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第3篇 热学3

第16章 温度和气体动理论3

16.1 平衡态3

16.2 温度的概念4

16.3 理想气体温标5

16.4 理想气体状态方程7

16.5 气体分子的无规则运动9

16.6 理想气体的压强11

16.7 温度的微观意义14

16.8 能量均分定理16

16.9 麦克斯韦速率分布律18

16.10 麦克斯韦速率分布律的实验验证24

16.11 玻耳兹曼分布律25

16.12 实际气体等温线27

16.13 范德瓦耳斯方程28

16.14 非平衡态输运过程32

提要36

思考题38

习题39

科学家介绍 玻耳兹曼43

第17章 热力学第一定律46

17.1 功 热量 热力学第一定律46

17.2 准静态过程48

17.3 热容51

17.4 绝热过程56

17.5 循环过程60

17.6 卡诺循环62

17.7 致冷循环65

提要66

思考题68

习题68

科学家介绍 焦耳73

今日物理趣闻E 能源与环境76

E.1 各式能源的利用76

E.2 人类环境问题77

第18章 热力学第二定律82

18.1 自然过程的方向82

18.2 不可逆性的相互依存84

18.3 热力学第二定律及其微观意义85

18.4 热力学概率与自然过程的方向87

18.5 玻耳兹曼熵公式与熵增加原理90

18.6 可逆过程92

18.7 克劳修斯熵公式94

18.8 用克劳修斯熵公式计算熵变98

18.9 温熵图100

18.10 熵和能量退降101

提要102

思考题103

习题104

第4篇 光学109

第19章 振动109

19.1 简谐运动的描述109

19.2 简谐运动的动力学112

19.3 简谐运动的能量116

19.4 阻尼振动117

19.5 受迫振动共振119

19.6 同一直线上同频率的简谐运动的合成120

19.7 同一直线上不同频率的简谐运动的合成122

19.8 谐振分析123

19.9 两个相互垂直的简谐运动的合成125

提要126

思考题127

习题128

第20章 波动132

20.1 行波132

20.2 简谐波133

20.3 物体的弹性形变138

20.4 弹性介质中的波速140

20.5 波的能量142

20.6 惠更斯原理与波的反射和折射145

20.7 波的叠加 驻波148

20.8 声波152

20.9 地震波154

20.10 水波155

20.11 多普勒效应157

20.12 行波的叠加和群速度161

20.13 孤子163

提要164

思考题166

习题167

第21章 几何光学173

21.1 光线173

21.2 光的反射174

21.3 球面反射镜176

21.4 光的折射178

21.5 薄透镜的焦距180

21.6 薄透镜成像183

21.7 人眼187

21.8 助视仪器188

提要191

思考题192

习题194

第22章 光的干涉197

22.1 杨氏双缝干涉197

22.2 相干光201

22.3 光的非单色性对干涉条纹的影响203

22.4 光源的大小对干涉条纹的影响205

22.5 光程208

22.6 薄膜干涉（一）——等厚条纹210

22.7 薄膜干涉（二）——等倾条纹214

22.8 迈克耳孙干涉仪216

提要217

思考题218

习题219

科学家介绍 托马斯·杨和菲涅耳222

第23章 光的衍射225

23.1 光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理225

23.2 单缝的夫琅禾费衍射226

23.3 光学仪器的分辨本领231

23.4 细丝和细粒的衍射233

23.5 光栅衍射235

23.6 光栅光谱241

23.7 光盘及其录音与放音243

23.8 X射线衍射247

提要248

思考题249

习题250

今日物理趣闻F 全息照相253

F.1 全息照片的拍摄253

F.2 全息图像的观察255

F.3 全息照相的应用256

第24章 光的偏振257

24.1 光的偏振状态257

24.2 线偏振光的获得与检验259

24.3 反射和折射时光的偏振261

24.4 由散射引起的光的偏振262

24.5 双折射现象263

24.6 椭圆偏振光和圆偏振光267

24.7 偏振光的干涉270

24.8 人工双折射271

24.9 旋光现象272

提要274

思考题275

习题276

今日物理趣闻G 液晶279

G.1 液晶的结构279

G.2 液晶的光学特性280

第5篇 量子物理285

第25章 狭义相对论基础285

25.1 牛顿相对性原理和伽利略变换285

25.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变288

25.3 同时性的相对性和时间延缓289

25.4 长度收缩293

25.5 洛伦兹坐标变换295

25.6 相对论速度变换299

25.7 相对论质量301

25.8 力和加速度的关系304

25.9 相对论动能305

25.11 动量和能量的关系309

25.12 相对论力的变换312

提要313

思考题314

习题315

科学家介绍 爱因斯坦318

今日物理趣闻H 大爆炸和宇宙膨胀320

H.1 现时的宇宙320

H.2 宇宙膨胀和大爆炸321

H.3 从大爆炸到今天323

H.4 宇宙的未来326

H.5 至大和至小的理论结合起来了329

第26章 波粒二象性330

26.1 黑体辐射330

26.2 光电效应333

26.3 光的二象性光子335

26.4 康普顿散射338

26.5 粒子的波动性341

26.6 概率波与概率幅344

26.7 不确定关系347

提要352

思考题353

习题353

科学家介绍 德布罗意356

第27章 薛定谔方程358

27.1 薛定谔得出的波动方程358

27.2 无限深方势阱中的粒子362

27.3 势垒穿透365

27.4 谐振子370

提要372

思考题372

习题373

科学家介绍 薛定谔375

第28章 原子中的电子377

28.1 氢原子377

28.2 电子的自旋与自旋轨道耦合385

28.3 微观粒子的不可分辨性和泡利不相容原理391

28.4 各种原子核外电子的组态392

28.5 X射线396

28.6 激光399

28.7 分子结构403

28.8 分子的转动和振动能级407

提要411

思考题412

习题413

科学家介绍 玻尔416

今日物理趣闻I 激光应用二例418

I.1 多光子吸收418

I.2 激光冷却与捕陷原子420

第29章 固体中的电子423

29.1 自由电子按能量的分布423

29.2 金属导电的量子论解释427

29.3 量子统计428

29.4 能带导体和绝缘体431

29.5 半导体434

29.6 PN结435

29.7 半导体器件436

提要438

思考题440

习题440

今日物理趣闻J 新奇的纳米科技442

J.1 什么是纳米科技442

J.2 纳米材料443

J.3 纳米器件444

第30章 核物理446

30.1 核的一般性质446

30.2 核力450

30.3 核的结合能451

30.4 核的液滴模型454

30.5 放射性和衰变定律456

30.6 α衰变460

30.7 穆斯堡尔效应461

30.8 β衰变466

30.9 核反应469

提要472

思考题473

习题473

今日物理趣闻K 基本粒子476

K.1 粒子的发现与特征476

K.2 粒子分类477

K.3 粒子的转化与守恒定律479

K.4 夸克480

K.5 色481

K.6 粒子研究与技术483

元素周期表486

数值表487

习题答案489

诺贝尔物理学奖获得者名录500