力學(xué)平衡96
6.3狀態(tài)參量與物態(tài)方程96
6.3.1熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)參量96
6.3.2物態(tài)方程96
本章小結(jié)97
第7章氣體分子動(dòng)理論98
7.1概率論基礎(chǔ)98
7.1.1概率的表達(dá)式98
7.1.2等概率性99
7.1.3概率事件的運(yùn)算法則99
7.1.4平均值及其運(yùn)算法則99
7.1.5均方偏差100
7.2速度空間和麥克斯韋速度分布100
7.2.1速度空間100
7.2.2麥克斯韋速度分布101
7.3麥克斯韋速率分布101
7.3.1從麥克斯韋速度分布導(dǎo)出速率
分布101
7.3.2理想氣體分子的平均速率
方均根速率最概然速率102
7.4自由度能量均分定理103
7.4.1自由度與自由度數(shù)103
7.4.2能量均分定理104
7.5氣體分子的平均碰撞頻率和平均
自由程104
7.5.1氣體分子間的平均碰撞頻率104
7.5.2氣體分子的平均自由程105
7.6氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象106
7.6.1黏性現(xiàn)象的基本規(guī)律106
7.6.2擴(kuò)散現(xiàn)象的基本規(guī)律107
7.6.3熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的基本規(guī)律108
本章小結(jié)109
習(xí)題109
習(xí)題參考答案111
第8章熱力學(xué)基本定律與熵113
8.1熱力學(xué)第一定律113
8.1.1準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程113
8.1.2功熱量?jī)?nèi)能114
8.1.3熱力學(xué)第一定律的內(nèi)涵115
8.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用117
8.2.1熱容與焓117
8.2.2熱力學(xué)第一定律的具體應(yīng)用118
8.3卡諾循環(huán)121
8.3.1可逆與不可逆過(guò)程121
8.3.2熱機(jī)和制冷機(jī)122
8.3.3卡諾循環(huán)123
8.4熱力學(xué)第二定律123
8.4.1熱力學(xué)第二定律的兩種表述123
8.4.2兩種表述的等效性124
8.5卡諾定理125
8.6熵與熵增加原理125
8.6.1克勞修斯等式125
8.6.2熵和熵的計(jì)算126
8.6.3熵增加原理128
本章小結(jié)128
習(xí)題129
習(xí)題參考答案132電磁學(xué)
第9章靜電場(chǎng)136
9.1庫(kù)侖定律136
9.1.1電荷136
9.1.2電荷的量子性137
9.1.3電荷守恒定律137
9.1.4庫(kù)侖定律的內(nèi)涵137
9.2電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度139
9.2.1電場(chǎng)強(qiáng)度139
9.2.2電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算139
9.2.3電場(chǎng)線141
9.3電勢(shì)142
9.3.1電場(chǎng)力做功142
9.3.2靜電場(chǎng)的環(huán)路定理143
9.3.3電勢(shì)能電勢(shì)和電勢(shì)差143
9.3.4電勢(shì)的計(jì)算144
9.3.5等勢(shì)面146
9.4高斯定理147
9.4.1電場(chǎng)強(qiáng)度通量147
9.4.2高斯定理的內(nèi)容148
9.4.3高斯定理的應(yīng)用149
9.5靜電場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體150
9.5.1金屬導(dǎo)體的靜電平衡150
9.5.2導(dǎo)體殼和靜電屏蔽151
9.6靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)151
9.6.1電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響151
9.6.2電介質(zhì)的極化152
9.6.3極化強(qiáng)度矢量153
9.6.4電位移矢量有電介質(zhì)時(shí)的高斯
定理153
9.7電容器154
9.7.1電容器電容的計(jì)算155
9.7.2電容器的串聯(lián)和并聯(lián)156
9.7.3電容器的儲(chǔ)能156
本章小結(jié)157
習(xí)題158
習(xí)題參考答案162
第10章恒定電路164
10.1電流電流密度164
10.1.1電流164
10.1.2電流密度165
10.1.3電流的連續(xù)性方程165
10.2電源電動(dòng)勢(shì)166
10.2.1電源166
10.2.2電動(dòng)勢(shì)166
10.3恒定電路的計(jì)算167
10.3.1電阻的串聯(lián)和并聯(lián)167
10.3.2閉合電路的歐姆定律167
10.3.3一段含源電路的歐姆定律168
10.3.4平衡電橋169
10.4基爾霍夫定律169
10.4.1基爾霍夫第一定律170
10.4.2基爾霍夫第二定律170
本章小結(jié)171
習(xí)題172
習(xí)題參考答案174
第11章穩(wěn)恒磁場(chǎng)175
11.1磁場(chǎng)175
11.1.1磁場(chǎng)的概念175
11.1.2磁感應(yīng)強(qiáng)度176
