物理世界

前辅文

第一篇运动

第1章 比萨塔

1.1 亚里士多德对物体运动的看法

1.2 对亚里士多德思想的批判

1.3 物理概念的修正

参考文献

第2章 新的学科

2.1 直线运动

2.2 抛物体运动

参考文献

思考题

习题

第3章 什么是力

3.1 自然界中的几种力

3.2 用矢量表示的其他物理量

参考文献

思考题

习题

第4章 “根据狮爪识别狮子”

4.1 自然哲学的数学原理

4.2 力与质量的量度单位

4.3 匀速圆周运动

参考文献

思考题

习题

第5章 球面谱写的乐章

5.1 哥白尼太阳中心系

5.2 开普勒行星系

参考文献

思考题

习题

第6章 牛顿世界体系

6.1 万有引力

参考文献

思考题

习题

第二篇经验定律系统

第7章 经验与定律

参考文献

第8章 物理语言

8.1 物理学是定量科学吗?

参考文献

第9章 空间结构

9.1 欧几里得“基本原理”

9.2 是欧几里得空间吗?

9.3 作为数学体系的欧几里得几何学

9.4 作为物理体系的欧几里得几何学

9.5 作为普遍约定的欧几里得几何学

参考文献

思考题(第7 — 9章)

第三篇牛顿世界

第10章 力与运动

参考文献

第11章 质点碰撞

11.1 第三定律

11.2 动量守恒定律

11.3 动量守恒定律应用于质点碰撞

11.4 机械能

11.5 弹性碰撞

参考文献

思考题

习题

第12章 能量守恒定律

12.1 势能

12.2 势能的美妙特性

12.3 机械能守恒定律

12.4 几个简单力系的势能

思考题

习题

第13章 多质点系统

13.1 多质点系统的最简单模型

13.2 多质点系统的平动定律

13.3 质心

参考文献

思考题

第14章 刚体的运动与静止

14.1 某些刚体的质心

14.2 平动

14.3 转动

14.4 静力学: 静止刚体

14.5 动力学: 运动刚体

参考文献

思考题

习题

第15章 宇宙像一部机器

第四篇关于光的本性

第16章 网球

16.1 光的反射和折射

16.2 笛卡儿对光的反射和折射的看法

16.3 光与网球

参考文献

思考题

习题

第17章 波

17.1 什么是波

17.2 一维波的某些性质

17.3 波函数

17.4 一维的周期波

17.5 一维波在介质界面上的行为

17.6 驻波

17.7 二维、三维以及N 维的波(惯性性质)

参考文献

思考题

习题

第18章 光是波

18.1 干涉

18.2 衍射

18.3 偏振

18.4 光是什么?

参考文献

思考题

习题

第五篇电磁力和电磁场

第19章 静电力静电荷

19.1 电荷

19.2 导体和绝缘体

19.3 库仑力

19.4 电质量的性质

19.5 单位制

19.6 电场

19.7 电势

19.8 带电粒子行星系

参考文献

思考题

习题

第20章 磁力运动电荷

20.1 电流

20.2 磁力

20.3 作用于运动电荷的力

20.4 磁场

20.5 几个结论

20.6 带电粒子在均匀磁场中的运动

20.7 磁铁

参考文献

思考题

习题

第21章 感应力: 电荷和交流电

21.1 迈克尔法拉第: 电流感应

21.2 法拉第定律

21.3 导线在均匀磁场中的运动

21.4 发电机

参考文献

思考题

习题

第22章 电磁理论

22.1 安培定律和电荷守恒定律

参考文献

第23章 电磁辐射

23.1 光是电磁波

23.2 赫兹观察到了麦克斯韦的辐射

参考文献

思考题(第22、23 章 )

第六篇热的性质

第24章 能量守恒(热力学第一定律)

24.1 温标的确定

24.2 热

24.3 热功当量

24.4 亥姆霍兹能量守恒定律

参考文献

思考题

习题

第25章 热寂(热力学第二定律)

25.1 什么情况下热能够作功?

