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第9章 气体动理论1

9.1气体动理论的基本概念2

9.1.1分子热运动2

9.1.2分子热运动的统计规律3

9.2理想气体的物态方程4

9.2.1平衡态4

9.2.2气体的状态参量5

9.2.3理想气体的物态方程5

9.3理想气体的压强和温度6

9.3.1理想气体的微观模型及统计假设6

9.3.2压强公式及其统计意义7

9.3.3温度公式及其统计意义9

9.4能量均分定理 理想气体的内能9

9.4.1自由度10

9.4.2能量均分定理11

9.4.3理想气体的内能12

9.5麦克斯韦速率分布13

9.5.1麦克斯韦速率分布函数14

9.5.2三种统计速率15

9.5.3气体分子速率分布的测定17

9.6玻尔兹曼能量分布18

9.6.1玻尔兹曼能量分布律18

9.6.2重力场中的等温气压公式19

9.7气体分子的平均碰撞频率和平均自由程20

思考题22

习题23

第10章 热力学基础25

10.1热力学基本概念25

10.1.1准静态过程25

10.1.2内能、功和热量26

10.2热力学第一定律28

10.3理想气体的等值过程 摩尔热容29

10.3.1等体过程 摩尔定容热容29

10.3.2等压过程 摩尔定压热容30

10.3.3等温过程32

10.4理想气体的绝热过程33

10.4.1绝热过程33

10.4.2多方过程35

10.5循环过程 卡诺循环36

10.5.1循环过程36

10.5.2热机和制冷机37

10.5.3卡诺循环39

10.6热力学第二定律 卡诺定理42

10.6.1热力学过程的方向性42

10.6.2热力学第二定律43

10.6.3卡诺定理44

10.7熵 熵增加原理45

10.7.1热力学第二定律的统计意义45

10.7.2玻尔兹曼熵47

10.7.3克劳修斯熵 熵增加原理48

思考题51

习题53

第11章 振动56

11.1简谐运动56

11.1.1简谐运动的基本特征56

11.1.2描述简谐运动的物理量58

11.1.3简谐运动的旋转矢量表示法63

11.1.4简谐运动的能量65

11.2阻尼振动 受迫振动 共振67

11.2.1阻尼振动67

11.2.2受迫振动69

11.2.3共振69

11.3简谐运动的合成70

11.3.1同方向、同频率简谐运动的合成71

11.3.2同方向、不同频率简谐运动的合成拍73

11.3.3相互垂直的简谐运动的合成74

11.4电磁振荡76

11.4.1 LC振荡电路76

11.4.2受迫振荡 电谐振79

11.5振动频谱分析79

思考题81

习题82

第12章 波动85

12.1机械波的基本概念85

12.1.1机械波的形成85

12.1.2波动的描述86

12.1.3物体的弹性形变88

12.2平面简谐波90

12.2.1平面简谐波的波动表达式90

12.2.2波动表达式的物理意义91

12.2.3波动中各质点振动的速度和加速度92

12.2.4波动方程93

12.3波的能量 波的强度96

12.3.1波动过程中能量的传播96

12.3.2波的强度98

12.4声波 超声波 次声波98

12.4.1声波98

12.4.2超声波100

12.4.3次声波101

12.5波的衍射和干涉101

12.5.1惠更斯原理 波的衍射101

12.5.2波的叠加原理 波的干涉103

12.6驻波107

12.6.1驻波的产生107

12.6.2驻波方程108

12.6.3半波损失110

12.7电磁波112

12.7.1电磁波的产生与传播112

12.7.2平面电磁波114

12.7.3电磁波的能量115

12.7.4电磁波谱116

12.8多普勒效应118

12.8.1机械波的多普勒效应118

12.8.2电磁波的多普勒效应121

12.8.3冲击波121

思考题123

习题124

第13章 光学128

13.1几何光学简介129

13.1.1几何光学基本定律129

13.1.2光在平面和球面上的反射成像和折射成像132

13.1.3薄透镜138

13.1.4光学仪器141

13.2光的干涉144

13.2.1光的相干性144

13.2.2双缝干涉145

13.2.3光程与光程差148

13.2.4薄膜干涉150

13.2.5迈克耳孙干涉仪159

13.3光的衍射161

13.3.1光的衍射现象161

13.3.2惠更斯-菲涅耳原理162

13.3.3单缝的夫琅禾费衍射163

13.3.4圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领167

13.3.5光栅衍射169

13.3.6 X射线的衍射174

13.4光的偏振176

13.4.1光的偏振态176

13.4.2起偏与检偏 马吕斯定律178

13.4.3反射光与折射光的偏振180

13.5双折射现象182

13.5.1晶体的双折射现象182

13.5.2单轴晶体的波面184

13.5.3偏振器件185

13.6偏振光的干涉187

思考题188

习题190

第14章量子物理基础194

14.1黑体辐射 普朗克能量子假设195

14.1.1黑体辐射195

14.1.2黑体辐射定律197

14.1.3普朗克公式 普朗克能量子假设199

14.2光电效应 爱因斯坦光量子理论201

14.2.1光电效应201

14.2.2爱因斯坦光量子理论203

14.2.3光的波粒二象性204

14.2.4光电效应在近代技术中的应用205

14.3康普顿效应206

14.3.1康普顿效应的实验规律206

14.3.2康普顿效应的量子解释208

14.4氢原子光谱 玻尔理论210

14.4.1氢原子光谱210

14.4.2氢原子的玻尔理论211

14.5粒子的波动性215

14.5.1德布罗意假设215

14.5.2德布罗意波的实验证明217

14.5.3德布罗意波的统计解释218

14.6不确定关系219

14.7波函数 薛定谔方程221

14.7.1波函数及其统计诠释222

14.7.2薛定谔方程223

14.8一维定态薛定谔方程的应用225

14.8.1一维无限深势阱225

14.8.2一维方势垒 隧道效应227

14.8.3一维谐振子229

14.9氢原子的量子理论简介230

14.9.1氢原子的定态薛定谔方程230

14.9.2量子化条件和量子数230

14.9.3氢原子中电子的概率分布232

14.10原子的壳层结构233

14.10.1电子自旋233

14.10.2原子的壳层结构234

思考题235

习题236

第15章 原子核物理与粒子物理简介239

15.1原子核的基本性质240

15.1.1原子核概述240

15.1.2原子核的自旋和磁矩241

15.2原子核的结合能 裂变和聚变242

15.2.1原子核的结合能242

15.2.2重核的裂变244

15.2.3轻核的聚变247

15.3原子核的放射性衰变248

15.3.1原子核的放射性248

15.3.2放射性衰变规律及放射性强度250

15.3.3放射性辐射的应用253

15.4粒子物理简介254

15.4.1基本粒子的由来254

15.4.2粒子的分类256

15.4.3粒子的相互作用和守恒定律257

15.4.4夸克标准模型259

思考题261

习题261

第16章 新技术物理基础简介262

16.1激光262

16.1.1激光产生的基本原理262

16.1.2激光的特性和应用265

16.1.3激光器265

16.2半导体267

16.2.1固体的能带结构267

16.2.2本征半导体和杂质半导体268

16.2.3 PN结和其他半导体器件270

16.2.4光生伏特效应271

16.3超导电性272

16.3.1超导体的转变温度272

16.3.2超导体的主要特性272

16.3.3超导电性的BCS理论274

16.3.4超导的应用前景274

16.4纳米材料275

16.4.1纳米材料简介275

16.4.2纳米效应275

16.4.3准一维纳米材料277

16.4.4纳米材料的应用280

习题参考答案282

参考文献289