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第1篇 力学3

第1章 刚体力学3

1.1 刚体的基本运动3

1.1.1 平动3

1.1.2 定轴转动 角速度和角加速度4

1.2 转动定律5

1.2.1 力矩5

1.2.2 转动定律6

1.3 刚体的转动惯量7

1.3.1 转动惯量7

1.3.2 平行轴定理9

1.3.3 垂直轴定理10

1.4 刚体绕定轴转动的动能定理14

1.4.1 力矩的功14

1.4.2 刚体绕定轴转动的转动动能 动能定理15

1.4.3 刚体的重力势能15

1.5 角动量和角动量守恒定律18

1.5.1 角动量和角动量定理18

1.5.2 角动量守恒定律19

习题22

第2章 固体的弹性24

2.1 弹性体的拉伸与压缩24

2.1.1 直杆内的正应力24

2.1.2 直杆的线应变25

2.1.3 胡克定律26

2.1.4 拉伸和压缩的形变势能26

2.2 弹性体的剪切形变28

2.2.1 剪切应力与应变28

2.2.2 胡克定律29

2.2.3 剪切形变的弹性势能29

2.3 梁的弯曲30

2.3.1 梁的纯弯曲30

2.3.2 应变 应力分布30

2.4 杆的扭转31

2.4.1 切应变和切应力的分布31

2.4.2 扭转角与力偶矩的关系32

习题33

第3章 流体力学35

3.1 理想流体35

3.2 静止流体内的压强36

3.2.1 静止流体内一点的压强36

3.2.2 静止流体内两点的压强差38

3.3 帕斯卡原理和阿基米德原理39

3.3.1 帕斯卡原理39

3.3.2 阿基米德原理40

3.4 流体运动学的基本概念41

3.4.1 流迹 流线 流管41

3.4.2 定常流动42

3.4.3 不可压缩流体的连续性方程43

3.5 伯努利方程及其应用43

习题47

第2篇 热学51

第4章 热力学基础51

4.1 热力学第一定律51

4.1.1 热力学的基本概念51

4.1.2 热力学第一定律54

4.1.3 热力学第一定律的应用56

4.2 循环过程 卡诺循环66

4.2.1 循环过程及其效率66

4.2.2 卡 诺循环及其效率68

4.3 热力学第二定律73

4.3.1 热力学第二定律的两种表述73

4.3.2 可逆过程与不可逆过程75

4.3.3 卡诺定理76

4.4 熵 熵增加原理78

4.4.1 熵78

4.4.2 熵变的计算80

4.4.3 熵增加原理82

习题82

第5章 固体和液体85

5.1 晶体的宏观特性和微观结构85

5.1.1 晶体的宏观特性85

5.1.2 晶体的微观结构87

5.2 晶体中粒子的结合力和结合能90

5.2.1 晶体的结合力90

5.2.2 晶体的结合能93

5.3 晶体中粒子的热运动93

5.4 液体的微观结构95

5.4.1 液体的短程有序结构95

5.4.2 液体分子的热运动95

5.5 液体的表面性质96

5.5.1 表面张力96

5.5.2 球形液面内外的压强差99

5.6 液体与固体接触处的表面现象101

习题103

第6章 相变105

6.1 单元系一级相变的普遍特征105

6.1.1 相变时体积变化105

6.1.2 相变潜热105

6.2 气液相变107

6.2.1 蒸发与凝结 饱和蒸气压107

6.2.2 沸腾109

6.2.3 等温相变112

6.2.4 气液二相图113

6.3 克拉伯龙方程114

6.3.1 克拉伯龙方程的推导114

6.3.2 沸点与压强的关系116

6.3.3 熔点与压强的关系116

6.4 固液相变117

6.4.1 熔解117

6.4.2 结晶118

6.5 固气相变 三相图119

6.5.1 固气相变119

6.5.2 三相图120

习题121

第3篇 电磁学125

第7章 导体和静电场125

7.1 静电场中的导体125

7.1.1 导体的静电平衡条件125

7.1.2 静电平衡时的导体126

7.1.3 空腔导体128

7.2 静电的应用130

7.2.1 静电屏蔽131

7.2.2 范德格拉夫静电起电机132

7.2.3 静电复印132

7.3 静电场中的电介质133

7.3.1 电介质的极化133

7.3.2 电位移 有电介质时的高斯定理135

7.4 电容 电容器138

7.4.1 孤立导体的电容138

7.4.2 电容器139

7.4.3 电容的计算139

7.4.4 电容器的并联和串联142

7.4.5 常用的电容器144

7.5 静电场能量147

7.5.1 电容器的储能公式147

7.5.2 静电场的能量148

7.6 常用的电子元器件150

7.6.1 电阻151