25.2 卡诺热机

25.3 卡诺证明的现代形式

25.4 熵

参考文献

思考题与习题

第26章 分子运动论(热、温度和熵的力学解释)

26.1 气体的行为

26.2 从分子运动论推导出理想气体的状态方程

26.3 温度的力学定义

26.4 一些结果

26.5 什么情况下热能够作功

26.6 分子运动论中的一些假设

参考文献

思考题

习题

第27章 统计力学

27.1 引言

27.2 最大概率分布

27.3 混乱度和熵

27.4 时间的可逆性和熵

参考文献

第七篇空间与时间概念的修正

第28章 绝对运动绝对静止

28.1 宇宙的不动中心

28.2 参照系

28.3 传送光的以太

参考文献

思考题

第29章 迈克耳孙– 莫雷实验

29.1 干涉仪

29.2 结果

参考文献

思考题与习题

第30章 相对性原理

30.1 洛伦兹– 菲茨杰拉德收缩

30.2 大自然的阴谋

30.3 光速

30.4 丢失了的时间

30.5 在互相匀速运动着的参照系中确定的空间间隔和时间间隔

30.6 时间变慢了

30.7 速度的加法

30.8 另一世界中的古老时钟

参考文献

思考题

习题

第31章 牛顿定律和相对性原理的统一

31.1 相对论力学

31.2 能量与动量之间的相对论关系

31.3 关于相对论电子的运动

参考文献

思考题

习题

第32章 双胞胎的怪论

参考文献

第33章 广义相对论(爱因斯坦引力理论)

33.1 等效性原理

参考文献

思考题与习题

第八篇原子结构

第34章 不协调的色线

34.1 不连续的谱线

34.2 X 射线

34.3 放射性

参考文献

思考题与习题

第35章 电子的发现

35.1 汤姆孙实验

35.2 物质的电结构

35.3 汤姆孙原子

参考文献

思考题与习题

第36章 卢瑟福原子

参考文献

思考题与习题

第37章 量子理论的起源

37.1 卢瑟福原子提出的抉择

37.2 普朗克的量子作用

37.3 爱因斯坦光子

37.4 玻尔的氢原子模型

参考文献

思考题与习题

第九篇量子理论

第38章 电子—— 波

38.1 德布罗意假设

38.2 戴维孙– 革末实验

参考文献

思考题与习题

第39章 量子系统的运动定律—— 薛定谔方程

39.1 自由解

39.2 束缚解

思考题与习题

第40章 德布罗意波是什么

40.1 薛定谔的解释: 波表示物质的密度

40.2 概率论的解释

40.3 其他可能的解释

参考文献

思考题与习题

第41章 关于量子力学观点的内部一致性

41.1 量子在什么地方?

41.2 海森伯的测不准原理

41.3 海森伯的臆想实验

41.4 不可观察的量在物理学理论中的作用

41.5 波粒二象性

参考文献

思考题与习题

第42章 从量子观点到经典观点的过渡

第十篇量子世界

关于所谓的理智

第43章 氢原子

43.1 基态的能量

43.2 量子系统能级的退化

43.3 库仑力的球对称: 角动量量子数

43.4 氢原子的能级

43.5 磁场的影响

43.6 电子的自旋

参考文献

思考题与习题

第44章 粒子和光子对原子系统的相互作用

44.1 物质

44.2 光

44.3 跃迁概率

参考文献

思考题与习题

第45章 多粒子量子系统

45.1 泡利不相容原理

45.2 波函数相对于等同粒子互换的对称性

45.3 禁锢于容器中的无相互作用的电子—— 金属的最简单模型

45.4 元素周期表

参考文献

思考题与习题

第46章 原子核

46.1 原子核是由什么构成的

46.2 核子是怎样结合在一起的

46.3 核力与核模型

46.4 核过程和稳定性

46.5 核裂变和核聚变

参考文献

思考题与习题

第十一篇量子理论和相对性原理的统一

第47章 电子—— 相对论波

47.1 狄拉克电子

47.2 狄拉克真空

47.3 反物质

参考文献

第48章 电子与光子的相互作用

48.1 空间– 时间线图

48.2 量子电动力学

48.3 辐射修正和重正化方法

参考文献

思考题与习题

第十二篇初始物质

第49章 什么是基本粒子

参考文献

第50章 怎样观察基本粒子

参考文献

第51章 怎样获得基本粒子

参考文献

第52章 是什么将核内的粒子约束在一起

参考文献

第53章 奇异粒子

参考文献

第54章 电荷、同位旋和奇异数

参考文献

第55章 对称性: 从毕达哥拉斯到泡利

参考文献

第56章 初始物质

参考文献

思考题与习题

附录

1. 数代数

2. 集合和函数

2.1 数值函数

3. 方程式的求解

4. 变化的速度极限

5. 几何

6. 矢量

6.1 标量积

6.2 矢量积

7. 单位制及其换算

部分习题的答案

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