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绪论1

一、物理学与社会进步1

二、物理学与工程技术1

三、物理学的研究方法3

第一篇 力学5

第一章 质点力学5

1.1 质点运动学5

一、质点 位移5

二、速度和速率6

三、加速度7

1.2 质点动力学8

一、牛顿第一定律8

二、牛顿第二定律8

三、牛顿第三定律8

四、牛顿定律的应用9

习题111

第二章 刚体力学13

2.1 刚体运动学13

一、刚体的定轴转动13

二、刚体定轴转动的角位移、角速度和角加速度13

2.2 刚体动力学15

一、力矩15

二、刚体定轴转动定律16

三、转动惯量17

习题221

第三章 动量与能量23

3.1 动量定理与动量守恒定律23

一、动量定理23

二、动量守恒定律24

3.2 角动量定理和角动量守恒定律26

一、刚体定轴转动的角动量定理26

二、刚体定轴转动的角动量守恒定律26

3.3 动能定理28

一、质点的动能和动能定理28

二、刚体定轴转动的动能和动能定理29

习题333

第二篇 热学35

第四章 气体动理论35

4.1 理想气体的压强35

一、理想气体模型35

二、理想气体的压强36

4.2 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系37

一、理想气体状态方程37

二、理想气体分子的平均平动动能与温度的关系39

4.3 能量均分定理 理想气体的内能39

一、自由度39

二、能量均匀定理40

三、理想气体的内能41

习题446

第五章 热力学47

5.1 热力学第一定律47

一、准静态过程47

二、功48

三、热力学第一定律49

5.2 理想气体的热容50

一、摩尔热容50

二、定体摩尔热容51

三、定压摩尔热容51

5.3 循环过程 热机53

一、循环过程53

二、热机效率54

三、卡诺循环55

四、致冷循环57

习题561

第三篇 电磁学63

第六章 静电场63

6.1 电场强度63

一、电荷 点电荷63

二、真空中的库仑定律64

三、电场强度65

6.2 静电场的高斯定理66

一、电通量66

二、真空中的高斯定理68

6.3 电容器 电容70

一、电容器 电容70

二、电容器的串、并联72

三、常见的几种电容传感器73

四、介质变化型电容传感器75

6.4 静电场的环路定理 电势79

一、静电场力作功的特点79

二、静电场的环路定理80

三、电势能 电势差80

四、电势81

习题682

第七章 磁场84

7.1 电流的磁场84

一、磁场 磁感应强度84

二、毕奥-萨伐尔定律85

7.2 磁场对运动电荷的作用87

一、洛仑兹力87

二、电荷在磁场中的运动88

三、霍耳效应89

7.3 磁场对载流导体的作用91

一、安培定律91

二、磁场对载流线圈的作用92

三、直流电动机的基本原理93

四、磁流体发电机94

习题795

第八章 电磁感应98

8.1 电磁感应定律98

一、磁通量98

二、电磁感应产生的条件99

三、电磁感应定律100

四、涡流及其应用102

8.2 互感和自感104

一、互感104

二、自感106

8.3 电磁波107

一、变化的磁场和变化的电场107

二、电磁波108

三、无线电技术的奠基109

习题8111

第四篇 振动与波114

第九章 振动与波114

9.1 简谐振动及其表示114

一、简谐振动的特征及表达式114

二、振幅、周期、频率和相位116

三、相位和初相117

四、简谐振动的旋转矢量图示法117

五、简谐振动的能量120

六、同方向的简谐振动的合成121

9.2 平面简谐波123

一、机械波产生的条件123

二、横波和纵波124

三、波阵面和波射线124

四、波的传播速度125

五、波长和频率126

六、平面简谐波波动方程127

9.3 波的干涉和衍射130

一、惠更斯原理130

二、波的衍射131

三、波的叠加原理131

四、波的干涉131

五、驻波135

9.4 技术应用138

一、多普勒效应及应用138

二、噪声及其控制140

习题9141

第十章 光的干涉和衍射143

10.1 光的干涉143

一、相干光的获得143

二、杨氏双缝干涉144

三、洛埃镜实验145

四、光程 光程差146

五、薄膜干涉147

10.2 光的衍射154

一、惠更斯—菲涅耳原理155

二、单缝夫琅禾费衍射156

