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 热力学平衡态
    • 6.1 热力学系统及研究方法
    • 6.2 平衡态
    • 6.3 热力学第零定律和状态参量
    • 6.4 温度和温标
    • 6.5 理想气体状态方程
    • 6.6 理想气体压强和温度
      • 6.6.1 理想气体压强和温度(一)
      • 6.6.2 理想气体压强和温度(二)
    • 6.7 分子热运动的速度和速率统计分布规律
      • 6.7.1 分子速率分布函数(一)
      • 6.7.2 分子速度分布函数(二)
      • 6.7.3 麦克斯韦速率分布
      • 6.7.4 分子速率分布
      • 6.7.5 分子热运动的能力统计分布规律
      • 6.7.6 外力场中粒子数密度分布
      • 6.7.7 能量均分定理
    • 6.8 涨落现象
  • 7 热力学
    • 7.1 准静态过程
    • 7.2 内能、功、热和热力学第一定律
    • 7.3 热容
      • 7.3.1 热容(一)
      • 7.3.2 热容(二)
    • 7.4 循环过程
      • 7.4.1 循环过程(一)
      • 7.4.2 循环过程(二)
    • 7.5 热力学第二定律
      • 7.5.1 热力学第二定律(一)
      • 7.5.2 热力学第二定律(二)
    • 7.6 熵
      • 7.6.1 熵的定义
      • 7.6.2 熵增原理
    • 7.7 熵的统计学意义
      • 7.7.1 玻尔兹曼关系
      • 7.7.2 热力学第二定律统计意义
      • 7.7.3 自组织现象
  • 8 静电场
    • 8.1 电荷
    • 8.2 库仑定律
    • 8.3 电场
      • 8.3.1 点电荷电场
      • 8.3.2 线分布电荷电场
      • 8.3.3 面分布电荷电场
    • 8.4 高斯定理
      • 8.4.1 电场线
      • 8.4.2 电通量
      • 8.4.3 高斯定理
      • 8.4.4 高斯定理的应用(一)
      • 8.4.5 高斯定理的应用(二)
    • 8.5 环路定理
    • 8.6 电势
      • 8.6.1 电势(一)
      • 8.6.2 电势(二)
      • 8.6.3 电势梯度
  • 9 导体电学
    • 9.1 导体经典平衡性质
      • 9.1.1 导体的电场与电势
      • 9.1.2 导体上的电荷分布(一)
      • 9.1.3 导体上的电荷分布(二)
    • 9.2 电容及电容器
      • 9.2.1 电容
      • 9.2.2 电容器
    • 9.3 电流
      • 9.3.1 电流密度
      • 9.3.2 稳恒电流
    • 9.4 稳恒电场
      • 9.4.1 稳恒电场(一)
      • 9.4.2 稳恒电场(二)
    • 9.5 电源
  • 10 电介质
    • 10.1 电介质及其极化
      • 10.1.1 电介质
      • 10.1.2 电介质的极化
    • 10.2 极化强度
      • 10.2.1 极化强度
      • 10.2.2 极化电荷密度
    • 10.3 介质中的高斯定理
      • 10.3.1 介质中的静电场
      • 10.3.2 介质中的高斯定理
      • 10.3.3 电介质中高斯定理的应用(一)
      • 10.3.4 电介质中高斯定理的应用(二)
    • 10.4 介质边界两侧的静电场
      • 10.4.1 电介质中边界两侧电场强度关系
      • 10.4.2 电介质中边界两侧电位移矢量关系
    • 10.5 静电场的能量
      • 10.5.1 电场能量密度
      • 10.5.2 电荷系统的静电能
      • 10.5.3 电势能和静电能的对比
  • 11 稳恒磁场
    • 11.1 磁场和磁感应强度
      • 11.1.1 磁场
      • 11.1.2 磁感应强度(一)
      • 11.1.3 磁感应强度(二)
      • 11.1.4 磁感应强度(三)
    • 11.2 毕奥萨伐定律
      • 11.2.1 毕奥萨伐定律
      • 11.2.2 毕奥萨伐定律应用(一)
      • 11.2.3 毕奥萨伐定律应用(二)
