第１篇　力　　学

第１章　质点运动学３

１．１　质点运动学的基本概念３

　　１．１．１　质点３

　　１．１．２　参考系与坐标系４

１．２　质点运动学的基本物理量５

　　１．２．１　位置矢量５

　　１．２．２　位移矢量６

　　１．２．３　速度７

　　１．２．４　加速度８

１．３　质点运动学的两类问题１０

　　１．３．１　第一类问题１０

　　１．３．２　第二类问题１２

１．４　圆周运动１４

　　１．４．１　线量描述１４

　　１．４．２　角量描述１８

　　１．４．３　角量与线量的关系１９

１．５　相对运动２０

本章小结２２

思考题２３

习题２４

第２章　质点动力学２９

２．１　牛顿运动定律　力学中常见的力　惯性系与非惯性系２９

　　２．１．１　牛顿运动定律２９

　　２．１．２　物理量的单位和量纲３１

　　２．１．３　力学中常见的力３２

　　２．１．４　牛顿运动定律的应用３５

　　２．１．５　惯性系与非惯性系４２

２．２　冲量和动量４４

　　２．２．１　冲量　质点的动量定理４４

　　２．２．２　质点系的动量定理４８

　　２．２．３　质点系的动量守恒定律４９

　　２．２．４　质心　质心运动定理５３

　　２．２．５　变质量问题５６

２．３　功和能６０

　　２．３．１　功６０

　　２．３．２　动能定理６１

　　２．３．３　几种常见力的功６５

　　２．３．４　势能６７

　　２．３．５　质点系的功能原理　机械能守恒定律６９

　　２．３．６　能量守恒定律７１

本章小结７１

思考题７３

习题７４

第３章　刚体的定轴转动８８

３．１　刚体运动的描述８８

　　３．１．１　平动和转动８８

　　３．１．２　刚体的定轴转动的角量描述８９

３．２　刚体的定轴转动定律　转动惯量９２

　　３．２．１　力矩９３

　　３．２．２　刚体定轴转动的转动定律９４

　　３．２．３　转动惯量９５

　　３．２．４　转动定律的应用举例９５

　　３．２．５　转动惯量的计算９８

３．３　刚体定轴转动中的功与能１０１

　　３．３．１　力矩的功１０２

　　３．３．２　转动动能１０３

　　３．３．３　刚体绕定轴转动的动能定理１０３

　　３．３．４　刚体的重力势能１０４

３．４　角动量　角动量守恒定律１０６

　　３．４．１　质点的角动量　角动量定理和角动量守恒定律１０６

　　３．４．２　刚体对定轴的角动量１１０

　　３．４．３　刚体定轴转动的角动量定理及角动量守恒定律１１１

　　３．４．４　角动量守恒定律及其应用１１２

　　３．４．５　刚体的进动１１６

本章小结１１８

思考题１１９

习题１１９

第２篇　振动与波　波动光学

第４章　机械振动１２９

４．１　简谐振动的描述１２９

　　４．１．１　简谐振动１２９

　　４．１．２　简谐振动的动力学方程及其通解１２９

　　４．１．３　简谐振动的速度及加速度１３１

　　４．１．４　简谐振动的振幅、周期、频率和相位１３１

　　４．１．５　积分常数Ａ和φ的确定１３５

　　４．１．６　简谐振动的能量１３５

４．２　简谐振动的旋转矢量图示法１３６

４．３　简谐振动的合成１３７

　　４．３．１　同一直线上两个同频率的简谐振动的合成１３７

　　４．３．２　同一直线上两个不同频率的简谐振动的合成１３８

　　４．３．３　两个相互垂直的简谐振动的合成１３９

４．４　阻尼振动　受迫振动　共振１４１

　　４．４．１　阻尼振动１４１

　　４．４．２　受迫振动１４２

本章小结１４３

思考题１４４

习题１４４

第５章　机械波１５０

５．１　机械波的产生和传播１５０

　　５．１．１　机械波的产生及分类１５０

　　５．１．２　机械波的几何描述１５２

　　５．１．３　描述机械波的特征量１５３

５．２　平面简谐波１５４

　　５．２．１　平面简谐波的波动方程１５４

　　５．２．２　波动方程的物理意义１５６

　　５．２．３　平面波的波动微分方程１５９

５．３　波的能量１６０

　　５．３．１　波的能量和能量密度１６０

　　５．３．２　波的能流和能流密度１６２

５．４　惠更斯原理与衍射　波的反射和折射１６４

　　５．４．１　惠更斯原理１６４

