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第1章 质点运动学1

1.1参考系和坐标系 质点1

1.1.1参考系和坐标系1

1.1.2时间标准和长度标准2

1.1.3质点3

1.2质点运动的描述4

1.2.1位置矢量 运动方程4

1.2.2位移 路程5

1.2.3速度 速率6

1.2.4加速度7

1.2.5运动学的两类问题8

1.2.6平面曲线运动的自然坐标描述12

1.2.7圆周运动的角量描述15

1.3相对运动17

习题19

第2章质点动力学基本定律21

2.1牛顿运动定律21

2.1.1牛顿运动定律21

2.1.2力学中常见的几种力23

2.1.3牛顿运动定律的应用25

2.1.4非惯性系 惯性力28

2.2动量定理和动量守恒定律30

2.2.1动量定理30

2.2.2动量守恒定律35

2.2.3质心和质心运动定律37

2.3角动量定理和角动量守恒定律39

2.3.1角动量定理39

2.3.2角动量守恒定律41

2.4功和能43

2.4.1动能定理43

2.4.2保守力和势能47

2.4.3机械能守恒定律50

习题54

第3章刚体的定轴转动57

3.1刚体定轴转动的描述57

3.1.1刚体的运动57

3.1.2定轴转动刚体的角量描述58

3.2刚体定轴转动定律58

3.2.1刚体定轴转动定律58

3.2.2刚体转动惯量60

3.2.3刚体定轴转动定律的应用63

3.3定轴转动刚体的功和能65

3.4定轴转动刚体的角动量守恒定律66

3.4.1定轴转动刚体的角动量定理66

3.4.2定轴转动刚体的角动量守恒定律67

习题69

第4章狭义相对论基础73

4.1经典力学时空观73

4.1.1经典力学时空观73

4.1.2伽利略变换74

4.2狭义相对论的基本原理75

4.2.1迈克耳孙-莫雷实验75

4.2.2狭义相对论的基本原理77

4.3狭义相对论时空观77

4.3.1同时的相对性77

4.3.2时间膨胀78

4.3.3长度收缩81

4.4洛伦兹变换83

4.4.1洛伦兹坐标变换83

4.4.2洛伦兹速度变换86

4.5狭义相对论动力学基础88

4.5.1相对论质量和动量89

4.5.2相对论动力学的基本方程89

4.5.3相对论能量90

4.5.4相对论能量和动量的关系92

专题A广义相对论和现代宇宙学简介93

习题100

第5章振动和波动103

5.1简谐振动103

5.1.1简谐振动的描述103

5.1.2简谐振动的旋转矢量表示法109

5.1.3简谐振动的能量111

5.2振动的合成113

5.2.1同方向的简谐振动的合成113

5.2.2互相垂直的简谐振动的合成117

5.3阻尼振动 受迫振动 共振120

5.3.1阻尼振动120

5.3.2受迫振动 共振121

5.4平面简谐波123

5.4.1机械波的产生与描述123

5.4.2平面简谐波的波函数127

5.4.3波的能量130

5.5声波 超声波 次声波133

5.5.1声波133

5.5.2超声波和次声波135

5.6波的叠加136

5.6.1波的叠加原理136

5.6.2惠更斯原理137

5.6.3波的干涉138

5.6.4驻波141

5.7多普勒效应143

习题145

第6章几何光学151

6.1几何光学基本规律151

6.1.1光的直线传播151

6.1.2反射定律和折射定律151

6.1.3全反射152

6.2光在平面上的反射和折射153

6.2.1平面反射成像153

6.2.2平面折射成像153

6.3光在球面上的反射和折射155

6.3.1一些概念和符号法则155

6.3.2球面反射成像公式155

6.3.3球面反射成像作图法156

6.3.4球面折射成像公式156

6.4薄透镜成像158

6.4.1薄透镜成像公式158

6.4.2薄透镜成像作图法159

6.5光学仪器160

6.5.1眼睛160

6.5.2放大镜161

6.5.3显微镜162

6.5.4望远镜163

6.5.5照相机164

习题165

第7章 波动光学167

7.1光的干涉167

7.1.1相干光的获得167

7.1.2杨氏双缝干涉170

7.1.3光程 光程差175

7.1.4薄膜干涉178

7.2光的衍射185

7.2.1惠更斯-菲涅耳原理185

7.2.2夫琅禾费单缝衍射186

7.2.3圆孔衍射和光学仪器的分辨率190

7.2.4光栅衍射191

7.3 X射线衍射196

7.4光的偏振198

7.4.1自然光与偏振光198

7.4.2起偏 检偏 马吕斯定律199

7.4.3反射和折射时的偏振201

7.4.4光的双折射203

7.4.5偏振光干涉 旋光现象207

专题B非线性光学简介209

习题212