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第1章 原子的运动 1 § 1-1 引言 1 § 1-2 物质是原子构成的 2 § 1-3 原子过程 5 § 1-4 化学反应 7 第2章 基本物理 11 § 2-1 引言 11 § 2-2 1920年以前的物理学 13 § 2-3 量子物理学 16 § 2-4 原子核与粒子 18 第3章 物理学与其他科学的关系 22 § 3-1 引言 22 § 3-2 化学 22 § 3-3 生物学 23 § 3-4 天文学 28 § 3-5 地质学 29 § 3-6 心理学 30 § 3-7 情况何以会如此 31 第4章 能量守恒 33 § 4-1 什么是能量 33 § 4-2 重力势能 34 § 4-3 动能 38 § 4-4 能量的其他形式 39 第5章 时间与距离 42 § 5-1 运动 42 § 5-2 时间 42 § 5-3 短的时间 43 § 5-4 长的时间 45 § 5-5 时间的单位和标准 47 § 5-6 长的距离 47 § 5-7 短的距离 50 第6章 概率 54 § 6-1 机会和可能性 54 § 6-2 涨落 56 § 6-3 无规行走 59 § 6-4 概率分布 62 § 6-5 不确定性原理 64 第7章 万有引力理论 67 § 7-1 行星运动 67 § 7-2 开普勒定律 67 § 7-3 动力学的发展 68 § 7-4 牛顿引力定律 69 § 7-5 万有引力 72 § 7-6 卡文迪什实验 76 § 7-7 什么是引力 77 § 7-8 引力与相对论 79 第8章 运动 80 § 8-1 运动的描述 80 § 8-2 速率 82 § 8-3 速率作为导数 85 § 8-4 距离作为积分 86 § 8-5 加速度 88 第9章 牛顿的动力学定律 91 § 9-1 动量和力 91 § 9-2 速率与速度 92 § 9-3 速度、加速度以及力的分量 93 § 9-4 什么是力 94 § 9-5 动力学方程的含义 95 § 9-6 方程的数值解 95 § 9-7 行星运动 97 第10章 动量守恒 102 § 10-1 牛顿第三定律 102 § 10-2 动量守恒 103 § 10-3 动量是守恒的 105 § 10-4 动量和能量 108 § 10-5 相对论性动量 110 第11章 矢量 112 § 11-1 物理学中的对称性 112 § 11-2 平移 113 § 11-3 转动 114 § 11-4 矢量 117 § 11-5 矢量代数 118 § 11-6 牛顿定律的矢量表示法 120 § 11-7 矢量的标积 121 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、场 130 § 12-5 赝力 133 § 12-6 核力 135 第13章 功与势能（上） 136 § 13-1 落体的能量 136 § 13-2 万有引力所做的功 139 § 13-3 能量的求和 142 § 13-4 巨大物体的引力场 143 第14章 功与势能（下） 146 § 14-1 功 146 § 14-2 约束运动 147 § 14-3 保守力 148 § 14-4 非保守力 151 § 14-5 势与场 152 第15章 狭义相对论 156 § 15-1 相对性原理 156 § 15-2 洛伦兹变换 158 § 15-3 迈克耳逊莫雷实验 159 § 15-4 时间的变换 161 § 15-5 洛伦兹收缩 163 § 15-6 同时性 163 § 15-7 四维矢量 164 § 15-8 相对论动力学 165 § 15-9 质能相当性 166 第16章 相对论中的能量与动量 168 § 16-1 相对论与哲学家 168 § 16-2 孪生子佯谬 170 § 16-3 速度的变换 171 § 16-4 相对论性质量 173 § 16-5 相对论性能量 176 第17章 时空 178 § 17-1 时空几何学 178 § 17-2 时空间隔 180 § 17-3 过去，现在和将来 181 § 17-4 四维矢量的进一步讨论 182 § 17-5 四维矢量代数 184 第18章 二维空间中的转动 187 § 18-1 质心 187 § 18-2 刚体的转动 189 § 18-3 角动量 191 § 18-4 角动量守恒 193 第19章 质心、转动惯量 