全書共分16章，分別介紹了質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與力、運(yùn)動(dòng)的守恒量與守恒定律、剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波、熱力學(xué)基礎(chǔ)、氣體動(dòng)理論基礎(chǔ)、真空中的靜電場(chǎng)、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì)、恒定電流的磁場(chǎng)、磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)、電磁感應(yīng)——電磁波、波動(dòng)光學(xué)基礎(chǔ)、狹義相對(duì)論基礎(chǔ)、量子物理基礎(chǔ)等內(nèi)容。配有習(xí)題冊(cè)，每章習(xí)題給出了部分參考答案。本書為適應(yīng)不同地區(qū)、不同專業(yè)的本科生及高職類學(xué)生大學(xué)物理課程教學(xué)和自學(xué)而編寫的。可作為不同專業(yè)本科生、高職類學(xué)生、大專及成人教育的大學(xué)物理課程教學(xué)的教材和自學(xué)用書。
本書以物理學(xué)的基本概念、定律和方法為核心，在保證物理學(xué)知識(shí)體系完整的同時(shí)，重點(diǎn)突出以物理學(xué)的思想和方法來分析問題、解決問題的綜合能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。結(jié)合地方普通高等院校的特點(diǎn)，增補(bǔ)了一些物理學(xué)在相關(guān)交叉學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用實(shí)例，理論聯(lián)系實(shí)踐，既激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，又豐富知識(shí)面，不斷提高讀者的綜合素質(zhì)。
第三篇 熱 學(xué) 11
第九章 氣體動(dòng)理論 11
9.1 平衡態(tài) 溫度 理想氣體狀態(tài)方程 12
9.1.1 平衡態(tài) 溫度 12
9.1.2 理想氣體狀態(tài)方程 13
9.2 分子熱運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律 15
9.2.1 分子熱運(yùn)動(dòng)的圖像 15
9.2.2 分子熱運(yùn)動(dòng)的基本特征 16
9.2.3 分布函數(shù)和平均值 17
9.3 氣體動(dòng)理論的壓強(qiáng)公式 19
9.3.1 理想氣體的微觀模型 19
9.3.2 速率分布函數(shù) 20
9.3.3 壓強(qiáng)公式的簡(jiǎn)單推導(dǎo) 21
*9.3.4 理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo) 23
9.4 理想氣體的溫度公式 25
9.4.1 溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義 25
9.4.2 氣體分子的方均根速率 26
9.5 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 28
9.5.1 分子的自由度 28
9.5.2 能量均分定理 29
9.5.3 理想氣體的內(nèi)能 30
9.6 麥克斯韋速率分布律 31
9.6.1 分子速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 31
9.6.2 麥克斯韋速率分布律 32
9.6.3 從速率分布函數(shù) 推算分子速率的三個(gè)統(tǒng)計(jì)值 34
*9.7 玻爾茲曼分布律 重力場(chǎng)中粒子按高度的分布 35
9.7.1 玻爾茲里分布律 36
9.7.2 重力場(chǎng)中粒子按高度的分布 37
9.8 分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程 38
9.8.1 分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程 38
閱讀材料 溫度與熱量 41
第十章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 43
10.1 熱力學(xué)第一定律 43
10.1.1 熱力學(xué)過程 43
10.1.2 功、熱量、內(nèi)能 44
10.1.3 熱力學(xué)第一定律 47
10.2 熱力學(xué)第一定律對(duì)于理想氣體等值過程的應(yīng)用 48
10.2.1等體過程氣體的摩爾定體熱容 48
10.2.2 等壓過程 氣體的摩爾定壓熱容 50
10.2.3 等溫過程 53
10.3 絕熱過程 *多方過程 54
10.3.1 絕熱過程 54
10.3.2 絕熱過程方程的推導(dǎo) 56
10.3.3 *多方過程 59
10.4 循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 61
10.4.1 循環(huán)過程 61
10.4.2 卡諾循環(huán) 62
10.5 熱力學(xué)第二定律 68
10.5.1 熱力學(xué)第二定律 68
10.5.2 兩種表述的等價(jià)性 69
10.6 可逆過程與不可逆過程 卡諾定理 70
10.6.1 可逆過程與不可逆過程 70
10.6.2卡諾定理 72
*10.6.3 卡諾定理的證明 73
