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第一篇 宏观低速物质的运动规律3

第1章 质点运动学3

1.1质点及其运动的描述3

1.1.1质点3

1.1.2参考系与坐标系3

1.1.3空间与时间4

1.1.4质点的位置矢量和运动方程4

1.1.5质点的位移和路程5

1.1.6质点的速度和速率6

1.1.7质点的加速度9

1.1.8直角坐标系中运动学的三类问题10

1.2质点平面曲线运动的描述14

1.2.1自然坐标系中的速度和加速度14

1.2.2圆周运动17

1.3相对运动22

本章提要25

习题27

第2章 动量与角动量31

2.1牛顿运动定律31

2.1.1牛顿运动定律31

2.1.2常见力33

2.1.3惯性参考系 惯性力39

2.2动量定理 动量守恒定律41

2.2.1质点的动量定理41

2.2.2质点系的动量定理45

2.2.3动量守恒定律47

2.2.4碰撞50

2.3质心 质心运动定律52

2.3.1质心52

2.3.2质心运动定律54

2.4角动量定理 角动量守恒定律56

2.4.1质点的角动量56

2.4.2力矩57

2.4.3质点的角动量定理58

2.4.4质点的角动量守恒定律59

本章提要61

习题65

第3章 功和能68

3.1功和功率68

3.1.1功68

3.1.2一对相互作用力的功70

3.1.3功率71

3.2动能 动能定理72

3.2.1质点的动能定理72

3.2.2质点系的动能定理74

3.3保守力的功 势能75

3.3.1保守力的功75

3.3.2势能77

3.4功能原理 机械能守恒定律79

3.4.1功能原理79

3.4.2机械能守恒定律83

本章提要86

习题87

第4章 刚体力学基础89

4.1刚体运动的描述89

4.1.1刚体的平动和转动89

4.1.2刚体的定轴转动90

4.1.3描述刚体定轴转动的物理量91

4.2刚体的定轴转动定律91

4.2.1力对转轴的力矩91

4.2.2刚体的定轴转动转动定律92

4.2.3转动惯量94

4.2.4转动定律的应用举例98

4.3刚体定轴转动的角动量守恒定律101

4.3.1刚体对定轴的角动量101

4.3.2刚体对定轴的角动量定理102

4.3.3刚体定轴转动的角动量守恒定律103

4.4刚体定轴转动的动能定理107

4.4.1刚体的转动动能107

4.4.2刚体的重力势能107

4.4.3力矩做的功108

4.4.4刚体定轴转动的动能定理109

4.4.5刚体定轴转动的机械能守恒定律109

本章提要113

习题115

第二篇 宏观高速物质的运动规律121

第5章 狭义相对论基础121

5.1伽利略相对性原理 经典力学时空观121

5.1.1伽利略变换121

5.1.2经典力学时空观122

5.2狭义相对论基本原理 洛伦兹变换123

5.2.1狭义相对论的理论与实验基础123

5.2.2狭义相对论基本原理126

5.2.3洛伦兹变换127

5.3狭义相对论的时空观130

5.3.1同时性的相对性130

5.3.2时间的延缓132

5.3.3动杆的收缩（洛伦兹收缩）134

5.4狭义相对论动力学基础135

5.4.1动量守恒定律的洛伦兹变换 质量-速度关系136

5.4.2相对论中的质量-能量关系139

本章提要143

习题145

第三篇 振动和经典波151

第6章 振动学基础151

6.1简谐振动的运动学描述151

6.1.1弹簧振子 简谐振动的运动方程151

6.1.2简谐振动的特征量152

6.2简谐振动的动力学特征154

6.2.1简谐振动的动力学方程154

6.2.2简谐振动的能量质点157

6.3旋转矢量表示法158

6.4简谐振动的合成162

6.4.1两个同方向同频率的简谐振动的合成162

6.4.2两个同方向不同频率的简谐振动的合成165

6.4.3两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成166

6.4.4两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成168

6.5阻尼振动169

6.6受迫振动171

本章提要173

习题175

第7章 波动学基础179

7.1机械波的产生和传播179

7.1.1机械波产生的条件179

7.1.2横波与纵波180

7.1.3波线和波面181

7.1.4简谐波181

7.1.5描述波动的物理量181

7.1.6物体的弹性形变与弹性模量183

7.2平面简谐波的波函数184

7.2.1波函数的建立184

7.2.2波函数的物理意义186

7.2.3平面简谐波的微分方程188

7.3波的能量191

7.3.1平面简谐纵波传播时介质元的能量191

7.3.2波的能量密度和能流密度192

7.3.3球面波的表达式193

7.3.4波的吸收193

7.3.5声波简介194

7.4波的叠加原理 波的干涉196

7.4.1波的叠加原理196

7.4.2波的干涉196

7.5驻波199

7.5.1驻波的产生200

7.5.2驻波方程 驻波的特点201

7.5.3半波损失202

7.5.4弦线上的驻波202

7.6波的衍射206

7.6.1惠更斯原理206

7.6.2惠更斯原理的应用207

7.7多普勒效应208

本章提要212

习题214

第8章 波动光学217

8.1光的相干性217

8.1.1光源及原子的发光机理217

8.1.2光的颜色和光谱218

8.1.3光的强度219

8.1.4光的干涉现象220

8.1.5光程与光程差222

8.1.6透镜的等光程性223

8.2分波面法产生的干涉223

8.2.1杨氏双缝干涉223

8.2.2其他分波阵面干涉装置225

8.3分振幅法产生的干涉227

8.3.1薄膜的等倾干涉228

8.3.2增透膜和增反膜230

8.3.3薄膜的等厚干涉232

8.3.4迈克耳孙干涉仪239

8.4单缝衍射241

8.4.1光的衍射现象及分类241

8.4.2惠更斯-菲涅耳原理242

8.4.3单缝的夫琅禾费衍射242

8.5光栅衍射246

8.5.1衍射光栅247

8.5.2光栅衍射条纹的形成247

8.5.3光栅衍射光谱249

8.6光学仪器的分辨本领253

8.6.1圆孔衍射253

8.6.2光学仪器的分辨率254

8.7 X射线衍射256

8.8偏振光的产生和检验258

8.8.1横波的偏振性258

8.8.2自然光 偏振光259

8.8.3偏振片 起偏与检偏260

8.8.4马吕斯定律262

8.8.5反射和折射时光的偏振264

8.8.6双折射现象266

本章提要270

习题273

习题答案276

附录1常用基本物理常量表283

附录2国际单位制（SI）284

附录3希腊字母表285