195 § 19-1 质心的性质 195 § 19-2 质心位置的确定 198 § 19-3 转动惯量的求法 199 § 19-4 转动动能 201 第20章 空间转动 204 § 20-1 三维空间中的转矩 204 § 20-2 用叉积表示的转动方程式 208 § 20-3 回转仪 209 § 20-4 固体的角动量 211 第21章 谐振子 213 § 21-1 线性微分方程 213 § 21-2 谐振子 213 § 21-3 简谐运动和圆周运动 216 § 21-4 初始条件 217 § 21-5 受迫振动 218 第22章 代数学 220 § 22-1 加法和乘法 220 § 22-2 逆运算 221 § 22-3 抽象和推广 222 § 22-4 无理数的近似计算 223 § 22-5 复数 226 § 22-6 虚指数 229 第23章 共振 231 § 23-1 复数和简谐运动 231 § 23-2 有阻尼的受迫振子 233 § 23-3 电共振 235 § 23-4 自然界中的共振现象 237 第24章 瞬变态 242 § 24-1 振子的能量 242 § 24-2 阻尼振动 244 § 24-3 电瞬变态 246 第25章 线性系统及其综述 249 § 25-1 线性微分方程 249 § 25-2 解的叠加 250 § 25-3 线性系统中的振动 253 § 25-4 物理学中的类比 255 § 25-5 串联和并联阻抗 257 第26章 光学：最短时间原理 259 § 26-1 光 259 § 26-2 反射与折射 260 § 26-3 费马最短时间原理 261 § 26-4 费马原理的应用 263 § 26-5 费马原理的更精确表述 267 § 26-6 最短时间原理是怎样起作用的 268 第27章 几何光学 269 § 27-1 引言 269 § 27-2 球面的焦距 269 § 27-3 透镜的焦距 272 § 27-4 放大率 274 § 27-5 透镜组 275 § 27-6 像差 276 § 27-7 分辨本领 276 第28章 电磁辐射 278 § 28-1 电磁学 278 § 28-2 辐射 280 § 28-3 偶极辐射子 282 § 28-4 干涉 283 第29章 干涉 285 § 29-1 电磁波 285 § 29-2 辐射的能量 286 § 29-3 正弦波 287 § 29-4 两个偶极辐射子 288 § 29-5 干涉的数学 290 第30章 衍射 294 § 30-1 n个相同振子的合振幅 294 § 30-2 衍射光栅 296 § 30-3 光栅的分辨本领 299 § 30-4 抛物形天线 300 § 30-5 彩色薄膜、晶体 301 § 30-6 不透明屏的衍射 302 § 30-7 振荡电荷组成的平面所产生的场 304 第31章 折射率的起源 307 § 31-1 折射率 307 § 31-2 物质引起的场 310 § 31-3 色散 312 § 31-4 吸收 314 § 31-5 电波所携带的能量 315 § 31-6 屏的衍射 316 第32章 辐射阻尼、光的散射 318 § 32-1 辐射电阻 318 § 32-2 能量辐射率 319 § 32-3 辐射阻尼 320 § 32-4 独立的辐射源 322 § 32-5 光的散射 323 第33章 偏振 327 § 33-1 光的电矢量 327 § 33-2 散射光的偏振性 328 § 33-3 双折射 329 § 33-4 起偏振器 331 § 33-5 旋光性 332 § 33-6 反射光的强度 332 § 33-7 反常折射 334 第34章 辐射中的相对论性效应 337 § 34-1 运动辐射源 337 § 34-2 求“表观”运动 338 § 34-3 同步辐射 340 § 34-4 宇宙中的同步辐射 342 § 34-5 轫致辐射 343 § 34-6 多普勒效应 343 § 34-7 四元矢量 345 § 34-8 光行差 347 § 34-9 光的动量 347 第35章 色视觉 349 § 35-1 人眼 349 § 35-2 颜色依赖于光的强度 350 § 35-3 色感觉的测量 352 § 35-4 色品图 355 § 35-5 色视觉的机制 356 § 35-6 色视觉的生理化学 358 第36章 视觉的机制 361 § 36-1 颜色的感觉 361 § 36-2 眼睛的生理学 363 § 36-3 视杆细胞 366 § 36-4 （昆虫的）复眼 367 § 36-5 其他的眼睛 370 § 36-6 视觉的神经学 371 第37章 量子行为 376 § 37-1 原子力学 376 § 37-2 子弹实验 377 § 37-3 波的实验 378 § 37-4 电子的实验 380 § 37-5 电子波的干涉 381 § 37-6 追踪电子 382 § 37-7 量子力学的基本原理 385 § 37-8 不确定性原理 386 第38章 波动观点与粒子观点的关系 388 § 38-1 概率波幅 388 § 38-2 位置与动量的测量 389 § 38-3 晶体衍射 392 § 38-4 原子的大小 393 § 38-5 能级 395 § 38-6 哲学含义 396 第39章 气体分子动理论 399 § 39-1 物质的性质 399 § 39-2 气体的压强 400 § 39-3 辐射的压缩性 404 § 39-4 温度和动能 405 § 39-5 理想气体定律 408 第40章 统计力学原理 411 § 40-1 大气的指数变化律 411 § 40-2 玻尔兹曼定律 412 § 40-3 液体的蒸发 413 § 40-4 分子的速率分布 415 § 40-5 气体比热 418 § 40-6 经典物理的失败 419 第41章 布朗运动 422 § 41-1 能量均分 422 § 41-2 辐射的热平衡 424 § 41-3 能量均分与量子振子 428 § 41-4 无规行走 430 第42章 分子动理论的应用 433 § 42-1 蒸发 433 § 42-2 热离子发射 436 § 42-3 热电离 437 § 42-4 化学动力学 439 § 42-5 爱因斯坦辐射律 440 第43章 扩散 444 § 43-1 分子间的碰撞 444 § 43-2 平均自由程 446 § 43-3 漂移速率 447 § 43-4 离子电导率 449 § 43-5 分子扩散 450 § 43-6 热导率 453 第44章 热力学定律 455 § 44-1 热机、第一定律 455 § 44-2 第二定律 457 § 44-3 可逆机 458 § 44-4 理想热机的效率 461 § 44-5 热力学温度 463 § 44-6 熵 465 第45章 热力学示例 469 § 45-1 内能 469 § 45-2 应用 472 § 45-3 克劳修斯克拉珀龙方程 475 第46章 棘轮和掣爪 479 § 46-1 棘轮是怎样工作的 479 § 46-2 作为热机的棘轮 480 § 46-3 力学中的可逆性 482 § 46-4 不可逆性 483 § 46-5 序与熵 485 第47章 声、波动方程 488 § 47-1 波 488 § 47-2 声的传播 490 § 47-3 波动方程 491 § 47-4 波动方程的解 493 § 47-5 声速 494 第48章 拍 496 § 48-1 两列波的相加 496 § 48-2 拍符和调制 498 § 48-3 旁频带 499 § 48-4 定域波列 501 § 48-5 粒子的概率幅 503 § 48-6 三维空间的波 504 § 48-7 简正模式 505 第49章 波模 507 § 49-1 波的反射 507 § 49-2 具有固有频率的约束波 508 § 49-3 二维波模 510 § 49-4 耦合摆 513 § 49-5 线性系统 514 第50章 谐波 516 § 50-1 乐音 516 § 50-2 傅里叶级数 517 § 50-3 音色与谐和 518 § 50-4 傅里叶系数 520 § 50-5 能量定理 523 § 50-6 非线性响应 524 第51章 波 527 § 51-1 舷波 527 § 51-2 冲击波 528 § 51-3 固体中的波 531 § 51-4 表面波 534 第52章 物理定律的对称性 538 § 52-1 对称操作 538 § 52-2 空间与时间的对称性 538 § 52-3 对称性与守恒定律 541 § 52-4 镜面反射 541 § 52-5 极矢量与轴矢量 544 § 52-6 哪一只是右手 545 § 52-7 宇称不守恒 546 § 52-8 反物质 547 § 52-9 对称破缺 549 索引 550 附录 557

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