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第7章 气体动理论1

7.1 平衡态 温度和理想气体物态方程1

7.1.1 热力学系统 平衡态 态参量1

7.1.2 温度 热力学第零定律 温标3

7.1.3 理想气体物态方程4

7.2 理想气体压强 温度的微观意义5

7.2.1 理想气体的微观模型5

7.2.2 理想气体的压强6

7.2.3 温度的微观意义8

7.3 能量均分定理 理想气体的内能9

7.3.1 自由度9

7.3.2 能量均分定理11

7.3.3 理想气体的内能12

7.4 麦克斯韦速率分布律13

7.4.1 速率分布函数13

7.4.2 麦克斯韦速率分布律14

7.4.3 三种统计速率15

7.5 气体的输运现象 分子的碰撞19

7.5.1 分子的平均碰撞频率20

7.5.2 平均自由程20

7.5.3 黏滞现象21

7.5.4 热传导现象22

7.5.5 扩散现象23

提要25

思考题26

习题27

第8章 热力学基础29

8.1 热力学第一定律29

8.1.1 准静态过程29

8.1.2 功 热量 内能31

8.1.3 热力学第一定律34

8.1.4 摩尔热容35

8.2 理想气体的几个特殊过程36

8.2.1 等容过程——气体的摩尔定容热容36

8.2.2 等压过程——气体的摩尔定压热容38

8.2.3 等温过程39

8.2.4 绝热过程42

8.2.5 多方过程45

8.3 循环过程 卡诺循环48

8.3.1 循环过程48

8.3.2 热机 制冷机与热泵49

8.3.3 卡诺循环52

8.4 热力学第二定律57

8.4.1 自然过程的方向57

8.4.2 可逆过程和不可逆过程58

8.4.3 热力学第二定律的两种主要表述58

8.4.4 开尔文表述与克劳修斯表述的等效性59

8.5 卡诺定理60

8.5.1 卡诺定理60

8.5.2 卡诺定理的证明61

8.6 熵与熵增加原理62

8.6.1 克劳修斯等式62

8.6.2 熵63

8.6.3 克劳修斯不等式64

8.6.4 熵增加原理65

8.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义65

8.7.1 几个重要概念65

8.7.2 热力学第二定律的本质67

8.7.3 熵的统计意义68

8.7.4 熵变的计算68

提要70

思考题71

习题73

第9章 振动和波78

9.1 简谐运动78

9.1.1 简谐运动的特征78

9.1.2 简谐运动的特征物理量81

9.1.3 简谐运动的旋转矢量表示法82

9.1.4 几种常见的简谐运动86

9.1.5 简谐运动的能量88

9.2 阻尼振动 受迫振动 共振90

9.2.1 阻尼振动90

9.2.2 受迫振动92

9.2.3 共振93

9.3 振动的合成93

9.3.1 两个同方向同频率简谐运动的合成94

9.3.2 两个同方向不同频率简谐运动的合成95

9.3.3 两个同频率相互垂直简谐运动的合成97

9.4 简谐波99

9.4.1 机械波的产生99

9.4.2 简谐波的波函数103

9.4.3 简谐波的能量107

9.5 波的叠加 驻波110

9.5.1 惠更斯原理110

9.5.2 波的干涉111

9.5.3 驻波115

9.6 声波119

9.6.1 声波119

9.6.2 超声波119

9.6.3 次声波121

提要121

思考题122

习题124

第10章 波动光学128

10.1 光的干涉129

10.1.1 光源129

10.1.2 相干光129

10.1.3 获得相干光的方法129

10.1.4 光程 光程差130

10.2 杨氏双缝干涉132

10.2.1 杨氏双缝干涉实验133

10.2.2 光波的空间相干性135

10.2.3 劳埃德镜136

10.3 薄膜干涉137

10.3.1 薄膜干涉137

10.3.2 劈尖 牛顿环141

10.3.3 迈克耳孙干涉仪148

10.4 光的衍射151

10.4.1 光的衍射现象151

10.4.2 惠更斯-菲涅耳原理152

10.4.3 衍射的分类154

10.5 夫琅禾费衍射154

10.5.1 单缝衍射154

10.5.2 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领159

10.6 光栅衍射161

10.6.1 衍射光栅162

10.6.2 光栅方程163

10.6.3 谱线的缺级165

10.6.4 衍射光谱167

10.7 光的偏振168

10.7.1 自然光与偏振光168

10.7.2 偏振光的应用170

10.8 马吕斯定律170

10.8.1 起偏和检偏170

10.8.2 马吕斯定律171

10.9 反射光和折射光的偏振172

10.9.1 反射起偏173

10.9.2 布儒斯特定律173

10.9.3 透射起偏174

10.10 双折射175

10.10.1 o光和e光175

10.10.2 人工双折射176

提要177

思考题180

习题182

第11章 量子物理基础186

11.1 热辐射 普朗克能量子假说187

11.1.1 热辐射现象187

11.1.2 研究热辐射的理想模型——黑体188

11.1.3 黑体辐射的实验定律188

11.1.4 经典物理学遇到的困难190

11.1.5 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式191

11.2 光电效应 康普顿效应192

11.2.1 光电效应192

11.2.2 康普顿效应197

11.2.3 光电效应与康普顿效应的关系202

11.3 物质的本性202

11.3.1 光的波粒二象性202

11.3.2 德布罗意波203

11.3.3 德布罗意假设的实验证明205

11.4 玻尔的氢原子理论207

11.4.1 玻尔氢原子理论思想的来源207

11.4.2 玻尔的氢原子理论210

11.5 薛定谔方程213

11.5.1 不确定关系213

11.5.2 波函数及其统计解释216

11.5.3 薛定谔方程217

11.6 薛定谔方程的应用举例220

11.6.1 一维无限深势阱221

11.6.2 一维方势垒 隧道效应223

11.6.3 量子力学中的原子结构问题224

11.7 激光原理227

11.7.1 激光产生的物理基础227

11.7.2 激光器230

11.7.3 激光束的特性和应用231

提要233

思考题236

习题238

第12章 狭义相对论简介241

12.1 经典力学的时空观241

12.1.1 伽利略变换 经典力学相对性原理241

12.1.2 经典力学的时空观242

12.2 迈克耳孙-莫雷实验243

12.2.1 寻找以太的努力243

12.2.2 迈克耳孙-莫雷实验243

12.3 狭义相对论的基本原理245

12.4 狭义相对论的时空观246

12.4.1 必须修改经典力学的时空观246

12.4.2 同时的相对性247

12.4.3 长度的相对性249

12.5 洛伦兹变换250

12.5.1 洛伦兹坐标变换250

12.5.2 洛伦兹速度变换251

12.6 支持洛伦兹变换的实验252

12.6.1 地球上的μ子流252

12.6.2 π介子的寿命252

12.6.3 斯坦辐直线加速器中的电子252

12.6.4 双胞胎效应252

12.7 狭义相对论的动量和能量253

12.7.1 动量与速度的关系253

12.7.2 狭义相对论力学的基本方程254

12.7.3 质量与能量的关系254

12.7.4 动量与能量的关系255

提要257

思考题257

习题258

附录 数学基础259

习题参考答案266

参考文献272