大学物理

董占海

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 走进物理
    • 1.2 如何学习物理
  • 2 质点运动学
    • 2.1 质点的位矢
    • 2.2 质点的运动方程和轨道方程
    • 2.3 位移
    • 2.4 速度
    • 2.5 加速度
      • 2.5.1 加速度(一)
      • 2.5.2 加速度(二)
    • 2.6 运动学中的两类问题
      • 2.6.1 已知运动学方程求速度和加速度
      • 2.6.2 已知加速度求速度和运动学方程
  • 3 质点动力学
    • 3.1 四种基本作用力
    • 3.2 牛顿运动定律
    • 3.3 常见的作用力
    • 3.4 牛顿定律的应用
      • 3.4.1 牛顿定律的应用(一)
      • 3.4.2 牛顿定律的应用(二)
      • 3.4.3 牛顿定律的应用(三)
    • 3.5 伽利略的相对性原理
      • 3.5.1 伽利略变换
      • 3.5.2 伽利略力学相对性原理
    • 3.6 惯性力
      • 3.6.1 惯性力(一)
      • 3.6.2 惯性力(二)
      • 3.6.3 惯性力(三)
      • 3.6.4 惯性力(四)
    • 3.7 狭义相对论
      • 3.7.1 狭义相对论的建立
      • 3.7.2 相对论效应(一)
      • 3.7.3 相对论效应(二)
      • 3.7.4 狭义相对论原理(一)
      • 3.7.5 狭义相对论原理(二)
      • 3.7.6 洛伦兹坐标变换(一)
      • 3.7.7 洛伦兹坐标变换(二)
      • 3.7.8 洛伦兹时空观
      • 3.7.9 相对论速度变换
  • 4 运动定理
    • 4.1 冲量与动量
      • 4.1.1 冲量和动量
      • 4.1.2 质点的动量定理
      • 4.1.3 质点系动量定理
      • 4.1.4 质点系动量守恒
      • 4.1.5 质心
      • 4.1.6 质心运动定理
      • 4.1.7 火箭飞行问题
    • 4.2 功与能
      • 4.2.1 能量的类型
      • 4.2.2 功和功率(一)
      • 4.2.3 功和功率(二)
      • 4.2.4 动能定理
      • 4.2.5 保守力
      • 4.2.6 势能(一)
      • 4.2.7 势能(二)
      • 4.2.8 内力做功的特点
      • 4.2.9 功能原理
      • 4.2.10 机械能守恒(一)
      • 4.2.11 机械能守恒(二)
    • 4.3 相对论
      • 4.3.1 动量和质量
      • 4.3.2 动能
      • 4.3.3 冲量与功
      • 4.3.4 质能关系
      • 4.3.5 能量与动量的关系
    • 4.4 冲量矩与角动量
      • 4.4.1 角动量
      • 4.4.2 力矩的定义
      • 4.4.3 角动量定理(一)
      • 4.4.4 角动量定理(二)
      • 4.4.5 质点系的角动量
      • 4.4.6 质点系的角动量定理
      • 4.4.7 角动量守恒
    • 4.5 对称性
  • 5 刚体力学
    • 5.1 刚体的基本运动
    • 5.2 刚体定轴转动的描述
    • 5.3 刚体的角动量
      • 5.3.1 刚体的角动量
      • 5.3.2 转动惯量
      • 5.3.3 刚体角动量定理(一)
      • 5.3.4 刚体角动量定理(二)
      • 5.3.5 刚体角动量定理(三)
      • 5.3.6 角动量守恒
    • 5.4 刚体的动能
      • 5.4.1 刚体的动能
      • 5.4.2 刚体转动的功能原理
    • 5.5 刚体定点转动
      • 5.5.1 刚体定点转动
      • 5.5.2 定点转动刚体的角动量守恒
    • 5.6 进动
      • 5.6.1 进动(一)
      • 5.6.2 进动(二)
    • 5.7 刚体平面平行运动
      • 5.7.1 刚体平面平行运动
      • 5.7.2 刚体平面平行运动的应用
  • 6 振动
    • 6.1 简谐振动
    • 6.2 简谐振动的运动学描述和特征量
      • 6.2.1 简谐振动的运动学特征量
      • 6.2.2 简谐振动的运动学描述(一)
      • 6.2.3 简谐振动的运动学描述(二)
    • 6.3 振动的合成
      • 6.3.1 同方向同频率简谐振动的合成
      • 6.3.2 同方向不同频率简谐振动的合成
      • 6.3.3 同频率垂直简谐振动的合成
      • 6.3.4 不同频率垂直简谐振动的合成
    • 6.4 阻尼振动
    • 6.5 受迫振动
      • 6.5.1 受迫振动
