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绪论1

一、什么是物理学1

二、物理学与科学发展和技术进步的关系3

三、物理学与药学的关系3

四、物理学的学习方法4

第一章 刚体的转动5

第一节 刚体的定轴转动6

一、刚体定轴转动的角量描述6

二、匀变速转动基本公式7

三、角量和线量的关系7

第二节 转动动能 转动惯量8

第三节 力矩 转动定律11

一、力矩11

二、转动定律12

第四节 力矩的功 刚体定轴转动中的动能定理15

一、力矩的功15

二、刚体定轴转动中的动能定理16

第五节 角动量 角动量守恒定律18

一、角动量和冲量矩18

二、角动量定理19

三、角动量守恒定律19

第六节 刚体的进动21

习题一24

第二章 流体力学27

第一节 理想流体的定常流动27

一、理想流体27

二、定常流动28

三、流线和流管28

第二节 定常流动的连续性方程29

第三节 伯努利方程及其应用30

一、伯努利方程30

二、伯努利方程的应用32

第四节 黏性流体的运动35

一、黏性定律 黏度35

二、黏性流体的伯努利方程37

三、泊肃叶定律37

四、斯托克斯黏性公式38

五、层流 湍流 雷诺数39

习题二39

第三章 振动学基础42

第一节 简谐振动42

一、简谐振动运动方程42

二、简谐振动中的振幅 周期 频率和相位43

三、振幅和相位的确定46

四、简谐振动的矢量图表示法47

五、简谐振动的能量48

第二节 简谐振动的合成50

一、同方向简谐振动的合成50

二、相互垂直简谐振动的合成53

习题三56

第四章 波动学基础58

第一节 机械波的产生和传播58

一、机械波产生的条件58

二、横波和纵波59

三、波面和波线60

四、波的传播速度 波长 波的周期和频率61

第二节 平面简谐波的波函数 波的能量62

一、平面简谐波的波函数62

二、波的能量66

第三节 惠更斯原理68

一、惠更斯原理68

二、波的衍射69

三、波的反射和折射70

第四节 波的叠加原理 波的干涉71

一、波的叠加原理71

二、波的干涉72

三、驻波73

第五节 声波 超声波 次声波75

一、声强和声强级76

二、多普勒效应77

三、超声波的特性和应用78

四、次声波80

习题四81

第五章 相对论基础83

第一节 伽利略变换和经典力学时空观83

一、力学相对性原理83

二、伽利略变换83

三、经典力学的时空观84

第二节 狭义相对论的基本假设85

一、迈克耳逊-莫雷实验85

二、狭义相对论的基本假设86

三、洛伦兹变换86

第三节 相对论中的长度和时间87

一、长度收缩88

二、时间延缓88

三、同时性的相对性89

四、孪生子佯谬89

五、时序的相对性与因果佯谬90

第四节 相对论动力学基础92

一、动量和质量92

二、力和动能93

三、能量 质能关系94

四、能量和动量的关系95

第五节 广义相对论简介96

一、等效原理96

二、广义相对性原理97

三、广义相对论的检验97

习题五98

第六章 气体动理论100

第一节 理想气体物态方程100

一、平衡态100

二、理想气体物态方程101

第二节 理想气体的压强102

一、理想气体的微观模型102

二、理想气体的压强公式103

第三节 温度与分子平均平动能的关系104

第四节 能量均分定理105

一、分子的自由度105

二、能量均分定理106

三、理想气体的内能107

第五节 麦克斯韦速率分布律107

一、麦克斯韦速率分布律108

二、分子速率分布的实验测定111

第六节 真实气体113

一、真实气体的等温线113

二、分子力115

三、范德瓦耳斯方程116

习题六118

第七章 静电场119

第一节 库仑定律 电场强度119

一、库仑定律119

二、电场强度120

三、场强叠加原理120

第二节 电场线 电通量124

一、电场线124

二、电通量124

第三节 高斯定理126

一、高斯定理126

二、高斯定理的应用127

第四节 静电场的环路定理 电势130

一、静电场的环路定理130

二、电势差 电势131

第五节 等势面 场强与电势的关系135

一、等势面135

二、电场强度与电势的关系135

习题七137

第八章 静电场中的导体和电介质140

第一节 静电场中的导体140

一、导体的静电平衡条件140

二、静电平衡时导体的性质141

三、空腔导体和静电屏蔽142

第二节 静电场中的电介质143

一、电介质的极化143

二、极化强度和极化电荷145

三、电位移 有电介质时的高斯定理147

第三节 电容和电容器150

一、孤立导体的电容150

二、电容器的电容150

三、电容器电容的计算150

四、电容器的串联和并联152

第四节 静电场的能量153

一、电容器的能量153

二、电场的能量和能量密度154

第五节 铁电体 永电体 压电体156

一、铁电体156

二、永电体156

三、压电体157

习题八158

第九章 直流电路160

第一节 电源电动势 一段含源电路的欧姆定律160

一、电源电动势160

二、含源电路的欧姆定律161

第二节 基尔霍夫定律及其应用161

一、基尔霍夫定律162

二、基尔霍夫定律的应用举例163

习题九164

第十章 电流的磁场166

第一节 磁场 磁感应强度166

一、磁场167

二、磁感应强度167

三、磁感应线168

四、磁通量169

第二节 毕奥-萨伐尔定律170

一、毕奥-萨伐尔定律170

二、毕奥-萨伐尔定律应用举例171

第三节 安培环路定律172

一、安培环路定律172

二、用安培环路定律计算磁感应强度174

第四节 磁场对电流的作用175

一、安培定律175

二、磁场对载流线圈的作用176

第五节 磁场对运动电荷的作用178

一、洛伦兹力178

二、质谱仪180

三、霍耳效应181

第六节 磁介质182

一、磁介质的磁化机制182

二、磁导率 磁场强度183