      • 11.2.4 毕奥萨伐定律应用(三)
    • 11.3 磁高斯定理和安培环路定理
      • 11.3.1 磁场的高斯定理
      • 11.3.2 安培环路定理
      • 11.3.3 安培环路定理的应用(一)
      • 11.3.4 安培环路定理的应用(二)
    • 11.4 磁场对运动电荷的作用
      • 11.4.1 磁场对载流导体的作用(一)
      • 11.4.2 磁场对载流导体的作用(二)
      • 11.4.3 磁矩
      • 11.4.4 安培力的功
      • 11.4.5 霍尔效应
  • 12 磁介质
    • 12.1 顺磁性和抗磁性
    • 12.2 磁化强度和磁化电流
      • 12.2.1 磁介质的磁化强度
      • 12.2.2 磁化电流(一)
      • 12.2.3 磁化电流(二)
      • 12.2.4 磁化电流(三)
    • 12.3 介质中的磁场和磁场强度
      • 12.3.1 介质中磁场的高斯定理
      • 12.3.2 介质中磁场的安培环路定理
      • 12.3.3 磁介质的磁化率和磁导率
    • 12.4 铁磁质
    • 12.5 电场和磁场的相对性
  • 13 变化的电磁场
    • 13.1 电磁感应定律
      • 13.1.1 电磁感应现象
      • 13.1.2 法拉第电磁感应定理和楞次定律
      • 13.1.3 电磁感应的应用
    • 13.2 动生电动势
      • 13.2.1 动生电动势
      • 13.2.2 动生电动势的应用
    • 13.3 感生电动势 感应电场
      • 13.3.1 感生电动势
      • 13.3.2 感生电动势的性质
      • 13.3.3 感生电动势的计算(一)
      • 13.3.4 感生电动势的计算(二)
      • 13.3.5 感生电动势的应用
    • 13.4 自感和互感
      • 13.4.1 互感现象
      • 13.4.2 自感现象(一)
      • 13.4.3 自感现象(二)
    • 13.5 电容和电感电路中的暂态电流
      • 13.5.1 RL电路
      • 13.5.2 RC电路
      • 13.5.3 LC电路
      • 13.5.4 LRC电路
    • 13.6 磁场能量
      • 13.6.1 自感磁能
      • 13.6.2 互感磁能
    • 13.7 位移电流
      • 13.7.1 位移电流
      • 13.7.2 全电流
      • 13.7.3 全电流定律
  • 14 振动
    • 14.1 简谐振动
    • 14.2 简谐振动的运动学描述和特征量
      • 14.2.1 简谐振动的运动学特征量
      • 14.2.2 简谐振动的运动学描述(一)
      • 14.2.3 简谐振动的运动学描述(二)
    • 14.3 振动的合成
      • 14.3.1 同方向同频率简谐振动的合成
      • 14.3.2 同方不向同频率简谐振动的合成
      • 14.3.3 同频率垂直简谐振动的合成
      • 14.3.4 不同频率垂直简谐振动的合成
    • 14.4 阻尼振动
    • 14.5 受迫振动
      • 14.5.1 受迫振动
      • 14.5.2 共振
  • 15 机械波
    • 15.1 机械波运动学描述和特征量
      • 15.1.1 机械波运动学特征量
      • 15.1.2 机械波运动学描述
      • 15.1.3 机械波运动学描述的应用
    • 15.2 波动方程
    • 15.3 波的能量
      • 15.3.1 波的能量
      • 15.3.2 波的能流密度
    • 15.4 多普勒效应
      • 15.4.1 多普勒效应
      • 15.4.2 多普勒效应的应用
    • 15.5 惠更斯原理
      • 15.5.1 惠更斯原理
      • 15.5.2 折射和反射
      • 15.5.3 透射波和反射波的相位关系
    • 15.6 波的叠加干涉
      • 15.6.1 波的叠加干涉
      • 15.6.2 波的叠加和干涉的应用
      • 15.6.3 驻波
      • 15.6.4 简正模
  • 16 电磁波
    • 16.1 电磁波的性质
      • 16.1.1 光速
      • 16.1.2 横波性
    • 16.2 电磁波的能量和动量
