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第7章 振动学基础1

7.1简谐振动1

7.1.1简谐振动方程 基本特征1

7.1.2描述简谐振动的物理量4

7.1.3简谐振动的旋转矢量表示法7

7.1.4简谐振动的能量11

7.1.5典型的简谐振动实例12

7.2简谐振动的合成与分解16

7.2.1两个同方向、同频率简谐振动的合成16

7.2.2两个同方向不同频率简谐振动的合成 拍现象19

7.2.3相互垂直的简谐振动的合成李萨如图形20

7.2.4振动的分解 频谱分析21

7.3阻尼振动 受迫振动 共振22

7.3.1阻尼振动22

7.3.2受迫振动 共振24

本章提要26

习题27

阅读材料29

第8章 波动33

8.1机械波的产生和传播33

8.1.1机械波的产生33

8.1.2波的传播速度34

8.1.3波的几何描述35

8.1.4描述波动的几个物理量36

8.2平面简谐波37

8.2.1平面简谐波的波函数37

8.2.2波的能量41

8.3波的干涉和衍射45

8.3.1波的叠加原理 波的干涉45

8.3.2驻波48

8.3.3惠更斯原理 波的衍射51

8.4多普勒效应53

8.4.1声波的多普勒效应53

8.4.2电磁波的多普勒效应与红移55

本章提要55

习题56

阅读材料59

第9章 光学63

9.1几何光学63

9.1.1几何光学基本定律63

9.1.2平面的反射和折射成像66

9.1.3球面的反射和折射成像69

9.1.4薄透镜成像76

9.2获得相干光的方法80

9.2.1光的电磁本性81

9.2.2光程和光程差81

9.2.3获得相干光的方法83

9.3光的干涉85

9.3.1杨氏双缝干涉实验85

9.3.2洛埃镜实验88

9.3.3薄膜干涉89

9.3.4劈尖干涉91

9.3.5牛顿环94

9.3.6迈克耳孙干涉仪96

9.4单缝和圆孔的夫琅禾费衍射97

9.4.1惠更斯-菲涅耳原理98

9.4.2夫琅禾费单缝衍射98

9.4.3圆孔衍射 光学仪器的分辨本领102

9.5光栅衍射104

9.5.1光栅衍射104

9.5.2 X射线在晶体上的衍射109

9.5.3全息照相109

9.6光的偏振110

9.6.1自然光和偏振光111

9.6.2起偏和检偏111

9.6.3反射和折射时光的偏振113

9.6.4光在晶体中的传播115

9.6.5人工双折射118

9.6.6旋光现象120

本章提要120

习题123

阅读材料126

第10章 气体动理论及热力学132

10.1气体状态方程132

10.1.1理想气体状态方程133

10.1.2理想气体的压强135

10.1.3温度的微观意义139

10.1.4范德瓦耳斯方程140

10.2麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律142

10.2.1分布函数和统计平均值142

10.2.2麦克斯韦速率分布定律144

10.2.3麦克斯韦速率分布律的实验证明146

10.2.4玻尔兹曼分布定律147

10.2.5统计规律性和涨落现象149

10.3理想气体的内能150

10.3.1自由度150

10.3.2能量按自由度均分定理151

10.3.3理想气体的内能151

10.4热力学第一定律153

10.5热容量156

10.5.1理想气体的定体摩尔热容Cv156

10.5.2理想气体的定压摩尔热容Cp157

10.6理想气体在各准静态过程中所做的功159

10.6.1等体、等压和等温过程中的功159

10.6.2绝热过程中的功159

10.6.3多方过程中的功162

10.6.4理想气体各准静态过程的主要公式163

10.7循环过程163

10.7.1循环过程164

10.7.2卡诺循环166

10.7.3逆循环和制冷机168

10.8热力第二定律169

10.8.1热力学第二定律170

10.8.2热力学第二定律的统计意义172

10.8.3熵增加原理173

10.8.4玻尔兹曼熵公式与克劳修斯熵公式的联系175

10.9输运过程177

10.9.1平均碰撞频率和平均自由程177

10.9.2内摩擦现象（黏滞现象）179

10.9.3热传导现象180

10.9.4扩散现象181

本章提要181

习题183

阅读材料187

第11章 狭义相对论191

11.1洛伦兹变换191

11.1.1牛顿力学的时空观191

11.1.2麦克斯韦电磁场理论的挑战193

11.1.3爱因斯坦的选择195

11.1.4洛伦兹变换195

11.2狭义相对论的时空观197

11.2.1同时性的相对性198

11.2.2时间的延缓200

11.2.3长度的缩短201

11.2.4相对论中的速度变换202

11.2.5经典力学时空观与相对论时空观的比较204

11.3狭义相对论的动力学基础206

11.3.1相对论力学的基本方程207

11.3.2相对论中的质量-能量关系207

11.3.3狭义相对论中的动量——能量关系210

本章提要211

习题212

阅读材料213

第12章 量子物理217

12.1光的粒子性217

12.1.1黑体辐射217

12.1.2普朗克的能量子假说219

12.1.3光电效应220

12.1.4光的波动说的缺陷222

12.1.5爱因斯坦的光子理论223

12.1.6康普顿效应225

12.1.7光的波粒二象性228

12.2实物粒子的波粒二象性228

12.2.1德布罗意假设229

12.2.2德布罗意假设的实验验证230

12.2.3德布罗意假设的意义232

12.2.4电子显微镜232

12.3不确定关系234

12.3.1不确定关系234

12.3.2用不确定关系讨论几个具体例子235

12.4薛定谔方程237

12.4.1波函数237

12.4.2薛定谔方程239

12.4.3算符与力学量的平均值240

12.5势阱和势垒中的粒子241

12.5.1一维无限深势阱241

12.5.2隧道效应244

12.5.3扫描隧道显微镜244

12.6氢原子245

12.6.1氢原子光谱的实验规律246

12.6.2经典理论处理氢原子问题遇到的困难246

12.6.3玻尔的氢原子理论247

12.6.4氢原子的量子力学处理251

12.6.5电子自旋255

12.6.6激光器工作原理256

12.7原子壳层结构259

12.7.1泡利不相容原理259

12.7.2能量最小原理260

本章提要261

习题262

阅读材料264

部分习题答案268