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第一篇 力学1

1运动学1

1.1质点参照系1

1.2描述质点运动状态的物理量2

1.3质点的直线运动与一维简谐振动6

1.4圆周运动与曲线运动11

1.5在相空间中对质点运动状态的描述14

1.6运动的叠加原理16

习题20

2动力学22

2.1牛顿运动定律与几种常见的力22

2.2动量与冲量、动量定理与动量守恒27

2.3质点与质点系对参考点的角动量角动量定理与角动量守恒31

2.4功动能定理35

2.5势能及势能曲线41

2.6功能原理与机械能守恒定律47

2.7三种宇宙速度51

2.8线性动力学系统——简谐振动54

2.9非线性动力学系统——摆角不是很小的单摆57

2.10力学中的哈密顿正则方程59

习题64

第二篇 电磁学66

3真空中的静电场66

3.1电荷库仑定律66

3.2电场强度67

3.3电场线（电力线）电场强度通量高斯定理74

3.4静电场的保守性电势82

3.5静电场中的导体90

3.6静电现象和应用94

3.7电容电容器99

3.8静电场的能量电荷间的相互作用能102

习题106

4稳恒磁场109

4.1稳恒电流的基本概念109

4.2载流导线激发的磁场毕奥－萨伐尔定律111

4.3磁场的高斯定理安培环路定理117

4.4运动电荷的磁场120

4.5磁场对载流导线的作用安培力121

4.6载流导线或载流线圈在磁场内改变位置时磁力或磁力矩所做的功124

4.7运动电荷在磁场中所受的力——洛仑兹力125

4.8霍耳效应127

习题128

5电磁感应130

5.1电磁感应定律130

5.2动生电动势和感生电动势134

5.3自感与互感磁场能量141

习题146

第三篇 机械波、电磁波、波动光学、波与粒子149

6机械波149

6.1机械波的基本概念149

6.2平面简谐波波动方程154

6.3波动方程的微分形式160

6.4波的能量能流密度163

6.5波的叠加原理波包167

6.6波的干涉171

6.7驻波174

6.8多普勒效应180

习题183

7电磁波185

7.1麦克斯韦电磁场的基本理论185

7.2电磁波187

7.3电磁波的能流密度与动量密度192

习题196

8波动光学197

8.1相干光的产生光程与光程差197

8.2薄膜干涉205

8.3迈克尔逊干涉仪213

8.4光的衍射215

8.5单缝和圆孔的夫琅禾费衍射218

8.6光栅衍射224

8.7X射线衍射229

8.8光的偏振232

8.9晶体的双折射现象237

习题241

9波与粒子244

9.1黑体辐射与普朗克能量子假设244

9.2光子爱因斯坦光电效应方程250

9.3康普顿效应255

9.4微观粒子的波粒二象性259

9.5不确定度关系262

9.6微观粒子运动状态在相空间中的表示265

习题267

第四篇 量子力学基础268

10波函数与薛定谔方程268

10.1波函数268

10.2薛定谔方程271

10.3一维无限深势阱278

10.4一维谐振子282

习题288

11.1量子力学中的力学量与算符290

11算符与力学量290

11.2量子力学中力学量的测得值与平均值292

11.3动量算符的本征值与本征波函数297

11.4微观粒子位置算符的本征值与本征波函数302

11.5角动量算符及其本征值与本征波函数303

11.6表象与态的叠加原理306

11.7量子力学的矩阵表述309

11.8不同力学量可以同时测量的条件不确定度关系314

习题317

附录：动量算符本征函数的连续谱与分立谱之间的关系319

12电子自旋全同粒子量子力学应用举例320

12.1电子自旋320

12.2多粒子体系全同性原理325

12.3势垒贯穿与扫描隧穿显微镜331

12.4周期势与固体能带335

12.5量子力学中氢原子解法简介342

习题345

13平衡态热力学347

13.1温度与状态方程347

第五篇 热学347

13.2准静态过程的功热力学第一定律351

13.3热力学第一定律对理想气体的应用355

13.4循环过程卡诺循环359

13.5热力学第二定律与不可逆过程362

13.6克劳修斯不等式与熵365

13.7热力学第二定律的数学表述369

习题373

14.1局域平衡假设377

14非平衡态热力学基础377

14.2非平衡态热力学中的线性关系379

14.3熵流与熵产生382

14.4唯象系数的性质与最小熵产生原理385

14.5耗散结构——现象与特征387

14.6“虫口模型”与混沌389

习题395

15近独立子系的统计理论396

15.1等几率原理与玻耳兹曼关系式396

15.2费米－狄拉克分布与玻色－爱因斯坦分布399

15.3玻色－爱因斯坦分布应用举例402

15.4费米－狄拉克分布的应用举例404

15.5麦克斯韦－玻耳兹曼分布409

15.6玻耳兹曼分布对理想气体的应用（一）——状态方程与能量均分定理413

15.7玻耳兹曼分布对理想气体的应用（二）——麦克斯韦速度分布律418

15.8玻耳兹曼分布对理想气体的应用（三）——重力场中气体密度按423

高度的分布423

15.9玻耳兹曼分布对理想气体的应用（四）——理想气体的内能与热容量的量子理论426

15.10固体热容量的理论428

习题433

第六篇 相对论435

16狭义相对论基础435

16.1力学的相对性原理与伽利略变换435

16.2狭义相对论的基本假设与洛仑兹变换437

16.3狭义相对论的时空观440

16.4狭义相对论动力学基础444

习题447

参考文献448