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第1章 质点运动学1

1.1 参考系 位置矢量1

1.1.1 参考系和坐标系1

1.1.2 位置矢量和运动方程2

1.2 位移 速度和加速度3

1.2.1 位移矢量和路程3

1.2.2 速度和速率3

1.2.3 加速度4

1.3 平面曲线运动8

1.3.1 斜抛运动8

1.3.2 圆周运动9

1.4 相对运动14

物理学与现代技术阅读材料之一 航天运载火箭15

同步练习18

第2章 牛顿运动定律20

2.1 牛顿运动定律20

2.1.1 牛顿第一定律——惯性定律20

2.1.2 牛顿第二定律——加速度定律21

2.1.3 牛顿第三定律——作用力与反作用力定律22

2.2 几种常见的力22

2.3 牛顿运动定律的应用23

物理学与现代技术阅读材料之二 北斗卫星导航系统25

同步练习30

第3章 运动的守恒定律33

3.1 质点和质点系的动量定理33

3.1.1 质点的动量定理33

3.1.2 质点系的动量定理35

3.2 动量守恒定律37

3.3 功和能38

3.3.1 功38

3.3.2 功率39

3.3.3 质点的动能定理39

3.4 保守力与非保守力 势能41

3.4.1 万有引力、重力、弹性力的功及其特点41

3.4.2 保守力和非保守力42

3.4.3 势能43

3.4.4 功能原理 机械能守恒定律43

物理学与现代技术阅读材料之三 人造卫星的轨道概述46

同步练习51

第4章 刚体的转动55

4.1 刚体的定轴转动55

4.2 力矩 转动定律 转动惯量56

4.3 刚体定轴转动的动能定理61

4.3.1 力矩做功61

4.3.2 力矩的功率62

4.3.3 刚体的转动动能62

4.4 刚体绕定轴转动的动能定理63

4.5 角动量 角动量守恒定律64

4.5.1 质点的角动量定理和角动量守恒定律64

4.5.2 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律66

物理学与现代技术阅读材料之四 神舟十号飞船69

同步练习71

第5章 气体分子动理论75

5.1 理想气体75

5.1.1 理想气体的描述75

5.1.2 平衡态和理想气体状态方程76

5.2 理想气体的压强和温度77

5.2.1 关于分子集体的统计性假设77

5.2.2 理想气体的压强公式78

5.2.3 理想气体的温度公式78

5.3 分子能量按自由度均分定理79

5.4 麦克斯韦气体分子速率分布律81

5.5 气体分子的平均自由程84

物理学与现代技术阅读材料之五 涡轮增压发动机85

同步练习91

第6章 热力学基础95

6.1 准静态过程 功95

6.1.1 准静态过程95

6.1.2 功96

6.1.3 热量97

6.2 热力学第一定律及其在等值过程中的应用97

6.2.1 热力学第一定律97

6.2.2 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用97

6.3 理想气体的绝热过程102

6.3.1 准静态绝热过程102

6.3.2 绝热自由膨胀103

6.4 循环104

6.4.1 循环过程104

6.4.2 卡诺热机循环106

6.4.3 卡诺制冷循环107

6.5 热力学第二定律109

物理学与现代技术阅读材料之六 空调器技术 空调器的结构及工作原理110

同步练习116

第7章 静电场120

7.1 电荷120

7.1.1 电荷的种类120

7.1.2 电荷的量子性120

7.1.3 电荷守恒定律121

7.2 库仑定律与叠加原理121

7.3 静电场和电场强度122

7.4 电场强度的计算123

7.4.1 点电荷的电场123

7.4.2 场强的叠加原理和点电荷系的场强124

7.4.3 电偶极子124

7.4.4 连续分布电荷的场强126

7.5 电场强度通量与高斯定理127

7.5.1 电场线127

7.5.2 电场强度通量128

7.5.3 高斯定理129

7.5.4 应用高斯定理求场强130

7.6 静电场力的功 电势133

7.6.1 静电场力做功的特点133

7.6.2 电势能134

7.6.3 电势 电势差134

7.6.4 电势的计算135

7.7 等势面 场强与电势的关系137

7.7.1 等势面137

7.7.2 场强与电势的关系138

物理学与现代技术阅读材料之七 关于人体静电139

同步练习142

第8章 静电场中的导体和电介质147

8.1 静电场中的导体147

8.1.1 静电感应 导体静电平衡条件147

8.1.2 静电平衡时导体上的电荷148

8.2 静电场中的电介质152

8.2.1 电介质的极化152

8.2.2 电介质极化后的电极化强度和电场强度153

8.3 电容和电容器155

8.3.1 孤立导体的电容155

8.3.2 真空电容器的电容155

8.4 静电场的能量157

物理学与现代技术阅读材料之八 静电复印技术158

同步练习162

第9章 恒定电流的磁场166

9.1 恒定电流166

9.1.1 电动势 电流166

9.1.2 闭合回路的欧姆定律168

9.2 磁场 磁感应强度169

9.3 电流的磁场170

9.3.1 毕奥－萨伐尔定律171

9.3.2 毕奥－萨伐尔定律应用举例171

9.4 磁通量 磁场中的高斯定理174

9.4.1 磁感应线 磁通量174

9.4.2 磁场中的高斯定理175

9.5 安培环路定理176

9.6 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力177

9.7 磁场对电流的作用178

9.7.1 磁场对载流导线的作用——安培力178

9.7.2 磁场对载流线圈的作用——磁力矩179

9.8 磁场中的磁介质180

