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第一篇 对称性与守恒定律2

第1章 天体运动与牛顿力学2

1.1 人类宇宙观的发展2

1.2 牛顿运动定律10

1.3 引力思想与万有引力定律18

1.4 海王星的发现和潮汐现象25

1.5 能量概念的发展与能量守恒定律28

1.6 动能守恒定律 火箭飞行原理36

1.7 角动量守恒定律 行星的运动45

问题51

2.1 对称性54

第2章 对称性原理——物质世界最高层次的规律54

2.2 物理定律的对称性63

2.3 宇称守恒与不守恒67

2.4 对称性原理的意义73

问题78

第二篇 时空观80

第3章 经典时空观80

3.1 牛顿时空观的相对性与绝对性80

3.2 运动的相对性 速度合成81

3.3 伽利略相对性原理——牛顿物理学的相对性83

问题88

第4章 狭义相对论90

4.1 相对论的两条重要思想90

4.2 同时性的相对性95

4.3 时间的相对性(时间膨胀或钟慢效应)97

4.4 长度的相对性(长度收缩)102

4.5 洛仑兹变换———狭义相对论运动学的核心106

4.6 相对论速度变换定律——光速是极限109

4.7 质量的相对性110

4.8 质能关系——新时代的标志113

4.9 相对论与牛顿世界观117

问题118

第5章 广义相对论——爱因斯坦的引力理论121

5.1 广义相对论的两条基本原理121

5.2 引力场的时空弯曲127

5.3 宇宙的形状和命运133

5.4 宇宙的起源——大爆炸与宇宙膨胀135

5.5 引力坍缩——星系的诞生与演化142

5.6 恒星的末日 黑洞145

5.7 广义相对论的可观测效应150

问题156

第三篇 物质与波158

第6章 振动和波158

6.1 机械振动与机械波159

6.2 电磁场177

6.3 电磁波182

6.4 光是电磁波187

6.5 无线电波194

问题202

第7章 量子理论203

7.1 物质世界的量子化204

7.2 波粒二象性211

7.3 概率波215

7.4 不确定关系220

7.5 描述微观粒子状态的基本方程——薛定谔方程223

问题227

第四篇 物质与相互作用230

第8章 原子结构与核辐射230

8.1 原子结构的各种模型231

8.2 核结构和核力240

8.3 原子核的放射性245

8.4 放射性的衰变规律251

8.5 探索微观世界的近代技术255

8.6 同步辐射的发现和特性262

问题265

第9章 固体物理与新材料267

9.1 晶体的基本结构268

9.2 半导体材料272

9.3 超导材料284

9.4 C6o、纳米材料及其应用292

9.5 扫描隧道显微镜(STM)298

9.6 液晶301

问题306

10.1 量子场理论307

第10章 量子场理论与物质相互作用307

10.2 基本相互作用311

10.3 弱电统一理论 大统一理论和超大统一理论318

问题323

第五篇 物理学与技术科学326

第1l章 物理学与能源科学326

11.1 能源——一种基本资源326

11.2 热能的利用——热机330

11.3 熵335

11.4 化学能 太阳能341

11.5 裂变与聚变——原子能及其和平利用346

11.6 人类利用能源的历史、现状和未来355

11.7 人类使用能源的观点 再生和保存358

问题364

第12章 物理学与环境科学365

12.1 人类的环境问题365

12.2 地球臭氧层及臭氧洞379

12.3 温室效应385

12.4 电离辐射391

12.5 自然、生态环境保护和相应政策394

问题399

附录1 诺贝尔评奖与颁奖机构诺贝尔基金会400

附录2 诺贝尔自然科学奖历届获奖者名录 物理学奖(1901～2000)403

附录3 诺贝尔物理学奖获奖工作性质分类、国别及获奖者年龄分布409

附录4 诺贝尔自然科学奖(物理学奖、化学奖、生理或医学奖)获奖工作性质分类、国别及获奖机构分布412

参考资料416