緒論 1第1章 力學概論 51.1 牛頓和他的《原理》 51.1.1 牛頓生平 51.1.2 《原理》的基本內容 61.1.3 牛頓的自然觀和科學方法 91.2 質點的運動 101.2.1 質點運動的描述 101.2.2 牛頓運動定律 131.2.3 機械能與機械能守恒定律 151.2.4 動量與動量守恒定律 171.3 剛體的運動 191.3.1 剛體的轉動 191.3.2 轉動定律 201.3.3 剛體繞定軸轉動的功能關系 231.3.4 角動量和角動量守恒定律 241.4 機械振動與機械波 271.4.1 簡諧振動 271.4.2 簡諧振動的能量 301.4.3 簡諧振動的合成 311.4.4 阻尼振動 受迫振動 共振 321.4.5 機械波的一般概念 321.4.6 平面簡諧波 331.4.7 波的衍射 351.4.8 波的干涉 351.4.9 多普勒效應 371.4.10 聲波 391.5 宇宙的起源與演化 401.5.1 宇宙學與宇宙學原理 401.5.2 宇宙的起源——宇宙大爆炸 401.5.3 哈勃定律 441.5.4 宇宙的年齡 451.5.5 地球的年齡 461.5.6 太陽的年齡 461.5.7 銀河系的年齡 471.5.8 天體運動中的混沌現象 47思考題與習題 49第2章 熱學概論 522.1 熱現象的微觀理論 522.1.1 氣體動理論的幾個基本概念 522.1.2 理想氣體壓強與溫度的微觀解釋 542.1.3 能量均分定理 內能 562.2 麥克斯韋氣體速率分布律 582.2.1 分子速率分布函數 592.2.2 麥克斯韋氣體分子速率分布律 592.2.3 三種統計速率 602.2.4 氣體分子的碰撞理論 612.2.5 大氣的組成 622.3 經典熱力學的形成和發展 632.3.1 熱力學**定律的建立 642.3.2 熱力學第二定律的建立 692.3.3 熱力學第三定律的建立 722.4 熱力學定律及其應用 732.4.1 熱力學**定律 732.4.2 熱力學第二定律 802.5 熵、信息和能量 822.5.1 熵 822.5.2 熵與信息 842.5.3 熵與能量 872.6 經典力學、熱學與**次技術革命 882.6.1 經典力學與科學革命 882.6.2 經典熱學與技術革命 89思考題與習題 94第3章 電磁學概論 963.1 靜電場的概念與規律 963.1.1 電荷及相關定律 963.1.2 電場 973.1.3 靜電場中的導體和電介質 1033.2 穩恒磁場的概念與規律 1043.2.1 磁場與磁感應強度 1043.2.2 畢奧?薩伐爾定律 1063.2.3 磁場高斯定理 1073.2.4 安培環路定理 1093.2.5 磁場對運動電荷的作用 1113.2.6 載流導線在磁場中所受的力 1113.2.7 磁場中的磁介質 1123.3 電磁感應的概念與規律 1133.3.1 電磁感應現象 1133.3.2 電磁感應相關定律 1133.3.3 感應電動勢 1143.3.4 自感和互感 1173.3.5 電磁感應的應用 1183.4 麥克斯韋與電磁場理論 1233.4.1 麥克斯韋簡介 1233.4.2 位移電流與電磁場基本方程的積分形式 1263.4.3 麥克斯韋方程組 1283.5 經典電磁理論與第二次技術革命 1293.5.1 第二次技術革命的科學理論支持 1293.5.2 經典電磁理論與電動機、發電機的發明 1293.5.3 新通信工具的發明與應用 1313.5.4 靜電的應用 1323.5.5 電磁場的應用 1353.6 現代通信與信息社會 1373.6.1 電磁波 1383.6.2 無線電通信 1393.6.3 電磁屏蔽技術 141思考題與習題 144第4章 光學概論 1464.1 光的電磁理論與光的特性 1464.1.1 光的電磁理論 1464.1.2 光矢量 1474.1.3 光程 1474.2 光的干涉 1494.2.1 相干光的獲得 1494.2.2 雙縫干涉 1504.2.3 洛埃鏡實驗 1524.2.4 薄膜干涉 1524.3 光的衍射 1564.3.1 光的衍射現象 1574.3.2 惠更斯?菲涅耳原理 1574.3.3 單縫夫瑯和費衍射 1574.3.4 光柵衍射 1594.3.5 光學儀器的分辨本領 1624.4 光的偏振 1644.4.1 線偏振光與自然光 1644.4.2 馬呂斯定律 1654.4.3 布儒斯特定律 1664.5 光學的工程應用 1674.5.1 光纖通信 1674.5.2 液晶技術 1684.5.3 光彈性效應 1704.5.4 克爾效應 1704.5.5 旋光效應 1714.5.6 磁光效應 1714.5.7 立體電影 1724.5.8 數碼照相機 173思考題與習題 174第5章 相對論基礎 1765.1 狹義相對論產生的歷史背景 1765.1.1 電磁理論在伽利略變換下的非協變性 1765.1.2 邁克耳孫?莫雷實驗的零結果 1785.1.3 洛倫茲的理論 1795.1.4 龐加萊的卓見 1815.2 相對論的時空觀 1835.2.1 愛因斯坦小傳 1835.2.2 洛倫茲變換的導出 1855.2.3 速度的變換 1875.2.4 狹義相對論的時空觀 1885.2.5 相對論的幾何描述 1945.3 相對論動力學 1975.3.1 相對論質量 1975.3.2 質能關系 1995.3.3 能量-動量關系 2015.4 相對論的啟迪 2025.4.1 相對論對物理學的影響 2025.4.2 相對論對人類思維發展的影響 2035.4.3 相對論對哲學的影響 204思考題與習題 205第6章 量子論基礎 2076.1 黑體輻射與普朗克量子假設 2076.1.1 歷史背景 2076.1.2 黑體輻射 2086.1.3 普朗克公式 2116.1.4 黑體輻射應用 2126.2 光電效應及康普頓效應 2136.2.1 光電效應 2136.2.2 愛因斯坦光子假說 2146.2.3 康普頓效應 2166.3 玻爾的氫原子理論 2176.3.1 氫原子光譜的實驗規律 2186.3.2 玻爾的氫原子理論 2196.3.3 玻爾理論對氫原子光譜的解釋 2216.4 物質波與不確定關系 2236.4.1 德布羅意波 2236.4.2 德布羅意波的統計解釋 2246.4.3 不確定關系 2256.5 量子力學基礎 2256.5.1 微觀粒子狀態的描述 2266.5.2 波函數的物理意義 2266.5.3 薛定諤方程 2286.6 哥本哈根學派與EPR學派的爭論 2306.7 近代物理學與第三次技術革命 2356.7.1 近代物理學的建立和發展 2356.7.2 第三次技術革命 2376.7.3 近代物理學的實際應用 2396.8 激光與紅外 2446.8.1 激光器的發明 2446.8.2 激光的原理 2466.8.3 激光的特性 2496.8.4 激光的應用 2506.8.5 紅外技術 2526.9 固體能帶與半導體 2556.9.1 固體的能帶 2556.9.2 絕緣體、導體和半導體 2566.9.3 半導體的導電機理 2576.9.4 P-N結 258思考題與習題 259附錄A 歷屆諾貝爾物理學獎匯總 261附錄B 世界十大經典物理實驗 269附錄C 著名物理學家英語生平 272附錄D 部分習題參考答案 279參考文獻 283