10.7 熵 74
10.7.1 熵的存在 74
10.7.2 自由膨脹的不可逆性 76
10.7.3 玻爾茲曼關(guān)系 78
10.8 熵增加原理 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 80
10.8.1 熵增加原理 80
10.8.2 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義 81
10.8.3 熵增與能量退化 83
10.8.4 熵增和熱寂 83
閱讀材料 麥克斯韋妖 84
第四篇 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 85
第十一章 真空中的靜電場(chǎng) 86
11.1 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 86
11.1.1 電荷 86
11.1.2 電荷守恒定律 87
11.1.3 電荷的量子化 87
11.1.4 庫侖定律 88
11.1.5 電場(chǎng)強(qiáng)度 89
11.1.6 場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 91
11.1.7 電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 91
11.1.8 帶電體在外電場(chǎng)中所受的作用 97
11.2 電通量 高斯定理 98
11.2.1 電場(chǎng)的圖示法 電場(chǎng)線 98
11.2.2 電通量 99
11.2.3 高斯定理 100
11.2.4 高斯定理的應(yīng)用 102
11.3 電場(chǎng)力的功 電勢(shì) 105
11.3.1 電場(chǎng)力的功 105
11.3.2 靜電場(chǎng)的環(huán)流定理 106
11.3.3 電勢(shì)能 106
11.3.4 電勢(shì) 電勢(shì)差 107
11.3.5 電勢(shì)的計(jì)算 108
11.4 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系 111
閱讀材料 壓電體 112
第十二章 導(dǎo)體和電介質(zhì)的靜電場(chǎng) 114
12.1 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 114
12.1.1導(dǎo)體的靜電平衡 114
12.1.2 導(dǎo)體殼和靜電屏蔽 117
12.1.3 有導(dǎo)體存在的靜電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)算 118
*12.2 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) 121
*12.2.1電介質(zhì)的極化 121
*12.2.2 極化強(qiáng)度和極化電荷 122
*12.2.3 電介質(zhì)的極化規(guī)律 123
12.2.4 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 125
12.3 電容 電容器 126
12.3.1 孤立導(dǎo)體的電容 126
12.3.2 電容器及其電容 127
*12.3.3 電容器的聯(lián)接 128
*12.3.4 范德格拉夫起電機(jī) 129
12.4 電場(chǎng)的能量 132
12.4.1 帶電系統(tǒng)的能量 132
12.4.2 電場(chǎng)能量 132
閱讀材料 磁單極 134
第十三章 恒定電流的磁場(chǎng) 136
13.1 恒定電流 136
13.1.1 電流 電流密度 136
13.1.2 電源的電動(dòng)勢(shì) 137
13.2 磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 139
13.2.1 基本磁現(xiàn)象 139
13.2.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 140
13.2.3 磁通量 142
13.2.4 磁場(chǎng)中的高斯定理 143
13.2.5 畢奧-薩伐爾定律 143
13.2.6 畢奧—薩伐爾定律的運(yùn)用 146
13.3 安培環(huán)路定理 150
13.3.1 安培環(huán)路定理 151
13.3.2 安培環(huán)路定理的應(yīng)用 152
13.4 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 156
13.4.1 洛倫茲力 156
13.4.2 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 157
13.4.3 霍爾效應(yīng) 160
*13.4.4 磁流體發(fā)電 163
13.5 磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用 164
13.5.1 安培定律 164
13.5.2 無限長(zhǎng)兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力 165
13.5.3 磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用 167
13.5.4 磁力的功 169
13.6 磁介質(zhì) 172
13.6.1 磁介質(zhì)的分類 172
*13.6.2 抗磁質(zhì)與順磁質(zhì)的磁化 173
