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第一篇 宏观低速实物物质的运动规律第1章　质点运动学3

1.1　质点及其运动的描述3

1.1.1　参考系与坐标系3

1.1.2　质点4

1.1.3　质点的位置矢量和运动方程4

1.1.4　质点的位移和路程5

1.1.5　质点的速度和速率6

1.1.6　质点的加速度8

1.1.7　直角坐标系中运动学的三类问题9

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16

1.3　相对运动21

本章提要23

思考题26

习题27

第2章　动量与角动量守恒定律30

2.1　牛顿运动定律30

2.1.1　常见力30

2.1.2　基本力33

2.1.3　牛顿运动定律34

2.1.4　惯性参考系惯性力40

2.2　动量定理43

2.2.1　质点的动量定理43

2.2.2　质点系的动量定理47

2.3　动量守恒定律49

2.4　碰撞52

2.4.1　完全弹性碰撞53

2.4.2　完全非弹性碰撞53

2.4.3　运载火箭的运动55

2.5　质心　质心运动定理57

2.5.1　质心57

2.5.2　质心运动定理59

2.6　质点的角动量与角动量定理60

2.6.1　质点的角动量60

2.6.2　力矩62

2.6.3　质点的角动量定理62

2.7　质点的角动量守恒定律63

本章提要66

思考题69

习题70

第3章　能量　能量守恒定律74

3.1　功和功率74

3.1.1　功74

3.1.2　一对相互作用力的功76

3.1.3　功率76

3.2　动能　动能定理78

3.2.1　质点的动能定理78

3.2.2　质点系的动能定理80

3.3　保守力　势能　功能原理81

3.3.1　保守力的功81

3.3.2　势能83

3.3.3　势能曲线85

3.3.4　功能原理86

3.4　机械能守恒定律90

本章提要94

思考题95

习题96

第4章　刚体的转动99

4.1　刚体运动的描述99

4.1.1　刚体的平动和转动99

4.1.2　刚体的定轴转动100

4.1.3　描述刚体定轴转动的物理量101

4.2　刚体的定轴转动定律102

4.2.1　力对转轴的力矩102

4.2.2　刚体定轴转动的转动定律103

4.2.3　转动惯量104

4.2.4　转动定律的应用举例109

4.3　力矩的功　刚体定轴转动的动能定理112

4.3.1　刚体的转动动能112

4.3.2　刚体的重力势能113

4.3.3　力矩做的功114

4.3.4　刚体定轴转动的动能定理114

4.3.5　刚体定轴转动的机械能守恒定律115

4.4　刚体定轴转动的角动量守恒定律118

4.4.1　刚体对定轴的角动量118

4.4.2　刚体的角动量守恒定律118

本章提要125

思考题127

习题128

第二篇 宏观高速实物物质的运动规律第5章　狭义相对论基础135

5.1　伽利略相对性原理　经典力学时空观135

5.1.1　伽利略变换135

5.1.2　经典力学时空观136

5.2　狭义相对论基本原理　洛伦兹变换137

5.2.1　狭义相对论的理论与实验基础137

5.2.2　狭义相对论基本原理140

5.2.3　洛伦兹变换141

5.3　狭义相对论的时空观144

5.3.1　同时性的相对性144

5.3.2　时间的延缓146

5.3.3　动杆的收缩（洛伦兹收缩）148

5.4　狭义相对论动力学基础149

5.4.1　动量守恒定律的洛伦兹变换　质量-速度关系150

5.4.2　相对论中的质量-能量关系153

本章提要157

思考题159

习题160

第三篇 振动和经典波165

第6章　振动学基础165

6.1　简谐振动的运动学描述165

6.1.1　弹簧振子165

6.1.2　简谐振动的运动方程165

6.1.3　简谐振动的相位166

6.1.4　简谐振动的速度和加速度167

6.2　简谐振动的动力学定义168

6.2.1　简谐振动的动力学定义168

6.2.2　简谐振动的能量171

6.3　旋转矢量表示法172

6.4　简谐振动的合成176

6.4.1　两个同方向同频率的简谐振动的合成176

6.4.2　两个同方向不同频率简谐振动的合成179

6.4.3　两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成181

6.4.4　两个相互垂直的不同频率的简谐振动的合成182

6.5　阻尼振动183

6.6　受迫振动185

本章提要187

思考题189

习题190

第7章　波动学基础193

7.1　机械波的产生和传播193

7.1.1　机械波产生的条件193

7.1.2　横波与纵波194

7.1.3　波线和波面195

7.1.4　简谐波195

7.1.5　描述波动的物理量195

7.1.6　物体的弹性形变与弹性模量197

7.2　平面简谐波的波函数199

7.2.1　波函数的建立199

7.2.2　波函数的物理意义200

7.2.3　平面简谐波的微分方程202

7.3　波的能量205

7.3.1　平面简谐纵波传播时介质元的能量205

7.3.2　波的能量密度和能流密度206

7.3.3　球面波207

7.3.4　波的吸收207

7.3.5　声波简介208

7.4　惠更斯原理及其应用210

7.4.1　惠更斯原理210

7.4.2　惠更斯原理的应用211

7.5　波的叠加原理　波的干涉213

7.5.1　波的叠加原理213

7.5.2　波的干涉213

7.6　驻波217

7.6.1　驻波的产生217

7.6.2　驻波的波函数218

7.6.3　半波损失219

7.6.4　弦线上的驻波220

7.7　多普勒效应223

本章提要227

思考题228

习题230

第8章　波动光学233

8.1　光的相干性233

8.1.1　光源及原子的发光机理233

8.1.2　光的颜色和光谱234

8.1.3　光的强度235

8.1.4　光的干涉现象236

8.1.5　光程与光程差238

8.1.6　透镜的等光程性238

8.2　双缝干涉239

8.2.1　杨氏双缝干涉239

8.2.2　其他分波阵面干涉装置240

8.3　薄膜干涉243

8.3.1　薄膜的等倾干涉244

8.3.2　增透膜和增反膜246

8.3.3　薄膜的等厚干涉248

8.3.4　迈克耳孙干涉仪255

8.4　单缝衍射257

8.4.1　光的衍射现象及分类257

8.4.2　惠更斯-菲涅耳原理257

8.4.3　单缝的夫琅禾费衍射259

8.5　光栅衍射262

8.5.1　衍射光栅262

8.5.2　光栅衍射条纹的形成263

8.5.3　光栅衍射光谱265

8.6　光学仪器的分辨本领269

8.6.1　圆孔衍射269

8.6.2　光学仪器的分辨率270

8.7　X射线衍射272

8.8　偏振光与自然光274

8.8.1　横波的偏振性274

8.8.2　自然光　偏振光275

8.8.3　偏振片　起偏与检偏276

8.9　马吕斯定律277

8.10　反射和折射时光的偏振279

8.11　双折射现象282

8.11.1　双折射的寻常光和非常光282

8.11.2　偏振棱镜283

8.11.3　人为双折射现象285

8.12　偏振光的干涉286

8.13　旋光现象287

本章提要288

思考题293

习题295

习题答案298

附录1　常用基本物理常量表305

附录2　国际单位制（SI）306

附录3　希腊字母表307