      • 16.2.1 能流密度
      • 16.2.2 动量、辐射、压强
    • 16.3 电磁波谱
  • 17 光的偏振
    • 17.1 原子发光
      • 17.1.1 原子发光模型
      • 17.1.2 光波列的频谱宽度
    • 17.2 自然光和偏振光
    • 17.3 偏振片 马吕斯定律
      • 17.3.1 偏振片
      • 17.3.2 马吕斯定律
    • 17.4 反射和折射时光的偏振
      • 17.4.1 布儒斯特定律
      • 17.4.2 偏振片的应用
    • 17.5 双折射现象
      • 17.5.1 双折射现象
      • 17.5.2 寻常光和非寻常光
      • 17.5.3 晶体的主折射率正晶体、负晶体
      • 17.5.4 用惠更斯作图法说明双折射现象(一)
      • 17.5.5 用惠更斯作图法说明双折射现象(二)
    • 17.6 光振动的叠加 波片
      • 17.6.1 玻片(一)
      • 17.6.2 玻片(二)
      • 17.6.3 圆和椭圆偏振光的检偏
    • 17.7 人工双折射旋光
  • 18 光的干涉和衍射
    • 18.1 光波的相干叠加
    • 18.2 双缝干涉
    • 18.3 薄膜干涉
      • 18.3.1 薄膜干涉(一)
      • 18.3.2 薄膜干涉(二)
      • 18.3.3 相干条件
    • 18.4 薄膜的等倾干涉
      • 18.4.1 等倾干涉(一)
      • 18.4.2 等倾干涉(二)
      • 18.4.3 增透膜增反膜
    • 18.5 薄膜的等厚干涉
      • 18.5.1 劈尖干涉(一)
      • 18.5.2 劈尖干涉(二)
      • 18.5.3 牛顿环
    • 18.6 偏振光的干涉
      • 18.6.1 偏振光的干涉(一)
      • 18.6.2 偏振光的干涉(二)
    • 18.7 光栅干涉
      • 18.7.1 光的衍射
      • 18.7.2 惠更斯夫琅禾费衍射
      • 18.7.3 单缝夫琅禾费衍射(一)
      • 18.7.4 单缝夫琅禾费衍射(二)
      • 18.7.5 单缝夫琅禾费衍射(三)
      • 18.7.6 双缝夫琅禾费衍射(一)
      • 18.7.7 双缝夫琅禾费衍射(二)
    • 18.8 夫琅禾费衍射
      • 18.8.1 光栅衍射(一)
      • 18.8.2 光栅衍射(二)
      • 18.8.3 光栅衍射(三)
      • 18.8.4 光栅分辨本领
    • 18.9 夫琅禾费圆孔衍射
  • 19 量子光学基础
    • 19.1 热辐射
    • 19.2 普朗克的能量子假说
    • 19.3 光电效应和康普顿散射
    • 19.4 氢原子理光谱 玻尔理论
  • 20 量子力学基础
    • 20.1 德布罗意物质波
      • 20.1.1 德布罗意物质波假设
      • 20.1.2 德布罗意波的实验验证
    • 20.2 波函数
      • 20.2.1 波函数的统计解释
      • 20.2.2 波粒二象性
      • 20.2.3 态叠加原理
    • 20.3 不确定性关系
      • 20.3.1 位置和动量的不确定关系
      • 20.3.2 不确定关系与粒子的零点能
      • 20.3.3 能量和时间的不确定关系
    • 20.4 薛定谔方程
      • 20.4.1 薛定谔方程的建立
      • 20.4.2 定态薛定谔方程
    • 20.5 力学量算符的本征值问题
    • 20.6 薛定谔方程的应用
      • 20.6.1 一维无限深势阱(一)
      • 20.6.2 一维无限深势阱(二)
      • 20.6.3 一维谐振子
      • 20.6.4 一维散射
      • 20.6.5 扫描隧穿显微镜
    • 20.7 氢原子量子理论
      • 20.7.1 氢原子的薛定谔方程
      • 20.7.2 氢原子的量子数、能量和角动量
      • 20.7.3 塞曼效应
      • 20.7.4 氢原子的径向波函数
      • 20.7.5 氢原子的角向波函数
    • 20.8 电子自旋 泡利不相容原理
      • 20.8.1 电子自旋
      • 20.8.2 泡利不相容原理
如何学习物理
  • 1 视频
  • 2




