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第12章 气体动理论1

12-1理想气体的状态方程2

12-1-1平衡态状态参量2

12-1-2温度3

12-1-3理想气体的状态方程4

12-2理想气体的压强和温度的微观解释7

12-2-1 理想气体的微观模型和统计假设7

12-2-2理想气体的压强公式8

12-2-3温度的微观解释10

12-2-4能量按自由度均分定理 理想气体的内能11

12-3平衡态的经典统计分布14

12-3-1 概率分布函数14

12-3-2玻耳兹曼分布15

12-3-3重力场中粒子按高度的分布18

12-3-4麦克斯韦速率分布律19

12-3-5麦克斯韦速度分布律22

12-4分子碰撞和气体的内迁移现象23

12-4-1 分子碰撞的统计规律23

12-4-2气体内的输运现象25

12-5范德瓦耳斯方程27

12-5-1 分子间的相互作用27

12-5-2真实气体的等温线28

12-5-3范德瓦耳斯方程29

习题30

第13章 热力学基础33

13-1热力学第一定律34

13-1-1内能 热力学第一定律34

13-1-2准静态过程的功和热量35

13-1-3定体热容和定压热容36

13-2热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用38

13-2-1理想气体的等值过程39

13-2-2 绝热过程41

13-2-3多方过程42

13-3循环与效率45

13-3-1热机和热机效率45

13-3-2致冷机和致冷系数47

13-3-3卡诺循环48

13-4热力学第二定律50

13-4-1 热力学过程的方向性50

13-4-2热力学第二定律的两种表述51

13-4-3卡诺定理53

13-4-4克劳修斯熵54

13-4-5熵增加原理56

13-5热力学第二定律统计意义59

13-5-1热力学第二定律的统计意义59

13-5-2玻耳兹曼熵60

13-5-3熵概念的应用举例63

13-6热力学第三定律 热力学负温度66

13-6-1热力学第三定律66

13-6-2热力学负温度67

习题68

第14章 振动71

14-1简谐振动72

14-1-1简谐振动方程72

14-1-2简谐振动的特征量73

14-1-3简谐振动的旋转矢量表示法74

14-1-4简谐振动的能量75

14-2简谐振动的合成和分解79

14-2-1同方向同频率简谐振动的合成79

14-2-2同方向不同频率简谐振动的合成拍81

14-2-3两个垂直方向上的简谐振动的合成82

14-2-4傅里叶分解 频谱分析83

14-3阻尼振动 受迫振动与共振84

14-3-1阻尼振动84

14-3-2受迫振动共振86

14-3-3电磁振荡88

14-4交流电及其简单电路89

14-4-1交流电及元件特征89

14-4-2交流电路的矢量图解法92

14-4-3 交流电的功率94

习题95

第15章 机械波98

15-1平面简谐波98

15-1-1机械波的形成98

15-1-2波的特征量100

15-1-3平面简谐波的表达式101

15-1-4波动方程104

15-2波的速度和能流104

15-2-1 波速105

15-2-2 波的能量106

15-2-3波的能流108

15-2-4声强级109

15-2-5波的吸收110

15-3惠更斯原理 波的衍射111

15-3-1 惠更斯原理111

15-3-2波的反射和折射112

15-3-3波的衍射113

15-4波的叠加原理 干涉现象113

15-4-1 波的叠加原理113

15-4-2波的干涉114

15-4-3驻波117

15-4-4 波的色散119

15-5多普勒效应121

15-5-1 波源不动，观察者运动121

15-5-2观察者不动，波源运动122

15-5-3波源和观察者同时相对于介质运动122

15-5-4光的多普勒效应123

15-5-5艏波与马赫锥124

习题125

第16章 几何光学129

16-1几何光学基本定律129

16-1-1光波概述129

16-1-2基本实验定律131

16-1-3光路可逆原理132

16-1-4全反射132

16-1-5光程 费马原理133

16-2成像基本概念和光的平面成像133

