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第一篇 力学1

1 运动学1

1.1 运动的描述1

1.1.1 参考系1

1.1.2 时间3

1.1.3 长度，面积，体积4

1.1.4 平移与转动7

1.2 一维运动8

1.2.1 速度8

1.2.2 加速度11

1.2.3 一维简单运动12

1.3 多维运动16

1.3.1 速度矢量16

8.4.1 频率相等的振动的叠加17

1.3.2 加速度矢量18

1.3.3 下落与抛射运动20

1.4.1 角速度22

1.4 转动运动（转动）22

1.4.2 角加速度24

1.4.3 轨道速度25

2 动力学27

2.1 动力学基本定律27

2.1.1 质量和动量27

2.1.2 牛顿定律29

2.2 静力学34

2.2.1 力矢量34

2.2.2 力矩37

2.2.3 静力学平衡条件39

2.2.4 重心40

2.2.5 工程力学42

2.2.6 机械44

2.3 力49

2.3.1 重力49

2.3.2 弹力和扭力50

2.3.3 摩擦力51

2.4 功和能55

2.4.1 功55

2.4.2 能量56

2.4.3 动能和加速过程中做的功57

2.4.4 势能58

2.4.5 摩擦功60

2.5 功率61

2.6 碰撞过程62

2.6.1 质点间的弹性正碰撞（中心碰撞）64

2.6.2 非弹性碰撞65

2.6.3 斜碰撞（非中心碰撞）66

2.7 火箭67

2.7.1 推进力67

2.7.2 火箭运动方程式69

3.1 惯性矩，角动量，力矩71

3.1.1 力矩71

3 刚体的转动运动71

3.1.2 转动惯量72

3.1.3 角动量77

3.2 功，能量，功率81

3.2.1 动能82

3.2.2 扭簧的势能83

3.3 转动参考系中的惯性力83

3.3.1 向心力和离心力83

3.3.2 科里奥利力85

3.4 陀螺仪理论87

3.4.1 惯量张量87

3.4.2 章动和进动90

3.4.3 陀螺仪的应用92

4 微机械94

4.1 薄膜技术94

4.2 曝光和蚀刻95

4.3 应用97

4.3.1 传感器97

4.3.2 动作元件98

4.3.3 技术应用99

5 万有引力和相对论100

5.1.1 万有引力定律100

5.1 引力场100

5.1.2 行星运动101

5.1.3 行星系103

5.2 狭义相对论106

5.2.1 相对性原理107

5.2.2 洛伦兹变换109

5.2.3 相对论效应113

5.2.4 相对论动力学114

5.3 广义相对论与宇宙论118

5.3.1 恒星和银河系119

6.1.1 应力122

6 连续介质力学122

6.1 弹性理论122

6.1.2 弹性形变124

6.1.3 塑性形变133

6.2 流体静力学137

6.2.1 液体和气体138

6.2.2 压强138

6.2.3 浮力146

6.2.4 内聚力，附着力，表面张力150

6.3 流体动力学152

6.3.1 流场153

6.3.2 理想流体的基本方程153

6.3.3 真实流动162

6.3.4 湍流167

6.3.5 相似定理170

6.3.6 密度变化的流动173

力学公式中使用的符号174

7.1 密度175

7 力学表格175

7.2 弹性性质183

7.3 动力学性质187

第二篇 振动与波198

8 振动198

8.1 自由的无阻尼振动200

8.1.1 弹簧振子201

8.1.2 单摆（数学摆）203

8.1.3 复摆（物理摆）206

8.1.4 扭转振动207

8.1.5 液体摆208

8.1.6 振荡电路209

8.2 阻尼振动210

8.2.1 摩擦的类型211

8.3 受迫振动215

8.4 振动的叠加217

8.4.2 频率不等的振动的叠加217

8.4.3 不同方向并且频率不等的振动叠加218

8.4.4 傅里叶分析，振动的分解219

8.5 耦合振动220

9 非线性动力学，混沌和分形223

9.1 动力学系统与混沌224

9.1.1 动力学系统224

9.1.2 保守系统229

9.1.3 耗散系统231

9.2 分岔234

9.2.1 逻辑映射234

9.2.2 普适性237

9.3 分形237

10.1 波的基本特征239

10 波239

10.2 偏振245

10.3 干涉245

10.3.1 相干性246

10.3.2 干涉246

10.3.3 驻波248

10.3.4 频率不等的波251

10.4 多普勒效应252

10.4.1 马赫波和马赫激波254

10.6 反射255

10.5 折射255

