第3篇  热学

第9章  气体动理论3

  9.1  平衡状态理想气体状态方程3

  9.1.1  宏观描述与微观描述3

  9.1.2  理想气体状态方程5

  9.2  理想气体的压强公式与温度公式6

  9.2.1  理想气体分子模型与压强公式6

  9.2.2  气体分子的平均平动动能与温度的关系10

  9.3  能量按自由度均分定理理想气体的内能11

  9.3.1  自由度11

  9.3.2  气体分子的自由度12

  9.3.3  能量均分定理12

  9.3.4  理想气体的内能14

  9.4  麦克斯韦速率分布律15

  9.4.1  麦克斯韦分子速率分布定律15

  9.4.2  气体分子速率的三种统计平均值17

  9.5  分子数按能量分布的统计规律18

  9.5.1  玻耳兹曼能量分布律19

  9.5.2  重力场中微粒按高度的分布20

  9.6  分子碰撞和平均自由程21

  9.6.1  分子的平均碰撞频率21

  9.6.2  分子的平均自由程22

  本章要点23

  习题923

第10章  热力学基础26

  10.1  体积功热量内能26

  10.1.1  体积功26

  10.1.2  热量27

  10.1.3  内能27

  10.2  热力学第一定律及其应用28

  10.2.1  热力学第一定律28

  10.2.2  热力学第一定律的过程应用29

  10.3  循环过程与循环效率33

  10.3.1  循环过程33

  10.3.2  正循环、热机效率33

  10.3.3  逆循环、制冷系数35

  10.4  卡诺循环与卡诺定理37

  10.4.1  卡诺循环37

  10.4.2  卡诺定理38

  10.5  热力学第二定律39

  10.5.1  自发过程的方向性39

  10.5.2  热力学第二定律的两种表述40

  10.5.3  热力学第二定律的统计意义40

  10.6  熵与熵增原理42

  10.6.1  玻耳兹曼公式42

  10.6.2  熵增原理42

  10.6.3  克劳修斯熵公式43

  阅读材料7  热力学第三定律43

  本章要点46

  习题1047

    第4篇  振动与波

第11章  机械振动53

  11.1  简谐振动的基本概念和规律53

  11.1.1  简谐振动的动力学方程及其解——运动方程53

  11.1.2  描述简谐振动的特征量55

  11.2  旋转矢量58

  11.3  简谐振动的能量59

  11.4  阻尼振动受迫振动和共振60

  11.4.1  阻尼振动60

  11.4.2  受迫振动61

  11.5  简谐振动的合成63

  11.5.1  同方向、同频率简谐振动的合成63

  11.5.2  同方向、不同频率简谐振动的合成拍64

  11.5.3  相互垂直的同频率简谐振动的合成65

  阅读材料8  非线性振动简介66

  本章要点67

  习题1169

第12章  机械波71

  12.1  机械波的产生及其特征量71

  12.1.1  机械波形成的条件71

  12.1.2  描述波动的特征量72

  12.1.3  波动的几何描述73

  12.2  平面简谐波74

  12.3  波的能量和能流77

  12.3.1  波的能量77

  12.3.2  波的能流79

  12.3.3  波的振幅79

  12.4  波的传播80

  12.4.1  惠更斯原理80

  12.4.2  波的反射与折射80

  12.4.3  波的衍射81

  12.5  波的叠加驻波82

  12.5.1  波的叠加原理82

  12.5.2  波的干涉82

  12.5.3  驻波84

  12.5.4  半波损失86

  12.6  多普勒效应86

  阅读材料9  声波声强级88

  本章要点90

  习题1291

    第5篇  波动光学

第13章  波动光学95

  13.1  光的干涉95

  13.1.1  光波、光的相干性95

  13.1.2  双缝干涉97

  13.1.3  光程和光程差99

  13.1.4  薄膜干涉101

  13.1.5  迈克耳孙干涉仪106

  13.2  光的衍射107

  13.2.1  光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理107

  13.2.2  夫琅禾费单缝衍射108

  13.2.3  光学仪器的分辨本领112

  13.2.4  衍射光栅113

  13.2.5  X射线衍射115

  13.3  光的偏振116

  13.3.1  自然光偏振光116

  13.3.2  偏振片起偏和检偏116

  13.3.3  马吕斯定律118

  13.3.4  反射和折射时光的偏振118

  13.3.5  双折射120

  13.3.6  偏振理论在各方面的应用122

  阅读材料10  3D电影123

  本章要点123

  习题13126

    第6篇  量子物理基础

第14章早期的量子论133

  14.1热辐射普朗克能量子假说133

  14.1.1热辐射133

  14.1.2基尔霍夫定律134

  14.1.3黑体黑体辐射实验规律134

  14.1.4经典物理的困境普朗克能量子假说135

  14.2光电效应光的波粒二象性137

  14.2.1光电效应的实验规律137

  14.2.2光的波动说遇到的困难138

  14.2.3爱因斯坦方程139

  14.2.4光的波粒二象性140

  14.3  玻尔氢原子理论141

  14.3.1  氢原子光谱的规律性141

  14.3.2  玻尔的氢原子理论简介142

  14.4  夫兰克-赫兹实验146

  14.5  康普顿散射148

  14.6  德布罗意波实物粒子的波粒二象性151

  14.6.1  德布罗意假设151

  14.6.2  电子衍射实验152

  14.7  不确定关系154

  本章要点156

  习题14158

第15章  量子力学基础161

  15.1  波函数微观粒子的状态描述161

  15.1.1  物质波的本质161

  15.1.2  波函数的标准条件和归一化条件162

  15.1.3  自由粒子的一维波函数162

  15.1.4  薛定谔方程163

  15.2  定态薛定谔方程165

  15.2.1  定态定态薛定谔方程165

  15.2.2  一维无限深势阱中的粒子166

  15.2.3  势垒中的粒子169

  15.3  氢原子电子自旋四个量子数171

  15.3.1  氢原子中电子的运动171

  15.3.2  电子的自旋第四个量子数175

  15.4  原子的壳层结构177

  15.4.1  泡利不相容原理177

  15.4.2  能量最小原理178

  本章要点182

  习题15184

    第7篇  专题选读

专题Ⅰ  激光技术187

  Ⅰ.1  激光器概述187

  Ⅰ.2  激光器的工作原理189

  Ⅰ.3  激光器的应用领域193

专题Ⅱ  光纤光纤通信197

专题Ⅲ  半导体203

  Ⅲ.1  半导体概述203

  Ⅲ.2  半导体的基本概念205

  Ⅲ.3  半导体技术的未来211

专题Ⅳ  超导电性213

  Ⅳ.1  超导的发现及其电磁特性213

  Ⅳ.2  超导体的微观理论217

  Ⅳ.3  超导的应用221

专题Ⅴ  新材料技术224

  Ⅴ.1  纳米材料技术225

  Ⅴ.2  液晶229

附录232

  附录A  量纲232

  附录B  国际单位制（SI）的基本单位和辅助单位233

  附录C  希腊字母233

  附录D  物理量的名称、符号和单位（SI）234

  附录E  基本物理常数表（2006年国际推荐值）237

  附录F  常用数学公式237

习题答案240

参考文献244