費(fèi)曼物理學(xué)講義 第1卷（新千年版）

第1章原子的運(yùn)動(dòng)1

§１１引言1

§１２物質(zhì)是原子構(gòu)成的2

§１３原子過(guò)程5

§１４化學(xué)反應(yīng)7

第２章基本物理11

§２１引言11

§２２１９２０年以前的物理學(xué)13

§２３量子物理學(xué)16

§２４原子核與粒子18

第３章物理學(xué)與其他科學(xué)的關(guān)系22

§３１引言22

§３２化學(xué)22

§３３生物學(xué)23

§３４天文學(xué)28

§３５地質(zhì)學(xué)29

§３６心理學(xué)30

§３７情況何以會(huì)如此31

第４章能量守恒33

§４１什么是能量33

§４２重力勢(shì)能34

§４３動(dòng)能38

§４４能量的其他形式39

第５章時(shí)間與距離42

§５１運(yùn)動(dòng)42

§５２時(shí)間42

§５３短的時(shí)間43

§５４長(zhǎng)的時(shí)間45

§５５時(shí)間的單位和標(biāo)準(zhǔn)47

§５６長(zhǎng)的距離47

§５７短的距離50

第６章概率54

§６１機(jī)會(huì)和可能性54

§６２漲落56

§６３無(wú)規(guī)行走59

§６４概率分布62

§６５不確定性原理64

第７章萬(wàn)有引力理論67

§７１行星運(yùn)動(dòng)67

§７２開(kāi)普勒定律67

§７３動(dòng)力學(xué)的發(fā)展68

§７４牛頓引力定律69

§７５萬(wàn)有引力72

§７６卡文迪什實(shí)驗(yàn)76

§７７什么是引力77

§７８引力與相對(duì)論79

第８章運(yùn)動(dòng)80

§８１運(yùn)動(dòng)的描述80

§８２速率82

§８３速率作為導(dǎo)數(shù)85

§８４距離作為積分86

§８５加速度88

第９章牛頓的動(dòng)力學(xué)定律91

§９１動(dòng)量和力91

§９２速率與速度92

§９３速度、加速度以及力的分量93

§９４什么是力94

§９５動(dòng)力學(xué)方程的含義95

§９６方程的數(shù)值解95

§９７行星運(yùn)動(dòng)97

第１０章動(dòng)量守恒102

§１０１牛頓第三定律102

§１０２動(dòng)量守恒103

§１０３動(dòng)量是守恒的105

§１０４動(dòng)量和能量108

§１０５相對(duì)論性動(dòng)量110

第１１章矢量112

§１１１物理學(xué)中的對(duì)稱(chēng)性112

§１１２平移113

§１１３轉(zhuǎn)動(dòng)114

§１１４矢量117

§１１５矢量代數(shù)118

§１１６牛頓定律的矢量表示法120

§１１７矢量的標(biāo)積121

目錄第１２章力的特性124

§１２１什么是力124

§１２２摩擦力126

§１２３分子力129

§１２４基本力、場(chǎng)130

§１２５贗力133

§１２６核力135

第１３章功與勢(shì)能（上）136

§１３１落體的能量136

§１３２萬(wàn)有引力所做的功139

§１３３能量的求和142

§１３４巨大物體的引力場(chǎng)143

第１４章功與勢(shì)能（下）146

§１４１功146

§１４２約束運(yùn)動(dòng)147

§１４３保守力148

§１４４非保守力151

§１４５勢(shì)與場(chǎng)152

第１５章狹義相對(duì)論156

§１５１相對(duì)性原理156

§１５２洛倫茲變換158

§１５３邁克耳遜莫雷實(shí)驗(yàn)159

§１５４時(shí)間的變換161

§１５５洛倫茲收縮163

§１５６同時(shí)性163

§１５７四維矢量164

§１５８相對(duì)論動(dòng)力學(xué)165

§１５９質(zhì)能相當(dāng)性166

第１６章相對(duì)論中的能量與動(dòng)量168

§１６１相對(duì)論與哲學(xué)家168

§１６２孿生子佯謬170

§１６３速度的變換171

§１６４相對(duì)論性質(zhì)量173

§１６５相對(duì)論性能量176

第１７章時(shí)空178

§１７１時(shí)空幾何學(xué)178

§１７２時(shí)空間隔180

§１７３過(guò)去，現(xiàn)在和將來(lái)181

§１７４四維矢量的進(jìn)一步討論182

§１７５四維矢量代數(shù)184

第１８章二維空間中的轉(zhuǎn)動(dòng)187

§１８１質(zhì)心187

§１８２剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)189

§１８３角動(dòng)量191

§１８４角動(dòng)量守恒193

第１９章質(zhì)心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量195

§１９１質(zhì)心的性質(zhì)195

§１９２質(zhì)心位置的確定198

§１９３轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的求法199

§１９４轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能201

第２０章空間轉(zhuǎn)動(dòng)204

§２０１三維空間中的轉(zhuǎn)矩204

§２０２用叉積表示的轉(zhuǎn)動(dòng)