目前各高校的基础物理课程设置普遍包括以下内容,顺序安排不完全相同:

机械力学

气动理论

热力学

机械振动与机械波

波动光学

静电学

恒定磁场

电磁感应

狭义相对论

量子物理

本课程《大学物理(一)》对普遍开设的同类课程内容进行了优化,按章节顺序包括:质点运动学、质点动力学、运动定理、刚体力学和热力学平衡态等。 

量纲, 单位制, 单位的导出

常用长度单位(尤其是高中不常用的,例如埃、光年等)

弹性, 刚性, 柔性, 均匀性

标量, 矢量, 投影, 分量

几何对称性(球, 面, 轴, 中心对称)

动量守恒, 机械能守恒, 能量守恒

热功当量, 摩尔数, 摩尔质量, 摩尔体积

基元电荷, “同名相斥异名相吸”

并联, 串联, 接地

左手定则, 右手定则, 右手螺旋定则



代数, 几何

三角函数(等角, 倍角, 半角公式, 和差化积, 积化和差公式)

向量知识(模, 合成, 分解, 标积, 矢积)

复数基础知识

导数, 级数

微积分

概率基础知识

逻辑推理


物理学的学习方法一般因人而异,没有规定的套路。例如,以完成课程任务为目标的常规法,以攻克典型或特定问题为目标的研讨学习法等。常规法指的是在任课教师带领下,以课堂接受知识为主(对于本课程是以观摩授课视频为主),以课下认真总结、反复练习、参与答疑为辅,由浅入深地逐步掌握学习内容所包括的物理学概念、原理和定律等结论,并以例题、作业、问答等练习方式对学习内容进行深化理解。

物理学是一门以科学实验为基础、以数学对研究对象及其规律进行精确定量的自然科学。物理学研究是从实验中总结、归纳得出规律并能以新的实验来检验,从而将规律抽象成为理论,以广泛解释或指导实验。这决定了解决物理问题的操作步骤往往是以已知量推测未知量,以可测量表示不可测量。所以,学习物理学课程要特别注重立足每部分研究的典型问题,理清从已知条件到未知结果之间运用原理、定律等的思路和技巧。要做到独立、正确地解决物理学题目,首先要熟悉所学概念、原理和定律的内容、适用条件,其次能应用所学内容合理地建立数学关系式,然后根据数学知识对关系式进行处理并求解。


听课是跟随任课教师的思路不停地思考,快速接受知识梗概的过程,期间要把重点问题记录下来,作为课下复习的提纲。笔记不要求多求全,而要求精求准,笔记过多占用时间,影响听课,不能准确地记下重点,也就失去了指导复习的意义。如何才能记下重点呢?需要关注任课教师的语言提示和讲解节奏,尤其是反复重述的内容和语言上的提示,例如“注意”,“重点来了”等后面的内容。同时要避免自己写的笔记课下却看不懂这样的徒劳工作。