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绪论

第1篇力学

第1章 质点运动学

1-1 参照系坐标系质点

1-2 质点的运动方程位移

1-3 直线运动

1-4面曲线运动

1-5 相对运动

本章小结

思考题

练br style="color: rgb(102, 102, 102); font-family: tahoma, arial, "Microsoft YaHei", "Hiragino Sans GB", u5b8bu4f53, sans-serif; font-size: 14px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>物理科技

第2章 牛顿定律和守恒定律

2-1 牛顿运动定律

2-2 牛顿运动定律的应用

2-3 动量守恒定律

2-4 质心质心运动定理

2-5 角动量守恒定律

2-6 机械能守恒定律

2-7 理想流体的伯努利方程

本章小结

思考题

练br style="color: rgb(102, 102, 102); font-family: tahoma, arial, "Microsoft YaHei", "Hiragino Sans GB", u5b8bu4f53, sans-serif; font-size: 14px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>物理科技

第3章 刚体的定轴转动

3-1 刚体的运动

3-2 转动定理转动惯量

3-3 刚体的角动量角动量守恒定律

3-4 刚体的动能定理

本章小结

思考题

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第2篇电磁学

第4章 静电场

4-1 电荷库仑定律

4-2 静电场及其描述电场强度

4-3 高斯定理

4-4 静电场的环路定理电势能电势

4-5 电场中的导体和电介质

4-6 电场能量

本章小结

思考题

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第5章 稳恒磁场

5-1 稳恒电流和磁场及其描述

5-2 毕奥-萨伐尔定律运动电荷的磁场

5-3 磁场中的高斯定理和安培环路定理

5-4 电流和运动电荷与磁场的相互作用

5-5 物质的磁

本章小结

思考题

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第6章 电磁感应与电磁场

6-1 电磁场的基本规律

6-2 磁场能量

……

第3篇 波动学

第4篇 热学

第5篇代物理概论

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物理学是

pan style="font-family:宋体">世纪从自然哲学中分离出来的，

“

物理

”

一词先出自希腊语中

0otk

，意思是自然，即物理学是关于自然现象和规律的学问。物理学的内涵是变化的，初从力动规律的研究发展起来，后来又研究热现象、电磁现象，光现象以及辐射规律，到

19

世纪末，物理学形成了完整体系，被称为经典物理学；之后，在

世纪又发展了相对论和量子力学。即便如此，物理学仍然被普遍认为，它是研究物质的低级运动形式的，比如：机械运动，原子和分子的运动、电磁运动、原子核的运动，等等，由于低级的运动形式普遍存在于较高的运动形式中，因此物理学在各门自然科学中有十分重要的作用，是物理学家在研究物理规律的实践中结出来的各种各样的科学方法，更对其他学科产生了深远的影响，其影响渗透到自然科学和科学技术，甚社会科学的方方面面。

pan style="font-family:宋体">物理学与其他学科的联系

（

pan style="font-family:宋体">）物理学与数学

一方面，数学为物理学提供必不可少的工具。比如，微积分使物理学研究变力成为可能：傅里叶级数理论为物理学的合成原理给子了理论支撑。物理原理、定律往往从实验中直接概括抽象出来。首先是量的测定，然后再建立起量的联系

——

数学关系式，其含着大量的数学推理工作、行大量的数算，才能科学地整理出实验所观测到的量，从而找出它们之间的联系，以便用简洁的数学形式表现丰富的物理内容。开普勒应用数学工结出的行星运动定律，他用自已的计算结果同观测到的火星的数据对照，发现

8

分弧度角的误差，正是这一误差使他突破了行星轨迹是圆的传统观念，随后行大量繁琐的计算和观测，结出火星运行轨连是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。开普结的行星运动三大定律表明，即使在经典物理诞生之初，数学已成为它的重要研究工具，数学为物理问题提供了计量租计算方法。正是数学高度的抽象，使它能够概括物理运动的所有空间形式和一切量的关系。数学以终的、的和便于表达的形式反映自然规律，牛顿的代表作《自然哲学的数学原理》，正是采用了数学语言才对力学定律做出了科学的系统论述。

另一方面，物理学丰富了数学研究的对象，使数学找到

“

用武

”

之地。比如，群论正是在粒子物理学中找到了它赖以应用的场所。物理学为数学的发展提出了要求，正如莫尔斯所说：

“

数学是数学，物理是物理，但物理可以通过数学的抽象而受益，而数学则可通过物理的见识而受益。

”

数学家拉克斯说：

“

数学和物理的关系尤其牢固，其原因在于，数学的课题毕竟是一些问题，而许多数学问题是物理中产生出来的，并且不止于此，许多数学理论正是为处理深刻的物理问题而发展出来的。

”

比如，当初正是物理学对变速运动研究的需要，提出了微积分发展的要求。

后，物理学对数学发展还体现在它为数学理论提供了实践的检验。数学理论虽然有严密的逻辑证明，但并不能保证数学理论是真理。一般说来，只有在实践中得到直接或间接的验证，它才能被引入到科学理论之中，才能在数学的国里找到自己的地位，也只有这样它才能得一步的发展。

（

2

）物理学与生物学

物理学给研究生物不断提供新的工具。

pan style="font-family:宋体">世纪末发明的光学显微镜，首先使人们看见了软木塞中的小泡，即众多死去了的细胞壁，

1683

年荷兰人列文

·

胡克用自制的显微镜第

一次看见了活的细菌。当今，作为物理仪器或依据物理原理而成的仪器已林：偏光显微镜、电子显微镜、扫描电镜、隧道显微镜、原子力显微镜、

X

射线衍射仪，超速离心机、液相色谱分析、凝胶电泳等，它们都对深入认识生物细胞和亚细胞结构发挥着作用。其中，射线晶体衍射分析，对确定基本的遗传载体即脱氧核糖核酸的双螺旋结构起了关键作用，双螺旋结构的发现恰是展的重要里程碑。原子力显微镜使得操纵单个生物大分子，直接观察它们的运动和相互作用成为可能。

物理学还为生物学提供新的思想、理论和概念。量子力学创始人之一薛定谔

1943

年在爱尔兰都柏林发表的题为

“

什么是生命

”

的演说，在这篇演说词中他提出了生物由外界摄入

“

负熵

”

、遗传信息保存在某种

“

非周期晶体

”

中等重要设想和猜测；物理学家伽莫夫猜测遗传密码应当是基于

4

个字母的三联码，即蛋白质中的每种氨基酸应当由序列中的

3

个核苷酸编码。上述设想和猜测在后来的生物学研究中都得到了正确的验证

30

年来，在物理学和非线科学中发展起来的标度、分维和分形的概念，临界现象、自组织现象和自组织临界现象的理论，背景下的相变和确定演化过程等，都在生物学研究中发挥着越来越大的作用。

生物学也为物理学的发展做出过重要贡献。能量守恒定律这一

pan style="font-family:宋体">世纪重要的发现之一曾得益于生物学的研究。

1840

年随船医生梅耶在爪哇看病时，发现当地人的静脉血比德国人的鲜红得多。他曾从拉瓦锡处得知，人的体温靠血液氧化维持，热带人体散热少，血液氧化也少，因此动脉和静脉的血色差别不大。梅耶又从马拉车想到是食物氧，通过摩擦使路面和轴承发热，热之间必然有联系。梅耶经过艰苦努力，计算出当量，证明机与热量可以互相转换，

1842

年他在《化学和年刊》上发表了这一结果。这篇文章比物理学家焦耳发表的相同结论早了一年。

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