10.6.1 相位关系256

10.7 色散256

10.8 衍射257

10.8.1 狭缝上的衍射257

10.8.2 光栅上的衍射259

10.9 调制260

10.9.1 振幅调制260

10.10 表面波和重力波261

10.9.2 频率调制261

11 声学263

11.1 声波263

11.1.1 声速263

11.1.2 声的参数265

11.1.3 相对量269

11.2 声源和声的接收271

11.2.1 机械声源271

11.2.2 电声变换器273

11.2.3 声的吸收277

11.2.4 声的衰减279

11.2.5 流的噪声280

11.3 超声280

11.4 生理声学和听觉281

11.4.1 声音的感觉282

11.4.2 声级的估算283

11.5 音乐声学284

12 光学287

12.1 几何光学288

12.1.1 光学成像——基本概念290

12.1.2 反射292

12.1.3 折射297

12.2 透镜302

12.2.1 厚透镜303

12.3 透镜系统307

12.3.1 带有光阑的透镜308

12.3.2 像的缺陷309

12.4 光学仪器310

12.4.1 针孔照相机310

12.4.3 眼睛311

12.4.2 照相机311

12.4.4 人眼的视力缺陷和矫正313

12.4.5 放大镜313

12.4.6 显微镜314

12.4.7 望远镜315

12.5 波动光学316

12.5.1 散射316

12.5.2 衍射及分辨率的极限317

12.5.3 波动图像中的折射317

12.5.5 色散318

12.5.4 干涉318

12.5.6 光的偏振322

12.6 光度学323

12.6.1 光度学量323

12.6.2 光工程学量329

振动与波公式中使用的符号332

13 声学与光学性质表334

13.1 声学表334

13.2 光学表339

14.1 电荷341

14 电荷与电流341

第三篇 电学341

14.1.1 库仑定律343

14.2 电荷密度344

14.2.1 电荷体密度344

14.2.2 电荷面密度345

14.2.3 电荷线密度345

14.2.4 平均电荷密度346

14.3 电流346

14.4 电流密度348

14.3.1 安培定律348

14.4.1 电流场350

14.5 电阻与电导351

14.5.1 电阻351

14.5.2 电导352

14.5.3 电阻率与电导率352

14.5.4 电荷载体的迁移率353

14.5.5 电阻与温度的关系354

14.5.6 可变电阻器356

14.5.7 电阻的连接356

15.1 电场358

15 电场和磁场358

15.1.1 均匀电场359

15.2 静电感应359

15.2.1 电场线360

15.2.2 点电荷的电场361

15.3 力362

15.4 电压363

15.4.1 电容器极板间的电压364

15.5 电势364

15.5.2 某些电荷分布的电场和电势365

15.5.1 等势面365

15.5.3 电通量368

15.5.4 真空中的电位移369

15.6 电极化371

15.6.1 电介质372

15.7 电容373

15.7.1 平行板电容器373

15.7.2 电容器的并联374

15.7.3 电容器的串联374

15.7.4 某些简单形状导体的电容375

15.8 电场的能量及能量密度376

15.9 交界面上的电场377

15.10 磁场378

15.11 磁性379

15.12 磁通量密度（磁感应强度）379

15.12.1 磁场线380

15.13 洛伦兹力380

15.14 磁通量381

15.15 磁场强度383

15.16 磁势差和磁路384

15.16.1 安培定理386

15.16.2 毕奥-萨伐尔定律387

15.16.3 直线导体的磁场388

15.16.4 各种电流分布的磁场388

15.17 磁场中的物体389

15.17.1 抗磁性391

15.17.2 顺磁性391

15.17.3 铁磁性391

15.17.4 反铁磁性392

15.18 交界面上的磁场393

15.17.5 铁氧体磁性393

15.19 感应394

15.19.1 运动感应394

15.19.2 变压器感应396

15.20 自感397

15.20.1 电感的串联397

15.20.2 电感的并联398

15.20.3 某些简单形状导体的电感398

15.20.4 磁导400

15.21 互感400

15.21.1 变压器401

15.22 磁场的能量和能量密度403

15.23 麦克斯韦方程405

