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（下册）2

第Ⅳ篇 热学2

第9章 热运动的统计描述2

9.1 热现象与热运动2

一、热现象2

二、热现象的宏观规律3

〈物理趣闻〉壮观的“和平”号“流星雨”4

三、分子热运动的物理图象6

9.2 统计规律10

一、统计规律的概念10

二、生活中的统计规律10

三、统计规律的描述12

四、统计规律的特点14

9.3 理想气体状态方程16

一、平衡态与状态参量16

二、理想气体状态方程17

〈课间小憩〉真实气体的范德瓦耳斯方程18

9.4 压强和温度的微观意义19

一、理想气体的微观模型19

二、压强的微观本质20

三、温度的微观本质22

9.5 理想气体的内能25

一、运动自由度25

二、能量均分定理26

三、理想气体的内能27

9.6 麦克斯韦速率分布律29

一、分子速率分布的实验测定29

二、麦克斯韦速率分布律30

三、三种统计速率34

〈趣味物理〉方均根速率与大气成分35

9.7 平均自由程与碰撞频率36

内容提要38

练习9 热运动的统计描述39

第10章 热力学44

10.1 准静态过程44

一、准静态过程46

二、准静态过程的功46

三、热量Q49

10.2 热力学第一定律50

一、等体过程52

二、等压过程53

三、等温过程56

四、绝热过程57

〈物理之窗〉液化气体60

10.3 循环过程61

一、循环过程的一般概念61

二、卡诺循环65

10.4 热力学第二定律69

一、自然过程的不可逆性70

二、热力学第二定律及其微观意义70

10.5 熵与熵增加原理72

一、宏观态与微观态72

二、热力学概率与熵75

三、熵增加原理76

〈物理学家〉L．玻耳兹曼77

内容提要78

练习10 热力学79

第Ⅴ篇 波动86

第11章 简谐运动86

11.1 简谐运动及其特征86

一、弹簧振子及其运动分析86

二、简谐运动的特征87

11.2 简谐运动的描述方法91

一、简谐运动方程91

二、振动曲线98

三、旋转矢量99

11.3 简谐运动的合成103

一、两个同方向、同频率简谐运动的合成103

二、两个同方向、不同频率简谐运动的合成 拍现象105

内容提要108

练习11 简谐运动110

第12章 波的传播规律115

12.1 机械波传播的物理图象115

一、弹性介质模型116

二、横波与纵波118

三、机械波传播的物理图象118

12.2 波动的描述方法118

一、波动的几何描述119

二、波动曲线120

三、波动方程124

12.3 波的能量特征129

12.4 波的干涉130

一、波的叠加原理131

〈物理趣闻〉孤立波与孤立子131

二、波的干涉132

三、驻波136

〈课间小憩〉音乐声学140

12.5 波的衍射142

12.6 电磁波144

一、电磁波的理论预见144

二、赫兹实验145

三、电磁波的基本性质146

四、玻印廷矢量S147

五、电磁波谱148

〈课间小憩〉红外技术149

12.7 多普勒效应151

内容提要153

练习12 波的传播规律156

第13章 光的波动性162

13.1 几何光学简介163

一、光线 光速163

二、几何光学的基本定律164

三、几种光学器件的成像原理166

13.2 光波的物理图象174

一、原子发光机理 波列174

二、光程176

13.3 光的干涉177

一、光干涉概述177

二、杨氏双缝干涉179

三、薄膜干涉182

13.4 光的衍射189

一、单缝的夫琅禾费衍射190

二、光栅的夫琅禾费衍射195

〈趣味物理〉无镜头摄影技术201

三、光学仪器的分辨率204

13.5 光的偏振性206

一、自然光和偏振光206

二、起偏与检偏207

三、马吕斯定律208

四、布儒斯特定律209

内容提要211

练习13 光的波动性213

第Ⅵ篇 近代物理223

第14章 相对论基础223

14.1 狭义相对论的两条基本原理和洛伦兹变换223

一、两条基本原理224

二、洛伦兹变换225

〈物理学家〉A．爱因斯坦226

14.2 相对论时空观233

一、同时性的相对性233

二、时间度量的相对性 时间膨胀234

〈趣味物理〉孪生子效应237

三、空间度量的相对性 长度收缩238

四、两种时空观240

14.3 相对论动力学结论241

一、相对论性动量241

二、相对论运动方程243

三、质量和能量的关系244

四、动量和能量的关系246

内容提要248

练习14 相对论基础250

第15章 量子物理基础253

15.1 普朗克量子论254

一、黑体辐射254

二、普朗克量子论256

〈物理学家〉M．普朗克258

15.2 光的波粒二象性259

一、光电效应的实验规律259

二、爱因斯坦光子学说261

三、康普顿效应265

15.3 量子力学引论269

一、德布罗意的物质波假说269

〈物理学家〉L．德布罗意271

二、海森伯不确定关系272

〈物理学家〉W．海森伯274

三、物质波波函数的统计解释275

四、薛定谔方程及其应用278

〈物理之窗〉扫描隧穿显微镜（STM）286

15.4 氢原子288

一、氢原子光谱规律288

二、玻尔氢原子理论289

〈物理学家〉N波尔291

三、氢原子的量子力学描述295

15.5 多电子原子中的电子分布299

一、斯特恩—盖拉赫实验 电子自旋299

二、四个量子数301

三、多电子原子的壳层结构301

内容提要304

练习15 量子物理基础307

第16章 物理学原理在近代工程技术中的应用313

16.1 激光313

一、激光的形成机理314

二、激光器的结构317

三、激光器件319

〈课间小憩〉我国第一台激光器320

四、激光的特性与应用322

16.2 射线无损检测的物理基础323

一、X射线的性质324

二、X射线的产生325

三、X射线的衰减规律325

四、X射线检测原理326

五、X射线照相方法和灵敏度327

16.3 铁磁质材料的磁粉无损检测329

一、磁粉检测的特点与应用范围329

二、磁粉检测的基本原理330

三、被检工件的磁化方法331

四、磁粉检测灵敏度与影响因素332

16.4 液体渗透检测的物理原理333

一、液体的表面性质333

二、液体渗透检测的基本原理334

三、液体渗透检测的操作过程335

四、影响检测灵敏度的因素335

16.5 现代光学检测337

一、细线（丝）直径的检测337

二、全息无损检测338

16.6 超声波检测342

一、超声波的种类和传播波形343

二、超声波的特征参量344

三、超声波换能器348

四、超声波无损检测349

五、超声波物位（液位）测量351

附录353

附录Ⅰ 基本物理常量及有关数据的计算用值353

附录Ⅱ 常用数学公式355

附录Ⅲ 1901—2006年诺贝尔物理学奖获得者358

索引373

参考文献381