16-2-1 物和像133

16-2-2物像之间的等光程性134

16-2-3光在平面上的反射135

16-2-4光在平面上的折射135

16-2-5负折射率介质135

16-3光在球面上的反射和折射136

16-3-1符号规定137

16-3-2 光在球面上的折射137

16-3-3焦点和焦距138

16-3-4光在球面上的反射138

16-3-5傍轴物点球面成像139

16-4薄透镜140

16-4-1薄透镜的物像公式140

16-4-2薄透镜的焦距和焦点141

16-4-3薄透镜作图求像法142

16-4-4像差144

16-5光学仪器144

16-5-1人眼144

16-5-2照相机145

16-5-3放大镜146

16-5-4显微镜146

16-5-5望远镜147

习题149

第17章 波动光学151

17-1光波的叠加和干涉151

17-1-1光是电磁波151

17-1-2相干条件及其实现的基本方法153

17-1-3干涉光强分布与光程差153

17-2分波前干涉155

17-2-1杨氏双缝实验155

17-2-2 其他分波面干涉156

17-2-3光波的空间相干性和时间相干性159

17-3分振幅干涉161

17-3-1薄膜干涉概述161

17-3-2 等倾干涉162

17-3-3等厚干涉163

17-3-4等厚干涉的简单应用164

17-3-5迈克耳孙干涉仪165

17-4光的衍射168

17-4-1光的衍射现象168

17-4-2 惠更斯-菲涅耳原理169

17-4-3夫琅和费单缝衍射169

17-4-4单缝衍射的光强分布171

17-4-5圆孔衍射光学仪器的分辨率174

17-5衍射光栅175

17-5-1光栅衍射175

17-5-2用旋转矢量法求衍射光强分布177

17-5-3光栅光谱179

17-5-4 X射线在晶体上的衍射181

17-6偏振光的产生和检验182

17-6-1 自然光偏振光182

17-6-2反射光和折射光的偏振183

17-6-3起偏和检偏184

17-6-4双折射现象185

17-7偏振光干涉188

17-7-1波片与完全偏振光188

17-7-2偏振光的干涉190

17-7-3人为双折射旋光现象191

17-7-4 光学非线性介质192

17-8傅里叶光学简介193

17-8-1 光栅衍射与傅里叶变换193

17-8-2阿贝成像原理与空间滤波194

17-8-3光学全息技术195

习题196

第18章 量子物理基础200

18-1光的量子性201

18-1-1黑体辐射201

18-1-2光电效应204

18-1-3康普顿效应207

18-1-4玻尔氢原子理论209

18-1-5电子偶的产生和湮灭211

18-2物质波212

18-2-1德布罗意假设212

18-2-2单个光子就能产生干涉214

18-2-3波函数215

18-2-4海森伯不确定关系217

18-2-5薛定谔方程219

18-3一维定态问题221

18-3-1一维无限深势阱221

18-3-2一维谐振子224

18-3-3势垒与隧道效应225

习题227

第19章 原子分子与固体231

19-1原子231

19-1-1氢原子231

19-1-2电子的轨道磁矩234

19-1-3电子自旋235

19-1-4全同粒子系 交换对称性236

19-1-5量子统计237

19-1-6原子的壳层结构239

19-2分子与固体242

19-2-1化学键242

19-2-2分子光谱244

19-2-3生物大分子245

19-2-4固体的能带246

19-2-5介观物理247

19-3激光249

19-3-1 受激吸收自发辐射与受激辐射250

19-3-2粒子数反转250

19-3-3光学谐振腔251

19-4宏观量子现象252

19-4-1 A-B效应252

19-4-2超流254

19-4-3超导255

习题258

第20章 原子核简介260

20-1原子核260

20-1-1核的组成和大小260

20-1-2核的质量和结合能261

20-1-3放射性衰变262

20-1-4核反应264

20-2强弱相互作用场265

20-2-1核力的特征265

20-2-2弱相互作用场266

20-2-3守恒定律267

20-2-4 统一场理论简介269

习题270