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第一篇 绪论 5

第1章　科学和科学的方法　 5

1.1 科学的方法：经验和理性 5

1.2 源远流长的中华文明 21

1.3　科学起源 30

1.4　从哥白尼到开普勒 56

第二篇 经典力学的建立和发展 78

第2章　牛顿运动定律　 78

2.1 机械运动的基本特征及其描述方法 80

2.2　质点的运动学方程 81

2.3　位移　速度　加速度 84

2.4　伽利略和近代力学的诞生 86

2.5 几种常见的力和基本的自然力 95

2.6　牛顿运动三定律 101

2.7 扬帆远航——牛顿力学的奇妙应用 116

第3章　动量守恒　角动量守恒　 121

3.1　动量　动量守恒定律 121

3.2 角动量 角动量守恒定律 129

第4章　功和能　 137

4.1 功 功率 137

4.2　动能定理 141

4.3　质点系的势能 142

4.4　机械能守恒定律　能量守恒定律 144

4.5　对称性与守恒定律 150

第三篇　从静电现象到电磁波 160

第5章　真空中的静电场　 160

5.1 库仑定律 166

5.2 电场强度 169

5.3　电通量　高斯定理 171

5.4　静电场的环路定理 174

5.5 电势 176

第6章　静电场中的导体和电介质　 180

6.1 静电场中的导体 180

6.2　电容　电容器 183

6.3 静电场中的电介质 电介质的极化 185

第7章　稳恒磁场　 191

7.1 电流 191

7.2　磁场　磁感应强度 192

7.3　毕奥—萨伐尔定律及应用 197

7.4　磁场的高斯定理和安培环路定理 198

7.5 磁场对电流的作用 202

7.6 带电粒子在磁场中的运动 205

第8章　变化的电磁场　 212

8.1 电磁感应的基本规律 217

8.2　动生电动势 219

8.3　感生电动势 221

8.4 自感和互感 223

8.5　麦克斯韦电磁场理论简介 224

第9章　交流电　 251

9.1 正弦交流电及其三要素 251

9.2　交流电的功率 253

9.3　交流电动机原理 254

9.4 变压器 257

9.5　三相交流电 260

9.6 空间电磁悬浮技术简介 262

第四篇　振动、波动与波动光学 267

第10章　机械振动　 267

10.1　简谐振动的描述 267

10.2　简谐振动的旋转矢量描述 270

10.3　简谐振动的能量 272

10.4 阻尼振动 受迫振动 共振 273

10.5　简谐振动合成 275

第11章　机械波基础　 281

11.1 机械波的形成与传播　简谐波的特征 281

11.2　平面简谐波的波动方程 283

11.3　惠更斯原理 286

11.4　波的叠加原理　波的干涉 288

11.5　驻波　半波损失 291

11.6　声波 多普勒效应 296

第12章　波动光学　 303

12.1　光的电磁理论 303

12.2　相干光波的叠加 308

12.3 杨氏双缝实验 劳埃德镜 311

12.4　薄膜干涉 314

12.5　迈克尔逊干涉 317

12.6 惠更斯—菲涅耳原理 单缝夫琅禾费衍射 320

12.7　衍射光栅和光栅光谱 325

12.8　奇妙的光学现象 331

第五篇　热学新进展 341

第13章　统计物理学基础　 341

13.1　分子运动的基本概念 342

13.2　平衡态　理想气体状态方程 345

13.3 理想气体的压力公式 温度公式 348

13.4 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 352

13.5　麦克斯韦速率分布定律 354

第14章　热力学定律　 360

14.1 热力学第一定律 360

14.2　热机　卡诺循环 362

14.3　热力学第二定律 367

14.4　热学新进展　熵 373

第六篇　近代物理 393

第15章　时空观革命　 393

15.1 力学相对性原理 394

15.2　狭义相对论基本原理 396

15.3　狭义相对论时空观——长度缩短、时间膨胀 402

15.4　狭义相对论质点动力学 406

15.5 广义相对论——宇宙空间是弯曲的 409

第16章　物质观的革命——量子论　 424

16.1 黑体辐射 普朗克的能量子假说 424

16.2 光电效应 爱因斯坦的光子假说 429

16.3　康普顿—吴有训效应 435

16.4　原子结构的玻尔理论 438

16.5　粒子的波动性 449

16.6　波函数　薛定谔方程 453

第七篇　物理文化 463

第17章　物理文化　 463

17.1　现代物理学的认识论 463

17.2　现代物理学的方法论 469

17.3　研究自然界的科学方法 475

附录　世界十大经典物理实验　 479

参考书目　 486