9.8.1 顺磁质和抗磁质180

9.8.2 磁介质中的安培环路定律181

9.8.3 铁磁质的磁化181

物理学与现代技术阅读材料之九 高铁技术182

同步练习186

第10章 电磁感应191

10.1 法拉第电磁感应定律191

10.2 动生电动势193

10.3 感生电动势和感应电场194

10.4 互感196

10.5 自感197

10.6 磁场的能量198

物理学与现代技术阅读材料之十 上海磁悬浮列车199

同步练习204

第11章 机械振动209

11.1 简谐振动的微分方程和运动方程209

11.1.1 简谐振动的微分方程和运动方程的一般形式209

11.1.2 由初始条件确定振幅和初相位211

11.2 简谐振动的旋转矢量表示法214

11.2.1 简谐振动的旋转矢量214

11.2.2 振动曲线和相位差214

11.3 简谐振动的能量217

11.3.1 振动的动能和势能217

11.3.2 简谐振动中的两类问题217

11.4 简谐振动的合成219

物理学与现代技术阅读材料之十一 关于噪声污染220

同步练习225

第12章 机械波229

12.1 机械波的产生和传播229

12.1.1 机械波的产生229

12.1.2 机械波的传播229

12.2 描述波的物理量230

12.3 平面简谐波的波函数232

12.4 波的能量和能流密度238

12.4.1 行波的能量239

12.4.2 能流密度239

12.5 惠更斯原理240

12.6 波的叠加原理 波的干涉241

12.6.1 波的叠加原理与干涉现象241

12.6.2 波的干涉242

12.7 驻波243

物理学与现代技术阅读材料之十二 次声波246

同步练习251

第13章 光的干涉256

13.1 光源256

13.1.1 发光方式256

13.1.2 光的单色性和相干性257

13.2 杨氏双缝干涉260

13.2.1 杨氏双缝实验260

13.2.2 劳埃德镜261

13.3 薄膜干涉263

13.3.1 薄膜干涉263

13.3.2 减反射膜和高反射膜264

13.3.3 厚膜干涉265

13.4 劈尖干涉 牛顿环265

13.4.1 劈尖干涉265

13.4.2 牛顿环267

13.5 干涉仪 干涉现象的应用269

物理学与现代技术阅读材料之十三 激光技术简介270

同步练习275

第14章 光的衍射278

14.1 光的衍射现象 惠更斯－菲涅耳原理278

14.1.1 光的衍射现象278

14.1.2 惠更斯－菲涅耳原理278

14.1.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射279

14.2 夫琅禾费单缝衍射279

14.2.1 单缝衍射的成因279

14.2.2 菲涅耳半波带法和明暗条纹的条件280

14.2.3 单缝衍射条纹的特点281

14.3 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领283

14.3.1 圆孔衍射283

14.3.2 光学仪器的分辨本领284

14.4 光栅衍射285

14.4.1 光栅的构造285

14.4.2 光栅的衍射条纹285

14.4.3 白光照射的光栅光谱287

物理学与现代技术阅读材料之十四 激光技术应用简介288

同步练习293

第15章 光的偏振295

15.1 自然光和偏振光295

15.1.1 自然光295

15.1.2 偏振光296

15.1.3 偏振片的起偏和检偏296

15.2 马吕斯定律297

15.3 布儒斯特定律298

15.4 光的双折射现象300

15.4.1 双折射现象300

15.4.2 寻常光和非寻常光300

15.4.3 晶体光轴、主截面301

15.4.4 人为双折射现象301

物理学与现代技术阅读材料之十五 激光武器301

同步练习306

第16章 狭义相对论基础308

16.1 伽利略变换 经典力学时空观 力学相对性原理309

16.1.1 伽利略变换309

16.1.2 经典力学时空观310

16.1.3 力学相对性原理310

16.2 迈克耳孙－莫雷实验311

16.3 爱因斯坦狭义相对论基本假设 洛伦兹变换312

16.3.1 爱因斯坦狭义相对论基本假设312

16.3.2 洛伦兹变换313

16.4 三种相对论效应316

16.4.1 长度收缩效应316

16.4.2 时间膨胀（钟慢）效应317

16.4.3 同时的相对性318

16.5 相对论动力学基础320

16.5.1 质量与速度的关系320

16.5.2 相对论力学的基本方程320

16.5.3 质量与能量关系321

16.5.4 动量与能量之间的关系322

16.5.5 光子情况322

物理学与现代技术阅读材料之十六 γ射线324

同步练习330

第17章 量子物理基础332

17.1 黑体辐射 普朗克量子假说332

17.1.1 黑体 黑体辐射332

17.1.2 斯特藩－玻耳兹曼定律 维恩位移定律333

17.1.3 “紫外灾难”334

17.1.4 普朗克量子假设334

17.2 光电效应 爱因斯坦光子理论336

17.2.1 光电效应及其实验规律336

17.2.2 光电效应与经典波动理论的矛盾337

17.2.3 爱因斯坦光子理论337

17.2.4 光的波粒二象性338

17.3 康普顿效应339

17.3.1 康普顿效应的实验规律339

17.3.2 光子理论对康普顿效应的解释340

17.4 氢原子光谱的实验规律342

17.5 原子系统的玻尔理论344

17.5.1 原子结构的有核模型344

17.5.2 玻尔理论的基本假设344

17.5.3 玻尔理论对类氢原子的处理结果345

物理学与现代技术阅读材料之十七 光电效应及应用347

同步练习358

附录 一些常用物理常数361

练习题参考答案362

参考文献370