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绪论1

第一部分 实物的性质和运动规律7

第一章 牛顿力学概述7

1.1 质点运动状态的描述7

1.2 质点动力学26

习题38

参考文献39

第二章 力学中的三个守恒定律40

2.1 动量守恒定律40

2.2 能量守恒定律50

2.3 角动量守恒定律62

2.4 物理史观与评述 经典力学的局限性88

习题90

参考文献97

第三章 相对论力学98

3.1 相对论运动学98

3.2 狭义相对论动力学107

3.3 狭义相对论的实验例证111

3.4 广义相对论及其检验113

3.5 物理史观与评述 人类对时空认识的飞跃120

附录3.1 由牛顿的绝对时空观推导伽利略坐标变换121

附录3.2 关于狭义相对论时空观的论证122

附录3.3 洛伦兹变换的推导126

习题127

参考文献129

第四章 振动与波130

4.1 谐振动130

4.2 振子139

4.3 非线性振动143

4.4 简谐波148

4.5 简谐波的干涉152

4.6 非线性波156

4.7 声波超声与次声157

习题159

参考文献161

第五章 流体力学162

5.1 理想流体的定常流动162

5.2 粘滞流体的流动168

5.3 物理与生命科学 生物大分子高速离心分离技术172

5.4 多孔介质中的流体运动175

5.5 物理与现代科技 分形与分形生物学介绍178

5.6 物理与生命科学 生物流变学介绍184

附录5.1 泊肃叶公式的推导187

附录5.2 气体用达西定律的推导187

习题188

参考文献189

6.1 经典统计的概念190

第六章 多粒子体系统计理论初步190

6.2 分子平均平动动能统计分布规律193

6.3 分子能量的统计分布198

6.4 分子速率统计分布202

6.5 分子碰撞的统计分布206

习题209

参考文献210

第七章 热物理学基础211

7.1 热力学第一定律211

7.2 热力学第一定律对理想气体的应用215

7.3 循环过程 卡诺循环221

7.4 制冷机 热泵应用分析226

7.5 热力学第二定律228

7.6 熵与熵增加原理232

7.7 熵产生 熵流 生命系统的负熵239

7.8 物理与现代科技 耗散结构与非平衡态热力学241

7.9 物理史观与评述 “热寂说”与宇宙的未来247

附录7.1 理想气体绝热过程方程的推导248

附录7.2 不可逆过程的相互沟通的说明249

习题250

参考文献253

第八章 输运过程与相变255

8.1 气体中的输运过程255

8.2 渗透现象260

8.3 相变264

8.4 物理与现代科技 液晶及其相变269

习题273

参考文献274

第二部分 电磁场运动规律277

第九章 静电场277

9.1 电场 电场强度277

9.2 静电场的高斯定理281

9.3 静电场的环路定理 电势285

9.4 电场强度与电势的关系289

9.5 静电场与导体和电介质的相互作用290

9.6 静电场的能量293

9.7 压电效应与热电效应294

9.8 物理与生命科学 静电生物效应的应用297

习题299

参考文献301

第十章 稳恒电场 电动势302

10.1 电流与电流密度302

10.2 欧姆定律的微分形式303

10.3 稳恒电场与电源电动势304

10.4 接触电动势 温差电动势306

10.5 生物膜内、外的电势差309

10.6 生物信号电子检测基础311

10.7 物理与生命科学 细胞和生物胶粒的电泳319

10.8 物理与现代科技 细胞电场诱导融合321

习题323

参考文献324

第十一章 稳恒磁场325

11.1 稳恒电流的磁场 毕奥-萨伐尔定律325

11.2 稳恒磁场的特性328

11.3 电磁相互作用331

11.4 霍耳效应335

11.5 磁介质中的安培环路定理337

11.6 物理与现代科技 磁记录339

11.7 物理与现代科技 超导及其应用342

11.8 物理与生命科学 生物材料的磁性与生物磁场的测量347

习题349

参考文献352

第十二章 交变电磁场353

12.1 法拉第电磁感应定律353

12.2 感应电动势与涡旋电场355

12.3 自感 互感 磁场能量358

12.4 位移电流与磁场环路定理362

12.5 麦克斯韦电磁方程组365

12.6 电磁辐射的产生 电磁波谱366

12.7 物理史观与评述 电磁现象的辩证统一论371

12.8 物理与生命科学 微波的生物学效应及应用373

习题375

参考文献377

13.1 光的干涉381

第三部分 光与量子运动规律和现代科技知识381

第十三章 光的波动性381

13.2 分波阵面干涉384

13.3 分振幅干涉387

13.4 迈克耳孙干涉仪394

13.5 物理与生命科学 人工膜BLM厚度的测量395

13.6 光的衍射397

13.7 光学仪器的分辨率409

13.8 光的偏振413

13.9 椭圆偏振光和圆偏振光 波片423

13.10 物理与生命科学 偏光显微镜 相衬显微镜425

13.11 物质的旋光性及其应用428

13.12 物理与生命科学 圆二色性(旋光色散)在生物学中的应用430

习题433

参考文献435

第十四章 光的量子性437

14.1 热辐射与普朗克量子假说437

14.2 光电效应与爱因斯坦光子说441

14.3 康普顿-吴有训效应446

14.4 光的波粒二象性449

14.5 物理史观与评述 人类对光的本质认识的飞跃451

习题453

参考文献453

15.1 德布罗意波与电子衍射实验454

第十五章 量子力学初步454

15.2 不确定关系458

15.3 薛定谔方程461

15.4 薛定谔方程的应用——势阱和势垒463

15.5 物理与现代科技 扫描隧道显微镜467

15.6 原子结构的量子理论471

15.7 原子壳层结构477

15.8 物理与现代科技 核磁共振(NMR)478

15.9 物理与现代科技 量子生物学简介481

习题484

参考文献485

16.1 光谱分析的种类486

第十六章 光谱分析原理及应用486

16.2 光的吸收与散射488

16.3 原子光谱493

16.4 分子光谱497

16.5 物理与现代科技 遥感技术及其在农、林业中的应用502

16.6 荧光和磷光505

16.7 X射线谱及其应用507

习题512

参考文献513

第十七章 激光的原理与应用514

17.1 激光产生的基本原理514

17.2 激光的特性及其与生物体作用的效应519

17.3 激光的应用521

17.4 激光全息照相524

17.5 物理与现代科技 非线性光学介绍526

17.6 物理与现代科技 光信息技术528

习题536

参考文献537

第十八章 放射性核物理及其应用538

18.1 原子核的一般性质538

18.2 核的放射性衰变541

18.3 放射性衰变的类型与核反应545

18.4 射线与物质的相互作用548

18.5 放射性探测器551

18.6 辐射剂量556

18.7 放射性核素的应用558

习题564

参考文献565

第十九章 物理学前沿与现代科技知识566

19.1 物质结构研究的新发展——粒子物理566

19.2 宇宙的起源学说——大爆炸的宇宙模型571

19.3 新兴的材料科学——凝聚态物理和纳米技术574

19.4 信息科学的中枢——二十一世纪的计算机578

19.5 生命科学的先导——突进中的生物物理582

习题590

参考文献590

附录592