大學物理簡明教程（下冊）

第三篇 熱 學 11
第九章 氣體動理論 11
9.1 平衡態(tài) 溫度 理想氣體狀態(tài)方程 12
9.1.1 平衡態(tài) 溫度 12
9.1.2 理想氣體狀態(tài)方程 13
9.2 分子熱運動和統(tǒng)計規(guī)律 15
9.2.1 分子熱運動的圖像 15
9.2.2 分子熱運動的基本特征 16
9.2.3 分布函數(shù)和平均值 17
9.3 氣體動理論的壓強公式 19
9.3.1 理想氣體的微觀模型 19
9.3.2 速率分布函數(shù) 20
9.3.3 壓強公式的簡單推導 21
*9.3.4 理想氣體壓強公式的推導 23
9.4 理想氣體的溫度公式 25
9.4.1 溫度的本質和統(tǒng)計意義 25
9.4.2 氣體分子的方均根速率 26
9.5 能量均分定理 理想氣體的內能 28
9.5.1 分子的自由度 28
9.5.2 能量均分定理 29
9.5.3 理想氣體的內能 30
9.6 麥克斯韋速率分布律 31
9.6.1 分子速率的實驗測定 31
9.6.2 麥克斯韋速率分布律 32
9.6.3 從速率分布函數(shù) 推算分子速率的三個統(tǒng)計值 34
*9.7 玻爾茲曼分布律 重力場中粒子按高度的分布 35
9.7.1 玻爾茲里分布律 36
9.7.2 重力場中粒子按高度的分布 37
9.8 分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程 38
9.8.1 分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程 38
閱讀材料 溫度與熱量 41
第十章 熱力學基礎 43
10.1 熱力學第一定律 43
10.1.1 熱力學過程 43
10.1.2 功、熱量、內能 44
10.1.3 熱力學第一定律 47
10.2 熱力學第一定律對于理想氣體等值過程的應用 48
10.2.1等體過程氣體的摩爾定體熱容 48
10.2.2 等壓過程 氣體的摩爾定壓熱容 50
10.2.3 等溫過程 53
10.3 絕熱過程 *多方過程 54
10.3.1 絕熱過程 54
10.3.2 絕熱過程方程的推導 56
10.3.3 *多方過程 59
10.4 循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 61
10.4.1 循環(huán)過程 61
10.4.2 卡諾循環(huán) 62
10.5 熱力學第二定律 68
10.5.1 熱力學第二定律 68
10.5.2 兩種表述的等價性 69
10.6 可逆過程與不可逆過程 卡諾定理 70
10.6.1 可逆過程與不可逆過程 70
10.6.2卡諾定理 72
*10.6.3 卡諾定理的證明 73
10.7 熵 74
10.7.1 熵的存在 74
10.7.2 自由膨脹的不可逆性 76
10.7.3 玻爾茲曼關系 78
10.8 熵增加原理 熱力學第二定律的統(tǒng)計意義 80
10.8.1 熵增加原理 80
10.8.2 熱力學第二定律的統(tǒng)計意義 81
10.8.3 熵增與能量退化 83
10.8.4 熵增和熱寂 83
閱讀材料 麥克斯韋妖 84
第四篇 電場和磁場 85
第十一章 真空中的靜電場 86
11.1 電場 電場強度 86
11.1.1 電荷 86
11.1.2 電荷守恒定律 87
11.1.3 電荷的量子化 87
11.1.4 庫侖定律 88
11.1.5 電場強度 89
11.1.6 場強疊加原理 91
11.1.7 電場強度的計算 91
11.1.8 帶電體在外電場中所受的作用 97
11.2 電通量 高斯定理 98
11.2.1 電場的圖示法 電場線 98
11.2.2 電通量 99
11.2.3 高斯定理 100
11.2.4 高斯定理的應用 102
11.3 電場力的功 電勢 105
11.3.1 電場力的功 105
11.3.2 靜電場的環(huán)流定理 106
11.3.3 電勢能 106
11.3.4 電勢 電勢差 107
11.3.5 電勢的計算 108
11.4 電場強度與電勢的關系 111
閱讀材料 壓電體 112
第十二章 導體和電介質的靜電場 114
12.1 靜電場中的導體 114
12.1.1導體的靜電平衡 114
12.1.2 導體殼和靜電屏蔽 117
12.1.3 有導體存在的靜電場電場強度與電勢的計算 118
*12.2 靜電場中的電介質 121
*12.2.1電介質的極化 121
*12.2.2 極化強度和極化電荷 122
*12.2.3 電介質的極化規(guī)律 123
12.2.4 有電介質時的高斯定理 125
12.3 電容 電容器 126
12.3.1 孤立導體的電容 126
12.3.2 電容器及其電容 127
*12.3.3 電容器的聯(lián)接 128
*12.3.4 范德格拉夫起電機 129
12.4 電場的能量 132
12.4.1 帶電系統(tǒng)的能量 132
12.4.2 電場能量 132
閱讀材料 磁單極 134
第十三章 恒定電流的磁場 136