三、圆孔夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领158

四、光栅衍射160

10.3 光的偏振162

一、自然光和偏振光162

二、偏振光的获得162

三、马吕斯（E.L.Malus）定律163

四、布儒斯特（D.Brewster）定律164

10.4 技术应用165

一、瓦斯检测器165

二、瑞利干涉仪165

三、用偏振光测量溶液的浓度166

四、测量微小长度变化166

习题10167

第五篇 近代物理与高新技术第十一章 原子和原子核物理169

11.1 原子结构169

一、卢瑟福的原子模型169

二、玻尔的原子模型169

11.2 原子核的基本性质170

一、原子核的电荷和质量170

二、原子核的大小和形状171

三、原子核的组成172

四、核力和介子174

五、核子和核的自旋与磁矩175

六、核磁共振176

11.3 原子核反应177

一、原子核反应177

二、重核的裂变及应用179

三、轻核聚变182

11.4 技术应用184

一、链式反应的控制——反应堆184

二、热中子反应堆184

习题11185

第十二章 量子物理186

12.1 光电效应 康普顿效应 光的波粒二象性186

一、光电效应186

二、康普顿效应186

12.2 能级跃迁192

12.3 量子物理的发展194

一、量子力学简介194

二、量子力学的发展简史195

12.4 技术应用197

一、半导体的原理197

二、晶体管的发明198

三、集成电路的制造工艺199

习题12200

第十三章 高新技术简介201

13.1 能源技术201

一、能源的分类201

二、物理学与能源科学202

三、主要新能源介绍202

13.2 信息技术205

一、计算机的发展史205

二、因特网的发展历程206

13.3 激光技术208

一、激光的主要特性208

二、激光应用简介208

13.4 其他高新技术简介211

一、纳米材料211

二、新型材料213

三、液晶214

习题13214

第六篇 物理实验216

概述216

一、物理实验的地位和作用216

二、物理实验课程的主要教学环节216

第十四章 数据处理218

14.1 测量与误差218

一、测量及其种类218

二、误差及其分类218

三、误差的估算220

14.2 有效数字及其运算221

一、有效数字221

二、有效数字的运算规则222

14.3 处理实验数据的两种方法224

一、列表法224

二、作图法224

第十五章 基础实验226

实验一 物体密度的测定226

一、实验目的226

二、实验原理226

三、实验仪器227

四、实验内容231

五、数据记录与处理231

六、思考题232

实验二 刚体转动惯量的测量232

一、实验目的232

二、实验原理232

三、实验仪器233

四、实验内容233

五、注意事项234

六、数据记录与处理234

七、思考题234

实验三 用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量235

一、实验目的235

二、实验原理235

三、实验仪器236

四、实验内容237

五、注意事项238

六、数据记录与处理238

七、思考题238

实验四 用霍耳元件测磁场239

一、实验目的239

二、实验原理239

三、实验仪器240

四、实验内容240

五、数据记录与处理241

六、思考题241

实验五 洛仑兹力演示及电子荷质比的测定242

一、实验目的242

二、实验仪器242

三、实验原理243

四、实验内容243

五、注意事项244

六、数据记录与处理245

七、思考题246

第十六章 设计性实验247

实验六 用牛顿环测量透镜的曲率半径247

一、实验目的247

二、实验原理247

三、实验仪器249

四、实验内容250

五、数据记录与处理251

六、思考题251

实验七 在气垫导轨上测重力加速度252

一、实验目的252

二、提示252

三、要求254

实验八 用伏安法测电阻254

一、实验目的254

二、提示254

三、要求255

实验九 用常用仪器测圆周率π256

一、实验目的256

二、提示256

三、要求256

实验十 测量旋转体的体积及其密度—与高等数学课程相结合的一个实验256

一、实验目的256

二、提示257

三、要求257

习题答案258

附录一 物理量单位262

附录二 常用物理常量268

参考文献270