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绪论 1

第1篇 力学 8

1 质点运动学 8

1.1 质点、参考系与坐标系、时空的量度 8

1.2 描述质点机械运动的状态参量 10

1.3 质点运动的角量描述，角量与线量的关系 17

1.4 运动的叠加原理，运动学的两类问题 19

1.5 运动描述的相对性 21

本章小结 23

思考题 24

习题 24

科学家科学思想方法介绍：伽利略科学思想方法 26

2 经典力学的基本原理 28

2.1 牛顿运动定律 28

2.2 力学中几种常见的力 30

2.3 单位制和量纲 32

2.4 牛顿运动定律的应用 33

本章小结 38

思考题 38

习题 39

科学家科学思想方法介绍：牛顿科学思想方法 43

今日科学趣闻：混沌简介 44

3 运动的守恒定律 47

3.1 动量定理和动量守恒定律 47

3.2 质心和质心运动定理 53

3.3 功和动能定理 55

3.4 保守力、势能、势能曲线 57

3.5 功能原理、机械能守恒定律、能量守恒定律 60

3.6 质点系的角动量定理及角动量守恒定律 62

3.7 守恒定律与对称性 66

本章小结 68

思考题 70

习题 71

今日物理趣闻：宇宙 74

4 角动量守恒和刚体的定轴转动 76

4.1 刚体运动的描述 76

4.2 刚体定轴转动定律及其应用 78

4.3 力矩对时间的积累效应--冲量矩、角动量定理、角动量守恒定律 85

4.4 定轴转动刚体的功和能 90

4.5 进动和回转仪 92

本章小结 94

思考题 95

习题 96

5 相对论 100

5.1 狭义相对论的基本假設 100

5.2 狭义相对论的运动学基础 102

5.3 狭义相对论的动力学基础 110

5.4 广义相对论简介 113

本章小结 118

思考题 119

习题 120

科学趣闻：双生子佯谬 121

科学家科学思想方法介绍：爱因斯坦科学思想方法 122

第2篇 热物理学 126

6 气体分子运动论 126

6.1 理想气体分子模型 126

6.2 理想气体分子的压强和温度的微观解释 128

6.3 能量均分定理和理想气体的内能 130

6.4 麦克斯韦速率分布律及其实验验证 132

6.5 玻尔兹曼分布律 136

6.6 气体分子的平均自由程与平均碰撞频率 138

6.7 输运过程 140

本章小结 142

思考题 144

习题 145

物理与现代技术：真空的获得 147

7 热力学基础 149

7.1 热力学第一定律 149

7.2 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 152

7.3 热容量、理想气体的绝热过程 153

7.4 循环过程和卡诺循环 158

7.5 热力学第二定律 162

7.6 自然过程的方向、不可逆性的互相沟通、热力学第二定律的微观本质 164

7.7 熵和熵增加原理 165

7.8 熵与信息 171

本章小结 171

思考题 173

习题 174

今日物理趣闻：耗散结构简介 177

第3篇 振动和波动 184

8 振动 184

8.1 简谐振动 184

8.2 阻尼振动、受迫振动、共振 196

8.3 振动的合成与分解 200

本章小结 207

思考题 209

习题 210

9 波的产生和传播 213

9.1 机械波的产生、传播和描述 213

9.2 波的能量、能流和能流密度 221

9.3 多普勒效应及产生原因 223

本章小结 225

思考题 226

习题 228

今日科学趣闻：非线性波、孤子 230

10 波的干涉 232

10.1 波的叠加、波的干涉与驻波 232

10.2 相干波源和杨氏双缝干涉 241

10.3 薄膜干涉 246

10.4 迈克耳逊干涉仪 255

本章小结 257

思考题 259

习题 259

11 波的衍射 262

11.1 惠更斯--菲涅耳原理 262

11.2 单缝的夫琅和费衍射 264

11.3 光栅衍射 268

11.4 圆孔的夫琅和费衍射、光学仪器的分辨率 275

11.5 X射线的衍射 278

本章小结 280

思考题 281

习题 281

12 波的偏振 283

12.1 横波的偏振、光的偏振态 283

12.2 起偏与检偏、马吕斯定理 284

12.3 反射光和折射光的偏振、布儒斯定律 287

12.4 双折射现象 289

本章小结 294

思考题 294

习题 295

习题参考答案 298

附录1 物理量的名称、符号及单位 305

附录2 基本物理常数表(1996年国际推荐值) 308