*13.6.3 磁化強(qiáng)度 174
13.6.4 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 175
13.6.5 鐵磁質(zhì) 180
閱讀材料 184
第十四章 電磁感應(yīng) 185
14.1 電磁感應(yīng)定律 185
14.1.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 185
14.1.2 楞次定律 186
14.1.3 法拉第電磁感應(yīng)定律 186
14.2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì) 188
14.2.1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 189
14.2.2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 190
14.2.3感生電動(dòng)勢(shì) 192
14.2.4 電子感應(yīng)加速器 195
*14.2.5 渦電流 196
14.3 自感應(yīng)和互感應(yīng) 197
14.3.1 自感應(yīng) 197
14.3.2 互感應(yīng) 199
14.4 磁場(chǎng)能量 201
14.4.1 自感磁能 201
14.4.2 磁場(chǎng)能量 202
14.5位移電流 電磁場(chǎng)理論 203
14.5.1位移電流 204
14.1.2 全電流定律 208
14.1.3 麥克斯韋方程組 208
閱讀材料 等離子體及其磁約束 210
第五篇 近代物理 213
*第十五章 相對(duì)論基礎(chǔ) 213
15.1 伽利略相對(duì)性原理經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀 213
15.1.1 伽利略相對(duì)性原理 213
15.1.2 經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀 215
15.2 狹義相對(duì)論基本原理洛倫茲坐標(biāo)變換式 216
15.2.1 狹義相對(duì)論基本原理 216
15.2.2洛倫茲坐標(biāo)變換式的推導(dǎo) 219
15.3 相對(duì)論速度變換公式 222
15.4 狹義相對(duì)論時(shí)空觀 225
15.4.1 “同時(shí)”的相對(duì)性 225
15.4.2 時(shí)間膨脹 227
15.4.3 長(zhǎng)度收縮 228
15.4.4 相對(duì)性與絕對(duì)性 230
15.5 狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 231
15.5.1 相對(duì)論力學(xué)的基本方程 231
15.5.2 質(zhì)量和能量的關(guān)系 233
15.5.3 動(dòng)量和能量的關(guān)系 234
15.5.6廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介 238
閱讀材料 宋超新星爆發(fā)和光速不變性 240
*第十六章 量子物理基礎(chǔ) 242
16.1 熱輻射 普朗克的量子假設(shè) 242
16.1.1 熱輻射現(xiàn)象 242
16.1.2基爾霍夫輻射定律 243
16.1.3 黑體輻射實(shí)驗(yàn)定律 244
16.1.4 普朗克量子假設(shè) 248
16.2 光電效應(yīng) 愛因斯坦的光子理論 252
16.2.1 光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 252
16.2.2 光的波動(dòng)說的缺陷 255
16.2.3 愛因斯坦的光子理論 256
16.2.4 光的波一粒二象性 257
16.3 康普頓效應(yīng) 259
16.3.1 康普頓效應(yīng) 259
16.3.2 光子理論的解釋 260
16.4 氫原子光譜 玻爾的氫原子理論 263
16.4.1 氫原子光譜的規(guī)律性 263
16.4.2 玻爾的氫原子理論 265
16.4.3 氫原子軌道半徑和能量的計(jì)算 266
16.4.4 玻爾理論的缺陷 268
16.5 德布羅意波 波—粒二象性 270
16.5.1德布羅意波 270
16.5.2 戴維孫—革末實(shí)驗(yàn) 272
16.5.3 電子顯微鏡 275
16.6 不確定度關(guān)系 277
16.7 波函數(shù) 薛定諤方程 281
16.7.1 波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋 281
16.7.2 薛定諤方程 283
16.8 薛定諤方程在一維問題中的應(yīng)用 285
16.8.1一維無限深勢(shì)阱 285
16.8.2 掃描隧道顯微鏡 293
16.8.3 諧振子 294
16.9量子力學(xué)中的氫原子問題 295
16.9.1氫原子的薛定諤方程 295
16.9.2量子化條件和量子數(shù) 297
16.9.3 氫原子中電子的概率分布 298
16.10 電子的自旋原子的電子殼層結(jié)構(gòu) 299
16.10.1 施特恩—格拉赫實(shí)驗(yàn) 299
16.10.2 電子的自旋 300
16.10.3 原子的電子殼層結(jié)構(gòu) 301
閱讀材料 紅外技術(shù) 303
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