      • 6.5.2 共振
  • 7 机械波
    • 7.1 机械波运动学描述和特征量
      • 7.1.1 机械波运动学特征量
      • 7.1.2 机械波运动学描述
      • 7.1.3 机械波运动学描述的应用
    • 7.2 波动方程
    • 7.3 波的能量
      • 7.3.1 波的能量
      • 7.3.2 波的能流密度
    • 7.4 多普勒效应
      • 7.4.1 多普勒效应
      • 7.4.2 多普勒效应的应用
    • 7.5 惠更斯原理
      • 7.5.1 惠更斯原理
      • 7.5.2 折射和反射
      • 7.5.3 透射波和反射波的相位关系
    • 7.6 波的叠加干涉
      • 7.6.1 波的叠加干涉
      • 7.6.2 波的叠加和干涉的应用
      • 7.6.3 驻波
      • 7.6.4 简正模
  • 8 热力学平衡态
    • 8.1 热力学系统及研究方法
    • 8.2 平衡态
    • 8.3 热力学第零定律和状态参量
    • 8.4 温度和温标
    • 8.5 理想气体状态方程
    • 8.6 理想气体压强和温度
      • 8.6.1 理想气体压强和温度(一)
      • 8.6.2 理想气体压强和温度(二)
    • 8.7 分子热运动的速度和速率统计分布规律
      • 8.7.1 分子速率分布函数(一)
      • 8.7.2 分子速率分布函数(二)
      • 8.7.3 麦克斯韦速率分布
      • 8.7.4 分子速率分布
      • 8.7.5 分子热运动的能力统计分布规律
      • 8.7.6 外力场中粒子数密度分布
      • 8.7.7 能量均分定理
    • 8.8 涨落现象
  • 9 热力学
    • 9.1 准静态过程
    • 9.2 内能、功、热和热力学第一定律
    • 9.3 热容
      • 9.3.1 热容(一)
      • 9.3.2 热容(二)
    • 9.4 循环过程
      • 9.4.1 循环过程(一)
      • 9.4.2 循环过程(二)
    • 9.5 热力学第二定律
      • 9.5.1 热力学第二定律(一)
      • 9.5.2 热力学第二定律(二)
    • 9.6 熵
      • 9.6.1 熵的定义
      • 9.6.2 熵增原理
    • 9.7 熵的统计学意义
      • 9.7.1 玻尔兹曼关系
      • 9.7.2 热力学第二定律统计意义
      • 9.7.3 自组织现象
  • 10 静电场
    • 10.1 电荷
    • 10.2 库仑定律
    • 10.3 电场
      • 10.3.1 点电荷电场
      • 10.3.2 线分布电荷电场
      • 10.3.3 面分布电荷电场
    • 10.4 高斯定理
      • 10.4.1 电场线
      • 10.4.2 电通量
      • 10.4.3 高斯定理
      • 10.4.4 高斯定理的应用(一)
      • 10.4.5 高斯定理的应用(二)
    • 10.5 环路定理
    • 10.6 电势
      • 10.6.1 电势(一)
      • 10.6.2 电势(二)
      • 10.6.3 电势梯度
  • 11 导体电学
    • 11.1 导体经典平衡性质
      • 11.1.1 导体的电场与电势
      • 11.1.2 导体上的电荷分布(一)
      • 11.1.3 导体上的电荷分布(二)
    • 11.2 电容及电容器
      • 11.2.1 电容
      • 11.2.2 电容器
    • 11.3 电流
      • 11.3.1 电流密度
      • 11.3.2 稳恒电流
    • 11.4 稳恒电场
      • 11.4.1 稳恒电场(一)
      • 11.4.2 稳恒电场(二)
    • 11.5 电源
  • 12 电介质
    • 12.1 电介质及其极化
      • 12.1.1 电介质
      • 12.1.2 电介质的极化
    • 12.2 极化强度
      • 12.2.1 极化强度
      • 12.2.2 极化电荷密度
    • 12.3 介质中的高斯定理
      • 12.3.1 介质中的静电场
      • 12.3.2 介质中的高斯定理
      • 12.3.3 电介质中高斯定理的应用(一)
      • 12.3.4 电介质中高斯定理的应用(二)
    • 12.4 介质边界两侧的静电场
      • 12.4.1 电介质中边界两侧电场强度关系
      • 12.4.2 电介质中边界两侧电位移矢量关系
    • 12.5 静电场的能量
      • 12.5.1 电场能量密度
      • 12.5.2 电荷系统的静电能
      • 12.5.3 电势能和静电能的对比
  • 13 阅读
    • 13.1 阅读
走进物理
  • 1 视频
  • 2 章节测验