7.6.2 电感153

7.6.3 二极管153

习题155

第8章 磁介质中的磁场159

8.1 磁介质 磁介质的磁化159

8.2 磁场强度 磁介质中的安培环路定理161

8.3 磁畴 铁磁质的磁化163

习题164

第9章 电磁感应166

9.1 电磁感应定律166

9.1.1 电磁感应现象 感应电动势166

9.1.2 法拉第电磁感应定律 楞次定律166

9.2 感应电动势的产生原因170

9.2.1 动生电动势与洛伦兹力170

9.2.2 感生电动势和感生电场173

9.2.3 电子感应加速器 涡电流及其原因176

9.3 自感和互感178

9.3.1 自感现象 自感电动势179

9.3.2 互感现象 互感电动势182

9.4 RL电路和RC电路186

9.4.1 RL电路 时间常量186

9.4.2 RC电路188

9.5 磁场的能量191

9.5.1 自感磁能191

9.5.2 磁场的能量191

习题193

第10章 电磁场和电磁波198

10.1 位移电流 全电流安培环路定理198

10.1.1 位移电流 位移电流密度198

10.1.2 全电流 全电流安培环路定理200

10.2 麦克斯韦方程组202

10.3 电磁波203

10.3.1 电磁波的产生与传播203

10.3.2 电磁波的传播特性204

10.3.3 电磁波的能量密度和能流密度205

10.3.4 电磁波谱206

习题207

第4篇 光学211

第11章 光学211

11.1 常见光学（仪器）系统211

11.1.1 投影仪器211

11.1.2 照相机212

11.1.3 眼睛213

11.1.4 放大镜和目镜215

11.1.5 显微镜217

11.1.6 望远镜218

11.2 光干涉在工程技术中的应用219

11.2.1 增透和增反219

11.2.2 光干涉微位移测量223

11.2.3 光学元件表面平整度检测225

11.2.4 迈克耳孙干涉仪227

11.3 光衍射的应用229

11.3.1 光栅及其应用229

11.3.2 X射线衍射及其应用235

习题237

第12章 光的偏振239

12.1 光的偏振现象239

12.1.1 自然光和偏振光239

12.1.2 偏振片的起偏和检偏241

12.1.3 马吕斯定律242

12.1.4 反射光与折射光的偏振244

12.1.5 圆偏振光和椭圆偏振光246

12.2 光的偏振在工程技术中的应用251

12.2.1 偏振光的干涉——偏振光显微镜251

12.2.2 人为双折射——光弹性方法255

习题259

第5篇 近代物理基础263

第13章 狭义相对论263

13.1 经典力学时空观263

13.1.1 经典力学的相对性原理263

13.1.2 伽利略变换264

13.1.3 经典力学时空观265

13.2 狭义相对论基本假设 洛伦兹变换265

13.2.1 迈克耳孙-莫雷实验265

13.2.2 爱因斯坦假设266

13.2.3 洛伦兹变换267

13.3 相对论时空观269

13.3.1 同时的相对性269

13.3.2 时间膨胀269

13.3.3 长度收缩271

13.4 狭义相对论动力学基础273

13.4.1 质量与速度的关系273

13.4.2 狭义相对论力学的基本方程274

13.4.3 质量与能量的关系274

13.4.4 动量与能量之间的关系276

习题277

第14章 量子物理简介278

14.1 黑体辐射和普朗克能量子假设278

14.1.1 黑体 黑体辐射278

14.1.2 经典物理的困难280

14.1.3 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式281

14.2 光电效应与爱因斯坦的光量子理论282

14.2.1 光电效应282

14.2.2 爱因斯坦光量子理论284

14.2.3 光的波粒二象性285

14.2.4 光量子理论的应用——康普顿效应286

14.3 氢原子光谱和玻尔理论287

14.3.1 氢原子光谱的实验规律287

14.3.2 原子结构的核式模型288

14.3.3 玻尔理论的基本假设289

14.3.4 氢原子的能级和光谱290

14.3.5 玻尔理论的局限性293

14.4 德布罗意波及其统计解释293

14.4.1 德布罗意假设293

14.4.2 德布罗意物质波的实验验证294

14.5 波函数 薛定谔方程296

14.5.1 波函数及其统计意义296

14.5.2 薛定谔方程298

14.6 一维定态薛定谔方程的应用299

14.6.1 一维势阱299

14.6.2 势垒和隧道效应302

习题303

习题参考答案304

参考文献312