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第一章 作为基础科学的物理学 1

认识物理学 1

物理和其他科学的关系 2

物理和非自然科学的关系 2

物理学和人类的好奇心 3

第二章 测量与估算 5

度量单位 5

米千克秒单位制 6

长度 6

质量 7

时间 7

面积、体积和密度 8

面积 8

体积 9

密度 10

科学计数法 11

乘除运算 11

有效数字 12

数量级计算 12

习题 12

第三章 物体的运动 15

位置、速率和加速度 15

位置 15

速率和速度 16

加速度 18

自由落体：一种特殊的加速过程 19

二维运动 20

习题 22

第四章 力和运动 23

什么是力？ 23

多力问题 24

力的平衡 25

牛顿运动定律 26

牛顿第一定律 26

牛顿第二定律 26

牛顿第三定律 27

习题 28

第五章 功、能、碰撞 29

功和力 29

势能 30

动能 30

能量消长和守恒 31

动量和碰撞 31

习题 32

第六章 圆周运动和万有引力 35

角运动 35

角速度 36

角加速度 36

力矩 36

角动量 37

角动量守恒 37

圆周运动中的力 38

引力 39

习题 39

第七章 液体和固体 41

原子、分子、元素和化合物 41

原子的结构 42

分子 42

化学键的种类 42

元素、周期表和化合物 43

固体 44

密度 44

合金 44

液体 45

压强 45

浮力 45

表面张力 46

习题 47

第八章 热、温度和物质的状态 49

温度和温度的测量 49

摄氏、华氏和开尔文 49

热量和比热 50

相变 51

固体和液体的性状 51

线性膨胀系数 52

热力学定律和理想气体定律 53

热力学 53

理想气体和气体定律 53

传导、对流和辐射 54

传导 54

对流 55

热辐射 55

习题 56

第九章 波与声音 59

波的剖析 59

波长、波幅与波速 59

横波与纵波 60

干涉、反射、折射与衍射 61

驻波 62

声波 62

多普勒效应 63

冲击波 64

声音强度等级 65

习题 65

第十章 光与光学 67

光是什么？ 67

光速 68

光与照明 68

光源 68

发光强度 69

光线 70

反射与折射 71

反射 71

反射的种类 71

折射 72

折射率 73

镜子与透镜 74

镜子 74

透镜 75

成像 76

光学仪器 77

相机与人眼 77

显微镜与望远镜 78

习题 78

第十一章 颜色与光的波动性 79

光谱 79

颜色与色素 80

色素 80

不同类型的光谱 81

光学的多普勒效应 82

电磁波谱 82

干涉与颜色 82

衍射 83

习题 84

第十二章 电荷与电势 85

静电与电流 85

原子与电荷 86

库仑定律 86

导体与绝缘体 87

摩擦起电、接触起电与感应起电 87

电场 88

电势能与电势差 89

习题 89

第十三章 电流与简单电路 91

电动势与电流 91

电阻与欧姆定律 91

电功率 92

串联电路 93

并联电路 93

保险丝与断路器 95

电容 95

习题 95

第十四章 磁性与电磁感应 97

磁铁及其工作原理 97

磁场 98

地磁场 98

电与磁 99

电磁铁 99

电流受到的作用力 100

测量电流与电压 101

电动机 101

电磁感应 102

发电机 103

变压器 103

习题 104

第十五章 原子与量子力学 105

量子与光的性质 105

原子的结构 106

玻尔模型 107

量子化能级 107

粒子的波动 108

薛定谔与量子力学 108

海森堡不确定性原理 109

习题 109

第十六章 相对论 111

狭义相对论 112

时间膨胀 112

双生子佯谬 113

长度收缩 113

相对论中的运动与能量 114

最著名的公式 114

广义相对论：引力的新理论 114

习题 115

第十七章 核物理，粒子与宇宙 117

原子核 117

同位素 118

作用力，核聚变，核裂变 118

强力 118

弱力 119

太阳上的核聚变 119

总结：基本粒子与作用力 120

宇宙大爆炸 121

习题 122

附录A 公式及其关系 125

附录B 二维空间中的运动 127

附录C 习题答案 129

专业词汇表 135