11.1.3畢奧�菜_伐爾定律176
11.2磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用178
11.2.1安培定律178
11.2.2磁場(chǎng)對(duì)平面載流線圈的作用178
11.3磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用179
11.3.1洛倫茲力179
11.3.2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的
運(yùn)動(dòng)180
11.3.3霍爾效應(yīng)181
11.4磁場(chǎng)的高斯定理安培環(huán)路定理181
11.4.1磁場(chǎng)的高斯定理181
11.4.2安培環(huán)路定理182
11.5磁介質(zhì)184
11.5.1磁介質(zhì)的磁化184
11.5.2磁化強(qiáng)度185
11.5.3有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理186
本章小結(jié)187
習(xí)題188
習(xí)題參考答案190光學(xué)
第12章幾何光學(xué)和光學(xué)儀器194
12.1幾何光學(xué)的基本定律費(fèi)馬原理194
12.1.1幾何光學(xué)的基本定律194
12.1.2費(fèi)馬原理195
12.2光在平面上的反射和折射196
12.2.1單心光束實(shí)像和虛像196
12.2.2光在平面上的反射和折射197
12.3光在球面上的反射和折射200
12.3.1光在球面上的反射200
12.3.2光在球面上的折射202
12.4透鏡205
12.4.1光在連續(xù)幾個(gè)球面上的折射205
12.4.2透鏡的原理205
12.5顯微鏡望遠(yuǎn)鏡208
12.5.1光學(xué)儀器的放大本領(lǐng)208
12.5.2顯微鏡的放大本領(lǐng)208
12.5.3望遠(yuǎn)鏡的放大本領(lǐng)209
本章小結(jié)210
習(xí)題211
習(xí)題參考答案214
第13章光的干涉和衍射217
13.1光源光的相干性217
13.1.1光的電磁理論217
13.1.2光的獨(dú)立性疊加性和
相干性218
13.2光程光程差220
13.3分波面干涉221
13.3.1楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)221
13.3.2菲涅耳雙面鏡實(shí)驗(yàn)222
13.3.3勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)和半波損失223
13.4光的衍射現(xiàn)象惠更斯�卜颇�耳
原理223
13.4.1光的衍射223
13.4.2惠更斯�卜颇�耳原理224
13.5夫瑯禾費(fèi)單縫和圓孔衍射224
13.5.1夫瑯禾費(fèi)單縫衍射224
13.5.2夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射226
13.6平面衍射光柵227
13.7光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)229
本章小結(jié)230
習(xí)題231
習(xí)題參考答案234天體物理與宇宙學(xué)簡(jiǎn)介
第14章天體的層次和天文觀測(cè)
工具238
14.1宇宙中天體的層次239
14.1.1天體和天體的層次239
14.1.2太陽(yáng)和太陽(yáng)系239
14.1.3恒星世界240
14.1.4銀河系240
14.1.5河外星系241
14.1.6星系群星系團(tuán)超星系團(tuán)241
14.2天文觀測(cè)工具242
14.2.1人類(lèi)獲得天體信息的主要
渠道242
14.2.2天文望遠(yuǎn)鏡243
本章小結(jié)248
習(xí)題248
習(xí)題參考答案249
第15章太陽(yáng)與太陽(yáng)系251
15.1太陽(yáng)251
15.1.1太陽(yáng)的基本特征251
15.1.2太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)252
15.2太陽(yáng)系254
15.2.1水星254
15.2.2金星254
15.2.3地球255
15.2.4火星257
15.2.5木星258
15.2.6土星259
15.2.7天王星259
15.2.8海王星259
本章小結(jié)260
習(xí)題261
習(xí)題參考答案262
第16章恒星及其演化263
16.1恒星基本物理量的測(cè)量263
16.1.1恒星的距離263
16.1.2恒星的光度和星等264
16.1.3恒星的光譜266
16.1.4恒星的大小267
16.1.5恒星的質(zhì)量267
16.2恒星的形成和演化268
16.2.1恒星的形成269
16.2.2恒星主序后的演化270
16.3致密天體271
16.3.1白矮星272
16.3.2中子星273
16.3.3黑洞274
本章小結(jié)276
習(xí)題276
習(xí)題參考答案278
第17章宇宙學(xué)簡(jiǎn)介279
17.1人類(lèi)對(duì)宇宙的探索歷程279
17.2現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)大爆炸宇宙學(xué)280
17.3大爆炸宇宙學(xué)的觀測(cè)證據(jù)282
17.4暗物質(zhì)和暗能量283
本章小結(jié)285
習(xí)題285
習(xí)題參考答案286
參考文獻(xiàn)287