“物”表示客观存在的一切物质,“理”是物质与物质之间以及物质内部的联系与规律性,物理学就是研究物质运动的最一般规律和物质基本结构的学科。

所以物理学的研究对象包括客观存在的一切物质以及客观世界中最基本的规律,任何自然科学都不能违反物理规律,物理学是自然科学的基础。


宇宙的起源、组成、运行、终结

时间、空间、星际旅行、外星移民、回到过去、跳跃到未来

波粒二象性、量子信息、人工智能

引力的起源、场、多维时空

轻子、强子、夸克、黑洞、白洞、灰洞、虫洞、平行宇宙

反物质、暗物质、暗能量


物理一词起源很早,众说纷纭,难以考证,多数资料认同物理一词起源于古希腊甚至更早。与物理有关的学问不断地综合并发展成物理学,经历了远古文明、宇宙学、运动学、几何学、力学等的起源与发展如此漫长的历史,期间涌现出如苏格拉底、柏拉图、亚里士多德、欧几里得、阿基米德、哥白尼、布鲁诺、伽利略、第谷、开普勒、笛卡尔、牛顿等众多伟大学者。

作为一门科学,物理学的起源以伽利略总结的自由落体定律、惯性定律、相对性原理为标志。1687年牛顿的著作《自然哲学的数学原理》出版,内容包括:时空观、惯性系、相对性原理、牛顿运动定律、万有引力定律和力学叠加原理,书中主要的数学工具是几何学。该著作把历史发展中长期积累的杂乱无章的大量知识和成果加以系统化,物理学也从此成为一门成熟的科学。

 

据统计,自20世纪中期以来,在诺贝尔化学奖、生理及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上具有良好的物理学背景。他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了巨大的成功。相反,从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。

为纪念相对论诞生100周年及爱因斯坦逝世50周年, 联合国第58次会议将2005年定名为“国际物理年”。爱因斯坦于19056月和9月发表了两篇有关狭义相对论的论文, 并对时间和空间提出了全新的概念, 被誉为“具有改变历史进程的深远意义”。

毫无疑问,物理学能深化人对客观世界的认识,锻炼人的思维,影响人的世界观,启发人的创造力,提高人类的生产力,改善人类的生活环境。曾有学者指出,缺乏物理学素质的民族在历史进程中将会被淘汰和遗忘。作为年轻人,在求学阶段或业余时间学习物理学,对自己的人生将大有裨益。