方程式208

§２０３回轉(zhuǎn)儀209

§２０４固體的角動(dòng)量211

第21章諧振子213

§２１１線性微分方程213

§２１２諧振子213

§２１３簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)216

§２１４初始條件217

§２１５受迫振動(dòng)218

第２２章代數(shù)學(xué)220

§２２１加法和乘法220

§２２２逆運(yùn)算221

§２２３抽象和推廣222

§２２４無(wú)理數(shù)的近似計(jì)算223

§２２５復(fù)數(shù)226

§２２６虛指數(shù)229

第２３章共振231

§２３１復(fù)數(shù)和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)231

§２３２有阻尼的受迫振子233

§２３３電共振235

§２３４自然界中的共振現(xiàn)象237

第２４章瞬變態(tài)242

§２４１振子的能量242

§２４２阻尼振動(dòng)244

§２４３電瞬變態(tài)246

第２５章線性系統(tǒng)及其綜述249

§２５１線性微分方程249

§２５２解的疊加250

§２５３線性系統(tǒng)中的振動(dòng)253

§２５４物理學(xué)中的類(lèi)比255

§２５５串聯(lián)和并聯(lián)阻抗257

第２６章光學(xué)：最短時(shí)間原理259

§２６１光259

§２６２反射與折射260

§２６３費(fèi)馬最短時(shí)間原理261

§２６４費(fèi)馬原理的應(yīng)用263

§２６５費(fèi)馬原理的更精確表述267

§２６６最短時(shí)間原理是怎樣起作

用的268

第２７章幾何光學(xué)269

§２７１引言269

§２７２球面的焦距269

§２７３透鏡的焦距272

§２７４放大率274

§２７５透鏡組275

§２７６像差276

§２７７分辨本領(lǐng)276

第２８章電磁輻射278

§２８１電磁學(xué)278

§２８２輻射280

§２８３偶極輻射子282

§２８４干涉283

第２９章干涉285

§２９１電磁波285

§２９２輻射的能量286

§２９３正弦波287

§２９４兩個(gè)偶極輻射子288

§２９５干涉的數(shù)學(xué)290

第３０章衍射294

§３０１n個(gè)相同振子的合振幅294

§３０２衍射光柵29６

§３０３光柵的分辨本領(lǐng)299

§３０４拋物形天線300

§３０５彩色薄膜、晶體301

§３０６不透明屏的衍射302

§３０７振蕩電荷組成的平面所產(chǎn)