15.23.1 位移电流406

15.23.2 电磁波407

15.23.3 坡印亭矢量407

16 在电机工程中的应用409

16.1 直流电路410

16.1.1 直流电路的基尔霍夫定律411

16.1.2 直流电路中的电阻器411

16.1.3 实际电压源413

16.1.4 直流电路中的功率和能量415

16.1.5 功率转移匹配416

16.1.6 电流和电压的测量417

16.1.7 补偿法测定电阻418

16.1.8 电容器的充电和放电419

16.1.9 RL电路中电流的接通与断开420

16.2 交流电路422

16.2.1 交变量422

16.2.2 正弦型量在复数矢量图中的表示425

16.2.3 复数矢量的运算法则427

16.2.4 交流电工程的基本概念430

16.2.5 交流电路中的基本元件437

16.2.6 电阻和电容的串联441

16.2.7 电阻和电容的并联442

16.2.8 电阻和电感的并联443

16.2.9 电阻和电感的串联444

16.2.10 串联共振电路445

16.2.11 并联共振电路447

16.2.12 串联和并联的等效性449

16.2.13 无线电波450

16.3.1 基本工作原理452

16.3 电机452

16.3.2 直流电机453

16.3.3 三相电机455

17 液体、气体和真空中的电流459

17.1 电解459

17.1.1 物质的量459

17.1.2 离子459

17.1.3 电极460

17.1.4 电解质460

17.1.5 伏打电池464

17.1.6 电动力作用466

17.2 气体中的电流467

17.2.1 受激放电467

17.3 电子发射471

17.3.1 热发射472

17.3.2 光致发射472

17.3.3 场致发射473

17.3.4 二次电子发射473

17.4 电子管474

17.4.2 三极管475

17.4.1 二极管475

17.4.3 四极管477

17.4.4 阴极射线478

17.4.5 沟道射线478

18 等离子体物理479

18.1 等离子体的性质479

18.1.1 等离子体参数479

18.1.2 等离子体辐射486

18.1.3 磁场中的等离子体486

18.1.4 等离子体波489

18.2 等离子体的产生492

18.2.1 等离子体的加热生成492

18.2.2 用压缩法生成等离子体492

18.3 应用等离子体进行能量生产494

18.3.1 磁流体发电机494

18.3.2 核聚变反应495

18.3.3 惯性约束的核聚变498

电学与等离子体物理公式中使用的符号499

19.1 金属与合金501

19.1.1 电阻率501

19 电学有关表格501

19.1.2 电化学势系列505

19.2 电介质507

19.3 电工技术常用表514

19.4 磁性质516

19.5 铁磁体性质518

19.5.1 磁的各向异性520

19.6 铁淦氧522

19.7 反铁磁体523

19.8 离子迁移率524

第四篇 热力学525

20 平衡和状态变量525

20.1 系统，相和平衡525

20.1.1 系统525

20.1.2 相527

20.1.3 平衡527

20.2 热力学状态变量529

20.2.1 基本概念529

20.2.2 温度532

20.2.3 压强537

20.2.4 粒子数、物质量和阿伏伽德罗常量540

20.2.5 熵543

20.3 热力学势544

20.3.1 最大熵原理-最小能量原理544

20.3.2 作为势的内能545

20.3.3 作为热力学势的熵546

20.3.4 自由能547

20.3.5 焓548

20.3.6 自由焓551

20.3.7 麦克斯韦关系552

20.3.8 热力学稳定性553

20.4 理想气体554

20.4.1 玻意耳定律554

20.4.2 盖吕萨克定律555

20.4.3 状态方程式556

20.5 理想气体动理学理论557

20.5.1 压强和温度557

20.5.2 麦克斯韦-玻尔兹曼分布559

20.5.3 自由度560

20.5.4 均分定律561

20.5.5 输运过程562

20.6 状态方程564

20.6.1 理想气体的状态方程564

20.6.2 实际气体的状态方程569

20.6.3 液体和固体的状态方程575

21 热，能量转换和状态变化579

21.1 能量形式579

21.1.1 能量单位579

21.1.2 功580

21.1.3 化学势581

21.1.4 热582

21.2 能量转换583

21.2.1 等值能量向热能的转换584

21.2.2 热能向其他形式能量的转换587

