前言
第三篇 波動和光學 1
第9章 振動 2
引言 2
9.1 簡諧振動 3
9.1.1 簡諧振動的特征和運動方程 3
9.1.2 描述簡諧振動的物理量 5
9.1.3 簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量表示法 9
9.1.4 簡諧振動的能量 11
9.2 簡諧振動的合成 13
9.2.1 同方向簡諧振動的合成 13
9.2.2 兩個相互垂直的簡諧振動的合成 18
9.3 簡諧振動的分解 21
9.4 阻尼振動 受迫振動 共振 電磁振蕩
22
9.4.1 阻尼振動 22
9.4.2 受迫振動 24
9.4.3 共振 25
9.4.4 電磁振蕩 27
9.5 非線性振動 混沌 28
9.5.1 非線性振動 28
9.5.2 混沌 31
本章提 要 32
思考題9 32
基礎訓練習題9 33
綜合能力和知識拓展與應用訓練題 35
閱讀材料—振動采油技術簡介 36
第10章 波動 38
引言 38
10.1 機械波的產(chǎn)生和傳播 39
10.1.1 機械波的形成 39
10.1.2 描述波動的物理量 40
10.2 平面簡諧波 42
10.2.1 平面簡諧波的波函數(shù) 42
10.2.2 波函數(shù)的物理意義 44
10.2.3 波動微分方程 47
10.3 波的能量 47
10.3.1 波動能量的傳播 47
10.3.2 能流和能流密度 49
10.4 聲波 超聲波 次聲波 50
10.4.1 聲波 50
*10.4.2 超聲波和次聲波 52
10.5 電磁波 53
10.5.1 電磁波的產(chǎn)生和傳播 53
10.5.2 電磁波的性質(zhì) 54
10.5.3 電磁波的能量 56
10.5.4 電磁波譜 57
10.6 波的疊加原理 波的干涉 59
10.6.1 波的疊加原理 59
10.6.2 波的干涉 59
10.6.3 駐波 62
10.7 波的衍射 反射 折射 67
10.7.1 惠更斯原理 67
10.7.2 波的衍射 68
10.7.3 波的反射和折射 68
10.8 多普勒效應 70
10.9 沖擊波 72
本章提要 73
思考題10 74
基礎訓練習題10 74
綜合能力和知識拓展與應用訓練題 78
閱讀材料—聲波在油田中的主要應用 79
第11章 波動光學 82
引言 82
11.1 光的相干性 光程 85
11.1.1 光源 85
11.1.2 光的單色性 86
11.1.3 光的相干性及相干光的獲得 86
11.1.4 光程 光程差 88
11.1.5 薄透鏡不產(chǎn)生附加光程差 90
11.1.6 明暗干涉條紋產(chǎn)生的條件 90
11.2 楊氏雙縫干涉實驗 菲涅耳雙面鏡 勞埃
德鏡 90
11.2.1 楊氏雙縫干涉實驗 90
11.2.2 菲涅耳雙面鏡 93
11.2.3 勞埃德鏡 93
11.3 薄膜干涉 95
11.3.1 薄膜干涉的基本原理 95
11.3.2 等傾干涉 96
11.3.3 增反膜與增透膜 97
11.3.4 等厚干涉 99
11.3.5 邁克耳孫干涉儀 104
11.4 單縫衍射和圓孔衍射 106
11.4.1 惠更斯-菲涅耳原理 106
11.4.2 單縫的夫瑯禾費衍射 108
11.4.3 圓孔的夫瑯禾費衍射 112
11.4.4 光學儀器的分辨率 113
11.5 光柵衍射 115
11.5.1 光柵 116
11.5.2 光柵衍射實驗 116
11.5.3 X射線衍射 122
11.6 光的偏振 124
11.6.1 光的偏振態(tài) 124
11.6.2 偏振片 馬呂斯定律 126
11.6.3 布儒斯特定律 129
11.7 光的雙折射現(xiàn)象 130
11.7.1 雙折射現(xiàn)象 130
11.7.2 偏振棱鏡 131
11.8 偏振光的干涉 人工雙折射現(xiàn)象 旋光
現(xiàn)象 132
11.8.1 橢圓偏振光和圓偏振光的獲得 132
11.8.2 偏振光的干涉 134
11.8.3 人工雙折射現(xiàn)象 135
11.8.4 旋光現(xiàn)象 137
本章提要 138
思考題11 139
基礎訓練習題11 140
綜合能力和知識拓展與應用訓練題 146
閱讀材料—光纖光柵傳感器在石油行業(yè)中的
應用 148
第四篇 熱學 149
第12章 氣體動理論 150
引言 150
12.1 基本概念 152
12.1.1 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)模型 152
12.1.2 理想氣體的微觀結(jié)構(gòu)模型 152
12.1.3 宏觀量和微觀量 153
12.1.4 統(tǒng)計規(guī)律和統(tǒng)計平均值 153
12.1.5 狀態(tài)參量 154
12.1.6 平衡態(tài) 準靜態(tài)過程 154
12.1.7 統(tǒng)計假設 155
12.1.8 理想氣體狀態(tài)方程 155
12.2 理想氣體的壓強和溫度的微觀解釋 157
12.2.1 理想氣體的壓強公式及其統(tǒng)計
意義 157
12.2.2 理想氣體的溫度公式及其微觀
意義 159
12.2.3 理想氣體分子的方均根速率 159
12.3 能量按自由度均分定理 理想氣體的內(nèi)
能 161
12.3.1 自由度 161
12.3.2 能量按自由度均分定理 162
12.3.3 理想氣體的內(nèi)能 163
12.4 麥克斯韋分布律 165
12.4.1 速率分布函數(shù) 165
12.4.2 麥克斯韋速率分布律 165
12.4.3 三種統(tǒng)計速率 167
12.4.4 麥克斯韋速度分布律 169
12.5 玻爾茲曼分布律 170
12.5.1 玻爾茲曼分布律的內(nèi)容 170
12.5.2 重力場中大氣密度與壓強按高度的
分布 171
12.6 氣體分子的平均碰撞頻率和 平均自
由程 172
*12.7 氣體輸運現(xiàn)象 174
12.7.1 黏滯現(xiàn)象 175
12.7.2 熱傳導現(xiàn)象 176
12.7.3 擴散現(xiàn)象 177
*12.8 真實氣體 范德瓦爾斯方程 178
本章提要 182
思考題12 183
基礎訓練習題12 184
綜合能力和知識拓展與應用訓練題 187
閱讀材料—工程應用中應用較廣的狀態(tài)
方程 187
第13章 熱力學基礎 189
引言 189
13.1 熱力學第一定律 190
13.1.1 內(nèi)能 190
13.1.2 功 190
13.1.3 熱量 191
13.1.4 熱力學第一定律的內(nèi)容 192
13.2 熱力學第一定律的應用 193
13.2.1 等體過程 193
13.2.2 等壓過程 194
13.2.3 理想氣體的摩爾定容熱