　　５．４．２　波的衍射１６４

　　５．４．３　波的反射和折射１６５

５．５　波的干涉１６７

　　５．５．１　波的叠加原理及相干条件１６７

　　５．５．２　干涉相长和相消的条件１６８

　　５．５．３　驻波１７１

５．６　多普勒效应１７４

本章小结１７７

思考题１７８

习题１７９

第６章　波动光学１８４

６．１　相干光１８４

　　６．１．１　光源１８４

　　６．１．２　光的相干性１８５

　　６．１．３　从普通光源获得相干光的方法１８６

　　６．１．４　光程及光程差１８６

６．２　双缝干涉１８８

　　６．２．１　杨氏双缝干涉１８８

　　６．２．２　劳埃德镜１９０

６．３　薄膜干涉１９２

　　６．３．１　等倾干涉１９２

　　６．３．２　等厚干涉１９４

　　６．３．３　迈克耳孙干涉仪１９８

６．４　空间相干性　时间相干性２００

　　６．４．１　空间相干性２００

　　６．４．２　时间相干性２００

６．５　光的衍射２０１

　　６．５．１　光的衍射现象及衍射分类２０１

　　６．５．２　惠更斯－菲涅耳原理２０２

　　６．５．３　单缝的夫琅禾费衍射２０２

　　６．５．４　圆孔的夫琅禾费衍射２０７

　　６．５．５　光学仪器分辨率２０７

６．６　光栅衍射２０９

　　６．６．１　光栅及光栅常数２０９

　　６．６．２　光栅衍射规律２０９

　　６．６．３　光栅光谱２１２

　　６．６．４　Ｘ射线衍射　布拉格公式２１４

６．７　光的偏振２１５

　　６．７．１　光的偏振状态２１６

　　６．７．２　偏振片的起偏和检偏　马吕斯定律２１７

　　６．７．３　反射和折射时光的偏振　布儒斯特定律２１８

　　６．７．４　双折射现象２２０

　　６．７．５　偏振元件２２４

　　６．７．６　偏振光的干涉２２６

　　６．７．７　人为双折射２２７

　　６．７．８　旋光现象２２９

本章小结２３１

思考题２３３

习题２３４

第３篇　热　　学

第７章　气体分子运动理论２４９

７．１　平衡态　温度　理想气体的状态方程２４９

　　７．１．１　分子运动理论２４９

　　７．１．２　平衡态２５０

　　７．１．３　温度２５１

　　７．１．４　理想气体的状态方程２５１

　　７．１．５　统计规律的基本概念２５２

７．２　理想气体的压强２５３

　　７．２．１　理想气体的微观模型　平衡态气体的统计假设２５３

　　７．２．２　理想气体的压强及其统计意义２５４

７．３　温度的微观本质２５５

　　７．３．１　温度的微观解释２５５

　　７．３．２　方均根速率２５６

７．４　能量均分定理　理想气体的内能２５７

　　７．４．１　分子的自由度２５７

　　７．４．２　能量均分定理２５８

　　７．４．３　理想气体的内能２５９

７．５　麦克斯韦分子速率分布律　３种统计速率２６１

　　７．５．１　麦克斯韦分子速率分布律２６１

　　７．５．２　３种统计速率２６３

— ５—

７．６　分子平均碰撞频率和平均自由程２６６

　　７．６．１　分子平均碰撞频率２６６

　　７．６．２　平均自由程２６７

本章小结２６８

思考题２６９

习题２７０

第８章　热力学基础２７４

８．１　准静态过程　功、热量、内能２７４

　　８．１．１　准静态过程２７４

　　８．１．２　功、热量、内能２７５

８．２　热力学第一定律及其对理想气体的应用２７７

　　８．２．１　热力学第一定律２７７

　　８．２．２　热力学第一定律对理想气体的应用２７８

８．３　循环过程　卡诺循环２８６

　　８．３．１　循环过程２８６

　　８．３．２　卡诺循环２９０

８．４　热力学第二定律　卡诺定理２９２

　　８．４．１　热力学第二定律２９２

　　８．４．２　热力学第二定律两种表述的等效性２９４

　　８．４．３　可逆过程与不可逆过程２９５

　　８．４．４　卡诺定理２９５

８．５　热力学第二定律的统计意义　熵２９６

　　８．５．１　热力学第二定律的统计意义２９６

　　８．５．２　熵　熵增加原理２９８

　　８．５．３　熵的热力学表示２９９

本章小结３０１

思考题３０３

习题３０４

附录Ａ　矢量３１１

附录Ｂ　物理量的量纲与单位３１８

参考文献３２４