21.2.3 可转换能与不可转换能588

21.3 热容589

21.3.1 总热容589

21.3.2 摩尔热容590

21.4 比热容592

21.5 状态变化596

21.5.1 可逆和不可逆过程596

21.5.2 等温过程597

21.5.3 等压过程599

21.5.4 等容过程（等体积过程）600

21.5.5 绝热（等熵）过程601

21.5.6 多方过程602

21.5.7 平衡态604

21.6 热力学定律604

21.6.1 热力学第零定律605

21.6.2 热力学第一定律605

21.6.3 热力学第二定律608

21.6.4 热力学第三定律609

21.7 卡诺循环609

21.7.1 热温熵613

21.8 热力学机械614

21.8.1 右手和左手过程614

21.8.2 热泵和致冷机615

21.8.3 斯特林循环616

21.8.4 蒸汽机617

21.8.6 奥托和狄塞尔（Diesel）引擎619

21.8.5 开放系统619

21.8.7 燃汽轮机621

21.9 气体液化622

21.9.1 低温的产生622

21.9.2 焦耳-汤姆孙效应623

22 相变，反应和热平衡626

22.1 相和聚集态626

22.1.1 相626

22.1.2 聚集态626

22.1.3 聚集态的转变627

22.1.4 蒸气628

22.2 相变的分类630

22.2.1 一级相变630

22.2.2 二级相变631

22.2.3 ？相变632

22.2.4 相共存区632

22.2.5 临界指数633

22.3 相变与范德瓦耳斯气体634

22.3.1 相平衡634

22.3.2 麦克斯韦等面积法则634

22.3.4 对应态定理637

22.3.3 延迟沸腾和延迟凝结637

22.4 相变的例子638

22.4.1 磁的相变638

22.4.2 有序-无序相变639

22.4.3 晶体结构的变化639

22.4.4 液晶641

22.4.5 超导性641

22.4.6 超流动性642

22.5 多成分气体642

22.5.1 分压强和道尔顿定律643

22.5.2 欧拉方程和吉布斯-杜汉姆（Gibbs-Duhem）关系644

22.6 多相系统645

22.6.1 相平衡645

22.6.2 吉布斯相法则646

22.6.3 克劳修斯-克拉珀龙方程647

22.7 溶液的蒸气压648

22.7.1 拉乌尔定律648

22.7.2 沸点的升高与凝固点的下降648

22.7.3 亨利-道尔顿定律650

22.7.4 蒸汽-空气混合物（湿空气）650

22.8.1 化学计量学655

22.8 化学反应655

22.8.2 化学反应的相律657

22.8.3 质量作用定律657

22.8.4 pH和可溶性产物659

22.9 温度的平衡661

22.9.1 两系统的混合温度661

22.9.2 过程的可逆和不可逆导向662

22.10 热传递663

22.10.1 热流量663

22.10.2 热传递664

22.10.3 热传导666

22.10.4 热阻671

22.10.5 热传输673

22.10.6 热辐射678

22.10.7 辐射的沉积678

22.11 热与质量的传输680

22.11.1 傅里叶定律680

22.11.2 连续性方程681

22.11.3 热传导方程682

22.11.4 斐克定律和扩散方程683

22.11.5 热传导方程和扩散方程的解684

热力学公式中使用的符号685

23 热力学表687

23.1 各种特征温度687

23.2 真实气体的特征参数697

23.3 材料的热性质699

23.4 热的传输706

23.5 实用修正数据707

23.6 液体低温浴槽712

23.8 蒸气压713

23.7 脱水剂713

23.9 比焓716

23.10 气体的扩散719

23.11 液体中的扩散721

23.12 固体的扩散722

第五篇 量子物理734

24 光子——电磁辐射和光量子734

24.1 热辐射，普朗克辐射定律734

24.2 光电效应736

24.3 康普顿效应738

25.1 物质粒子的波特性740

25 物质波-粒子的波动力学740

25.2 海森伯不确定度关系741

25.3 薛定谔方程742

25.3.1 谐振子745

25.3.2 泡利原理746

26 原子和分子物理747

26.1 氢原子747

26.1.1 玻尔假设748

26.2 量子数749

26.3 光谱学和光谱750

26.4 多电子系统756

26.5 在外场中的原子和电子759

26.6 元素周期表762