13.1 恒定電流 136
13.1.1 電流 電流密度 136
13.1.2 電源的電動勢 137
13.2 磁場 磁感應強度 139
13.2.1 基本磁現(xiàn)象 139
13.2.2 磁感應強度 140
13.2.3 磁通量 142
13.2.4 磁場中的高斯定理 143
13.2.5 畢奧-薩伐爾定律 143
13.2.6 畢奧—薩伐爾定律的運用 146
13.3 安培環(huán)路定理 150
13.3.1 安培環(huán)路定理 151
13.3.2 安培環(huán)路定理的應用 152
13.4 磁場對運動電荷的作用 156
13.4.1 洛倫茲力 156
13.4.2 帶電粒子在勻強磁場中的運動 157
13.4.3 霍爾效應 160
*13.4.4 磁流體發(fā)電 163
13.5 磁場對載流導線的作用 164
13.5.1 安培定律 164
13.5.2 無限長兩平行載流直導線間的相互作用力 165
13.5.3 磁場對載流線圈的作用 167
13.5.4 磁力的功 169
13.6 磁介質 172
13.6.1 磁介質的分類 172
*13.6.2 抗磁質與順磁質的磁化 173
*13.6.3 磁化強度 174
13.6.4 磁介質中的安培環(huán)路定理 175
13.6.5 鐵磁質 180
閱讀材料 184
第十四章 電磁感應 185
14.1 電磁感應定律 185
14.1.1 電磁感應現(xiàn)象 185
14.1.2 楞次定律 186
14.1.3 法拉第電磁感應定律 186
14.2動生電動勢與感生電動勢 188
14.2.1動生電動勢 189
14.2.2動生電動勢的計算 190
14.2.3感生電動勢 192
14.2.4 電子感應加速器 195
*14.2.5 渦電流 196
14.3 自感應和互感應 197
14.3.1 自感應 197
14.3.2 互感應 199
14.4 磁場能量 201
14.4.1 自感磁能 201
14.4.2 磁場能量 202
14.5位移電流 電磁場理論 203
14.5.1位移電流 204
14.1.2 全電流定律 208
14.1.3 麥克斯韋方程組 208
閱讀材料 等離子體及其磁約束 210
第五篇 近代物理 213
*第十五章 相對論基礎 213
15.1 伽利略相對性原理經典力學的時空觀 213
15.1.1 伽利略相對性原理 213
15.1.2 經典力學的時空觀 215
15.2 狹義相對論基本原理洛倫茲坐標變換式 216
15.2.1 狹義相對論基本原理 216
15.2.2洛倫茲坐標變換式的推導 219
15.3 相對論速度變換公式 222
15.4 狹義相對論時空觀 225
15.4.1 “同時”的相對性 225
15.4.2 時間膨脹 227
15.4.3 長度收縮 228
15.4.4 相對性與絕對性 230
15.5 狹義相對論動力學基礎 231
15.5.1 相對論力學的基本方程 231
15.5.2 質量和能量的關系 233
15.5.3 動量和能量的關系 234
15.5.6廣義相對論簡介 238
閱讀材料 宋超新星爆發(fā)和光速不變性 240
*第十六章 量子物理基礎 242
16.1 熱輻射 普朗克的量子假設 242
16.1.1 熱輻射現(xiàn)象 242
16.1.2基爾霍夫輻射定律 243
16.1.3 黑體輻射實驗定律 244
16.1.4 普朗克量子假設 248
16.2 光電效應 愛因斯坦的光子理論 252
16.2.1 光電效應的實驗規(guī)律 252
16.2.2 光的波動說的缺陷 255
16.2.3 愛因斯坦的光子理論 256
16.2.4 光的波一粒二象性 257
16.3 康普頓效應 259
16.3.1 康普頓效應 259
16.3.2 光子理論的解釋 260
16.4 氫原子光譜 玻爾的氫原子理論 263
16.4.1 氫原子光譜的規(guī)律性 263
16.4.2 玻爾的氫原子理論 265
16.4.3 氫原子軌道半徑和能量的計算 266
16.4.4 玻爾理論的缺陷 268
16.5 德布羅意波 波—粒二象性 270
16.5.1德布羅意波 270
16.5.2 戴維孫—革末實驗 272
16.5.3 電子顯微鏡 275
16.6 不確定度關系 277
16.7 波函數(shù) 薛定諤方程 281
16.7.1 波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋 281
16.7.2 薛定諤方程 283
16.8 薛定諤方程在一維問題中的應用 285
16.8.1一維無限深勢阱 285
16.8.2 掃描隧道顯微鏡 293
16.8.3 諧振子 294
16.9量子力學中的氫原子問題 295
16.9.1氫原子的薛定諤方程 295
16.9.2量子化條件和量子數(shù) 297
16.9.3 氫原子中電子的概率分布 298
16.10 電子的自旋原子的電子殼層結構 299
16.10.1 施特恩—格拉赫實驗 299
16.10.2 電子的自旋 300
16.10.3 原子的電子殼層結構 301
閱讀材料 紅外技術 303