生的場(chǎng)30４

第31章折射率的起源307

§３１１折射率307

§３１２物質(zhì)引起的場(chǎng)310

§３１３色散312

§３１４吸收314

§３１５電波所攜帶的能量315

§３１６屏的衍射316

第32章輻射阻尼、光的散射318

§３２１輻射電阻318

§３２２能量輻射率319

§３２３輻射阻尼320

§３２４獨(dú)立的輻射源322

§３２５光的散射323

第33章偏振327

§３３１光的電矢量327

§３３２散射光的偏振性328

§３３３雙折射329

§３３４起偏振器331

§３３５旋光性332

§３３６反射光的強(qiáng)度332

§３３７反常折射334

第34章輻射中的相對(duì)論性效應(yīng)337

§３４１運(yùn)動(dòng)輻射源337

§３４２求“表觀”運(yùn)動(dòng)338

§３４３同步輻射340

§３４４宇宙中的同步輻射342

§３４５軔致輻射343

§３４６多普勒效應(yīng)343

§３４７ω，　k四元矢量345

§３４８光行差347

§３４９光的動(dòng)量347

第３５章色視覺(jué)349

§３５１人眼349

§３５２顏色依賴(lài)于光的強(qiáng)度350

§３５３色感覺(jué)的測(cè)量352

§３５４色品圖355

§３５５色視覺(jué)的機(jī)制356

§３５６色視覺(jué)的生理化學(xué)358

第３６章視覺(jué)的機(jī)制361

§３６１顏色的感覺(jué)361

§３６２眼睛的生理學(xué)363

§３６３視桿細(xì)胞366

§３６４（昆蟲(chóng)的）復(fù)眼367

§３６５其他的眼睛370

§３６６視覺(jué)的神經(jīng)學(xué)371

第３７章量子行為376

§３７１原子力學(xué)376

§３７２子彈實(shí)驗(yàn)377

§３７３波的實(shí)驗(yàn)378

§３７４電子的實(shí)驗(yàn)380

§３７５電子波的干涉381

§３７６追蹤電子382

§３７７量子力學(xué)的基本原理385

§３７８不確定性原理386

第３８章波動(dòng)觀點(diǎn)與粒子觀點(diǎn)的

關(guān)系388

§３８１概率波幅388

§３８２位置與動(dòng)量的測(cè)量389

§３８３晶體衍射392

§３８４原子的大小393

§３８５能級(jí)395

§３８６哲學(xué)含義396

第３９章氣體分子動(dòng)理論399

§３９１物質(zhì)的性質(zhì)399

§３９２氣體的壓強(qiáng)400

§３９３輻射的壓縮性404

§３９４溫度和動(dòng)能405

§３９５理想氣體定律408

第４０章統(tǒng)計(jì)力學(xué)原理411

§４０１大氣的指數(shù)變化律411

§４０２玻爾茲曼定律412

§４０３液體的蒸發(fā)413

§４０４分子的速率分布415

§４０５氣體比熱418

§４０６經(jīng)典物理的失敗419

第４１章布朗運(yùn)動(dòng)422

§４１１能量均分422

§４１２輻射的熱平衡424

§４１３能量均分與量子振子428

§４１４無(wú)規(guī)行走430

第４２章分子動(dòng)理論的應(yīng)用433

§４２１蒸發(fā)433

§４２２熱離子發(fā)射436

§４２３熱電離437

§４２４化學(xué)動(dòng)力學(xué)439

§４２５愛(ài)因斯坦輻射律440

第４３章擴(kuò)散444

§４３１分子間的碰撞444

§４３２平均自由程446

§４３３漂移速率447

§４３４離子電導(dǎo)率449

§４３５分子擴(kuò)散450

§４３６熱導(dǎo)率453

第４４章熱力學(xué)定律455

§４４１熱機(jī)、第一定律455

§４４２第二定律457

§４４３可逆機(jī)458

§４４４理想熱機(jī)的效率461

§４４５熱力學(xué)溫度463

§４４６熵465

第４５章熱力學(xué)示例469

§４５１內(nèi)能469

§４５２應(yīng)用472

§４５３克勞修斯克拉珀龍方程475

第４６章棘輪和掣爪479

§４６１棘輪是怎樣工作的479

§４６２作為熱機(jī)的棘輪480

§４６３力學(xué)中的可逆性482

§４６４不可逆性483

§４６５序與熵485

第４７章聲、波動(dòng)方程488

§４７１波488

§４７２聲的傳播490

§４７３波動(dòng)方程491

§４７４波動(dòng)方程的解493

§４７５聲速494

第４８章拍496

§４８１兩列波的相加496

§４８２拍符和調(diào)制498

§４８３旁頻帶499

§４８４定域波列501

§４８５粒子的概率幅503

§４８６三維空間的波504

§４８７簡(jiǎn)正模式505

第４９章波模507

§４９１波的反射507

§４９２具有固有頻率的約束波508

§４９３二維波模510

§４９４耦合擺513

§４９５線性系統(tǒng)514

第５０章諧波516

§５０１樂(lè)音516

§５０２傅里葉級(jí)數(shù)517

§５０３音色與諧和518

§５０４傅里葉系數(shù)520

§５０５能量定理523

§５０６非線性響應(yīng)524

第５１章波527

§５１１舷波527

§５１２沖擊波528

§５１３固體中的波531

§５１４表面波534

第５２章物理定律的對(duì)稱(chēng)性538

§５２１對(duì)稱(chēng)操作538

§５２２空間與時(shí)間的對(duì)稱(chēng)性538

§５２３對(duì)稱(chēng)性與守恒定律541

§５２４鏡面反射541

§５２５極矢量與軸矢量544

§５２６哪一只是右手545

§５２７宇稱(chēng)不守恒546

§５２８反物質(zhì)547

§５２９對(duì)稱(chēng)破缺549

索引５５０

附錄５５7