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第8章 热力学基础1

8-1 热力学的基本概念2

8-1-1 热力学系统2

8-1-2 平衡态 准静态过程4

8-1-3 理想气体物态方程5

8-2 热力学第一定律7

8-2-1 改变系统内能的两条途径 热功当量7

8-2-2 热力学第一定律的数学描述8

8-2-3 准静态过程中的热量、功和内能8

8-3 热力学第一定律的应用11

8-3-1 热力学的等值过程11

8-3-2 绝热过程14

8-4 循环过程17

8-4-1 循环过程17

8-4-2 热机和制冷机18

8-4-3 卡诺循环及其效率19

8-5 热力学第二定律22

8-5-1 热力学过程的方向性22

8-5-2 热力学第二定律23

8-5-3 卡诺定理24

思考题24

习题25

第9章 气体动理论27

9-1 气体动理论的基本概念28

9-1-1 分子动理论的基本观点28

9-1-2 分子热运动与统计规律29

9-2 麦克斯韦速率分布30

9-2-1 麦克斯韦速率分布函数30

9-2-2 三个统计速率31

9-3 理想气体物态方程的微观解释34

9-3-1 理想气体的微观模型34

9-3-2 理想气体压强的微观统计意义34

9-3-3 温度的微观统计意义36

9-3-4 理想气体物态方程的微观解释37

9-4 能量按自由度均分定理38

9-4-1 自由度38

9-4-2 能量按自由度均分定理39

9-4-3 理想气体的内能 摩尔热容40

9-5 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程42

9-5-1 平均碰撞频率42

9-5-2 平均自由程43

9-6 熵与热力学第二定律44

9-6-1 热力学第二定律的统计意义44

9-6-2 熵与热力学概率45

9-6-3 克劳修斯熵 熵增加原理46

思考题49

习题49

第10章 振动和波动51

10-1 简谐运动52

10-1-1 简谐运动的基本特征52

10-1-2 描述简谐运动的物理量53

10-1-3 简谐运动的旋转矢量表示法56

10-1-4 简谐运动的能量59

10-2 振动的合成61

10-2-1 两个同方向同频率的简谐运动的合成61

10-2-2 两个同方向不同频率简谐运动的合成63

10-3 阻尼振动、受迫振动和共振65

10-3-1 阻尼振动65

10-3-2 受迫振动和共振67

10-4 机械波的产生和传播69

10-4-1 机械波的产生条件69

10-4-2 波动过程的描述70

10-5 平面简谐波72

10-5-1 平面简谐波的波动表达式73

10-5-2 波的能量76

10-6 声波、超声波和次声波79

10-6-1 声波79

10-6-2 超声和次声81

10-7 波的干涉和波的衍射83

10-7-1 波的叠加原理83

10-7-2 波的干涉84

10-7-3 驻波和半波损失86

10-7-4 惠更斯原理 波的衍射现象90

10-7-5 波的反射与折射92

10-8 多普勒效应93

思考题95

习题96

第11章 几何光学101

11-1 几何光学的基本定律102

11-1-1 光的直线传播102

11-1-2 光的反射103

11-1-3 光的折射103

11-1-4 全反射105

11-2 平面反射和平面折射成像106

11-2-1 平面反射成像106

11-2-2 平面折射成像106

11-3 球面反射和球面折射成像107

11-3-1 球面反射的成像公式108

11-3-2 球面镜成像的作图法109

11-3-3 球面镜的横向放大率110

11-3-4 球面折射成像111

11-4 薄透镜成像113

11-4-1 薄透镜的成像公式113

11-4-2 薄透镜的焦点和焦距115

11-4-3 薄透镜成像的作图法116

思考题117

习题118

第12章波动光学119

12-1 光的本性120

12-2 光的相干性121

12-2-1 普通光源的发光机制121

12-2-2 杨氏双缝实验122

12-2-3 光程125

12-3 薄膜干涉126

12-3-1 等倾干涉126

12-3-2 等厚干涉131

12-3-3 迈克耳孙干涉仪134

12-4 光的衍射135

12-4-1 光的衍射现象135

12-4-2 惠更斯-菲涅耳原理136

12-4-3 夫琅禾费单缝衍射137

12-4-4 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领139

12-4-5 平面衍射光栅141

12-4-6 光栅衍射光谱的光强分布142

12-5 光的偏振144

12-5-1 自然光与偏振光144

12-5-2 偏振片 马吕斯定律145

12-5-3 反射光和折射光的偏振性147

思考题148

习题149

第13章 狭义相对论153

13-1 基于绝对时空的力学理论154

13-1-1 牛顿的绝对时空观154

13-1-2 伽利略变换 经典力学相对性原理154

13-2 狭义相对论基本原理与时空的相对性155

13-2-1 狭义相对论基本原理155

13-2-2 时空的相对性156

13-3 洛伦兹变换160

13-3-1 洛伦兹变换160

13-3-2 相对论速度变换161

13-4 光的多普勒效应163

13-5 相对论与电磁特性164

13-6 相对论动力学165

13-6-1 相对论质量与动量165

13-6-2 相对论动力学的基本方程166

13-6-3 相对论能量167

思考题170

习题170

第14章 量子物理173

14-1 黑体辐射和普朗克能量子假设174

14-1-1 黑体辐射174

14-1-2 普朗克公式 普朗克量子假设176

14-2 光电效应 爱因斯坦光量子理论178

14-2-1 光电效应178

14-2-2 爱因斯坦光量子理论180

14-2-3 光的波粒二象性181

14-3 康普顿效应183

14-3-1 康普顿效应的实验规律183

14-3-2 康普顿效应的量子解释184

14-4 氢原子光谱和玻尔理论186

14-4-1 氢原子光谱186

14-4-2 原子的经典模型187

14-4-3 玻尔的氢原子理论188

14-5 粒子的波动性191

14-5-1 德布罗意波191

14-5-2 物质波的实验验证192

14-6 德布罗意波的统计诠释不确定关系194

14-6-1 德布罗意波的统计诠释194

14-6-2 不确定关系195

14-7 波函数 薛定谔方程197

14-7-1 波函数198

14-7-2 薛定谔方程的一般形式199

14-7-3 一维定态不含时薛定谔方程201

14-8 一维定态问题201

14-8-1 一维无限深势阱202

14-8-2 一维势垒 隧道效应203

14-8-3 扫描隧穿显微镜206

14-9 激光206

14-9-1 光的吸收和辐射207

14-9-2 粒子数反转207

14-9-3 光学谐振腔209

14-9-4 激光的特性210

思考题210

习题211