26.7 光子、原子、分子的相互作用764

26.7.1 自发和受激发射764

26.7.2 分子光谱766

26.8 X射线768

26.8.1 X射线的应用769

27.1 相互作用的统一771

27.1.1 标准模型771

27 基本粒子物理——标准模型771

27.1.2 场量子或规范玻色子774

27.1.3 费米子和玻色子776

27.2 轻子，夸克，矢量玻色子777

27.2.1 轻子777

27.2.2 夸克778

27.2.3 强子780

27.2.4 加速器和探测器786

27.3.1 宇称守恒和弱相互作用788

27.3 对称性和守恒定律788

27.3.2 荷守恒和对产生789

27.3.3 荷共轭和反粒子790

27.3.4 时间反演不变性和逆反应791

27.3.5 守恒定律和物理原因791

27.3.6 超出标准模型792

28 核物理794

28.1 原子核的组成794

28.1.1 核半径和结合能796

28.1.2 核反应和Q值799

28.1.3 核模型和基态800

28.1.4 壳模型801

28.1.5 集体模型802

28.2 守恒律和核反应802

28.2.1 反应道803

28.2.2 动量守恒和反应运动学804

28.2.3 角动量守恒805

28.2.4 散射过程和截面806

28.2.5 复合核反应808

28.2.6 直接反应810

28.2.7 在库仑势垒处的重离子反应810

28.2.8 核裂变812

28.3 放射性衰变815

28.3.1 衰变律815

28.3.2 α衰变818

28.3.3 集团衰变模型820

28.3.4 β衰变820

28.3.5 γ衰变822

28.4 核反应堆823

28.4.1 反应堆的类型824

28.5 核聚变826

28.6.1 电离化粒子828

28.6 辐射与物质的相互作用828

28.6.2 γ辐射830

28.7 剂量学832

28.7.1 剂量测量的方法836

28.7.2 环境放射性838

29 固体物理841

29.1 固体结构841

29.1.1 晶体结构842

29.1.2 布拉维格子844

29.1.3 结构分析方法848

29.1.4 晶体的键合851

29.2 晶体缺陷855

29.2.1 点缺陷855

29.2.2 一维缺陷856

29.2.3 非晶体固体858

29.3 材料的力学性质859

29.3.1 高分子固体860

29.3.2 复合材料863

29.3.3 合金864

29.3.4 液晶866

29.4.1 弹性波868

29.4 声子与晶格振动868

29.4.2 声子的测量方法869

29.4.3 声子与比热容872

29.4.4 晶体的爱因斯坦模型873

29.4.5 德拜模型874

29.4.6 热传导876

29.5 固体中的电子877

29.5.1 自由电子气878

29.5.2 能带模型884

29.6 半导体889

29.6.1 非本征传导892

29.6.2 二极管896

29.6.3 三极管905

29.6.4 单极（场效应）晶体管913

29.6.5 晶闸管916

29.6.6 集成电路（IC）919

29.6.7 运算放大器922

29.7 超导性929

29.7.1 超导的基本性质929

29.7.2 高温超导体934

29.8 磁性质936

29.8.1 铁磁性938

29.8.2 反铁磁性和铁氧体磁性941

29.9 介电性质942

29.9.1 介电体942

29.9.2 铁电体947

29.10 晶体的光学性质949

29.10.1 光致导电性951

29.10.2 发光952

29.10.3 光电子特性953

量子物理公式中使用的符号956

30 量子物理篇附表959

30.1 电离势959

30.2 元素的原子和离子的半径970

30.3 电子发射973

30.4 X射线978

30.5 核反应979

30.6 辐射与物质的相互作用980

30.7 霍尔效应981

30.8 超导体982

30.9 半导体984

第六篇 附录986

31 测量和测量误差986

31.1 测量的描述986

31.1.1 量和国际单位制（SI）986

31.2 误差理论和统计学989

31.2.1 误差的种类989

31.2.2 系列测量的平均值991

31.2.3 离散993

31.2.4 频率分布994

31.2.5 可靠性996

31.3 矢量运算998

31.3.1 矢量998

31.3.2 矢量的相加和相减999

31.3.3 矢量相乘1000

32 国际单位制（SI）表格1003

SI单位制物理常数1011

索引1013

元素周期表1041