三、铁磁质的磁化184

习题十186

第十一章 电磁感应190

第一节 法拉第电磁感应定律190

一、楞次定律190

二、法拉第电磁感应定律191

第二节 动生电动势193

一、在磁场中运动的导线产生的动生电动势193

二、动生电动势产生的原因193

第三节 感生电动势194

一、感生电场195

二、涡电流195

三、电子感应加速器196

第四节 自感和互感197

一、自感现象197

二、互感现象200

第五节 磁场的能量201

第六节 电磁场及其传播203

一、位移电流204

二、麦克斯韦电磁场方程组205

三、电磁波206

第七节 超导电性208

一、超导现象208

二、迈斯纳效应209

三、BCS理论209

四、超导电性的应用210

第八节 电与磁在医药方面的应用210

一、直流电的应用210

二、磁场的应用211

习题十一212

第十二章 光的干涉216

第一节 光的相干性216

一、光矢量216

二、普通光源的发光机制217

三、光的相干性217

第二节 获得相干光的方法217

一、杨氏双缝实验218

二、菲涅耳双镜实验219

三、劳埃德镜实验220

第三节 光程和光程差222

一、光程222

二、薄透镜成像的等光程原理223

第四节 薄膜干涉224

一、等倾干涉224

二、等厚干涉227

第五节 干涉仪 干涉现象的应用231

一、迈克耳逊干涉仪的结构和光路231

二、干涉现象的应用232

习题十二233

第十三章 光的衍射235

第一节 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理235

一、光的衍射现象及分类235

二、惠更斯-菲涅耳原理237

第二节 单缝衍射237

第三节 衍射光栅241

一、光栅241

二、光栅衍射和光栅方程241

三、光栅衍射光谱242

第四节 圆孔衍射 光学仪器的分辨率243

一、圆孔夫琅和费衍射243

二、光学仪器的分辨率244

第五节 X射线的衍射 布喇格方程246

一、X射线的衍射246

二、布喇格方程247

三、电子的衍射与电子显微镜的分辨率247

第六节 全息照相248

一、全息照相的记录248

二、全息图像的再现248

三、全息技术的应用250

习题十三250

第十四章 光的偏振252

第一节 自然光和偏振光252

一、光的偏振态252

二、自然光 线偏振光 部分偏振光252

第二节 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律253

一、偏振片的起偏和检偏253

二、马吕斯定律254

第三节 反射光和折射光的偏振256

一、布儒斯特定律256

二、玻璃片堆257

第四节 光的双折射现象257

一、光的双折射现象257

二、惠更斯原理在双折射现象中的应用259

三、尼科尔棱镜260

四、偏振片与二向色性262

第五节 偏振光的干涉 圆偏振光与椭圆偏振光263

一、圆偏振光与椭圆偏振光263

二、偏振光的干涉 色偏振264

第六节 人为双折射265

一、光弹效应265

二、克尔效应266

三、磁致效应266

第七节 旋光现象267

习题十四269

第十五章 光的吸收与散射271

第一节 光的吸收 朗伯-比尔定律271

第二节 光的散射274

一、瑞利散射定律275

二、散射光的强度和偏振情况275

三、拉曼散射276

四、超显微镜277

习题十五278

第十六章 光的量子性279

第一节 热辐射279

一、热辐射279

二、绝对黑体281

三、基尔霍夫辐射定律281

第二节 黑体辐射282

一、斯特藩-玻耳兹曼定律283

二、维恩位移定律283

第三节 普朗克的量子假设285

第四节 光电效应287

一、光电效应的基本规律287

二、爱因斯坦光量子论289

三、光电效应的应用292

第五节 康普顿效应293

一、康普顿散射实验293

二、用光子理论解释康普顿散射294

习题十六295

第十七章 量子力学基础297

第一节 原子光谱的实验规律297

一、氢原子光谱297

二、里兹组合原理298

第二节 玻尔的氢原子理论299

一、玻尔理论的基本假设299

二、玻尔理论的改进及其局限性302

第三节 实物粒子的波粒二象性302

一、德布罗意波303

二、电子衍射实验304

三、应用305

四、德布罗意波的统计解释305

第四节 不确定性原理306

一、坐标和动量的不确定关系式306

二、能量和时间的不确定关系式307

第五节 波函数 薛定谔方程308

一、波函数的意义和性质308

二、薛定谔方程309

第六节 一维定态问题310

一、一维无限深方势阱310

二、求解定态薛定谔方程311

三、势垒的穿透、隧道效应312

第七节 氢原子的量子力学处理方法313

一、氢原子的薛定谔方程313

二、电子自旋315

三、原子的壳层结构317

习题十七318

第十八章 激光319

第一节 激光产生的原理319

一、自发辐射、受激辐射与粒子数反转319

二、光学谐振腔321

三、激光器的结构321

第二节 激光的特性322

第三节 几种常见的激光器323

第四节 激光对生物组织的作用和在医药研究中的应用324

一、激光对生物组织的作用324

二、激光在医药学方面的应用325

习题十八326

第十九章 原子核与粒子物理327

第一节 原子核的基本性质327

一、原子核的组成327

二、原子核的性质328

三、原子核的质量亏损与结合能329

四、核力331

第二节 原子核的放射性衰变332

一、原子核的放射性衰变类型332

二、放射性衰变规律336

第三节 核磁共振339

一、原子核的自旋340

二、原子核的磁矩341

三、核磁共振及其应用342

第四节 粒子物理简介344

一、人类对物质组成的探索344

二、粒子的分类345

三、粒子的相互作用346

四、强子结构的夸克模型348

习题十九349

附录351

附录一 国际单位制351

附录二 基本物理常量353