本書是《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》的附屬教材,它們相互對(duì)應(yīng),應(yīng)配合使用。做習(xí)題是物理學(xué)習(xí)過(guò)程的重要組成部分,有助于深入對(duì)物理學(xué)基本概念和過(guò)程的理解。書中大部分習(xí)題選自美國(guó)加州理工學(xué)院大學(xué)一、二年級(jí)學(xué)生的家庭作業(yè)和考試試題。
《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》3卷的習(xí)題首次統(tǒng)一出版,也是首次提供幾乎所有習(xí)題的答案。與講義本身結(jié)合將有助于讀者掌握物理學(xué)的精髓和技巧。
現(xiàn)在的這本與《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》相配套的習(xí)題全集有3個(gè)來(lái)源:萊頓(Robert Leighton)和沃格特(Rochus Vogt)的《物理學(xué)導(dǎo)論習(xí)題集》[Exercises in Introductory Physics(Addison-Wesley, 1969)]以及加州理工學(xué)院編寫的《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義習(xí)題集》[Exercises for The Feynman Lectures on Physics(Addison-Wesley 1964–65)]的第2卷和第3卷。原先的習(xí)題以全新的面貌呈現(xiàn):圖形進(jìn)行重繪,使用現(xiàn)代單位制。《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義習(xí)題集》的第2卷和第3卷新加了很多題目,同時(shí)提供了習(xí)題解答,這在以前的版本中是沒(méi)有的。這是《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》3卷的習(xí)題首次統(tǒng)一出版,也是首次提供幾乎所有習(xí)題的答案。
這里的所有習(xí)題曾經(jīng)是加州理工學(xué)院兩學(xué)年必修課程上留給學(xué)生的家庭作業(yè)以及測(cè)驗(yàn)試題;費(fèi)恩曼本人教學(xué)的1961年至1964年以及隨后的近20年間(《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》是必修課指定教材)都是如此。期間,很多人對(duì)題目的設(shè)計(jì)、編寫作出了重要貢獻(xiàn),在每一卷前言的感謝中將看到他們的名字。另外,我們還要感謝:
加州理工學(xué)院物理系、數(shù)學(xué)系和天文學(xué)系,他們?cè)S可我們編寫出版這冊(cè)習(xí)題集;
沃格特,他為我們提供了他的筆記本,這是他在加州理工學(xué)院多年教學(xué)的積累;
考恩(Eugene Cowan),他為我們提供了《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義習(xí)題集》第2卷、第3卷習(xí)題解答的復(fù)印件;
齊默爾曼(Aaron Zimmerman),他審閱了提供給加州理工學(xué)院的新資料;
科克倫(Adam Cochran),他和Basic Books就出版協(xié)議進(jìn)行了成功的協(xié)商。
戈特利布(Michael A. Gottlieb)和法伊弗(Rudolf Pfeiffer)
《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義:新千年版》 編者
2013年12月
費(fèi)恩曼(R. P. Feynman):量子電動(dòng)理論的開拓者、1965年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者,著有《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》、《量子電動(dòng)力學(xué)》等。不僅是偉大的物理學(xué)家,費(fèi)恩曼同時(shí)也是一位偉大的教師,由費(fèi)恩曼在加州理工學(xué)院所講授的物理學(xué)課程講義和講課記錄整理而成的《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》在美國(guó)以及世界各國(guó)受到廣泛好評(píng),歷久彌新,影響了一代又一代讀者。
第1卷
導(dǎo)言 / 3
1原子的運(yùn)動(dòng) / 4
2能量守恒,靜力學(xué) / 7
3開普勒定律與引力 / 15
4運(yùn)動(dòng)學(xué) / 19
5牛頓定律 / 24
6動(dòng)量守恒 / 29
7矢量 / 33
8三維空間中的非相對(duì)論性兩體碰撞 / 37
9力 / 44
10勢(shì)與場(chǎng) / 49
11單位和量綱 / 55
12相對(duì)論性運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué),質(zhì)量和靜止能量等效性 / 58
13相對(duì)論性能量和動(dòng)量 / 60
14二維轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)心 / 63
15角動(dòng)量,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 / 67
16三維轉(zhuǎn)動(dòng) / 73
17簡(jiǎn)諧振子,線性微分方程 / 83
18代數(shù) / 90
19受迫阻尼振蕩 / 93
20幾何光學(xué) / 102
21電磁輻射: 干涉 / 107
22電磁輻射: 衍射 / 111
23電磁輻射: 折射,色散,吸收 / 115
24電磁輻射: 輻射阻尼,散射 / 117
25電磁輻射: 偏振 / 119
26電磁輻射: 相對(duì)論效應(yīng) / 122
27量子行為: 波,粒子
以及光子 / 126
28氣體分子動(dòng)理論 / 131
29統(tǒng)計(jì)力學(xué)原理 / 134
30分子動(dòng)理論的應(yīng)用: 均分定理 / 138
31分子動(dòng)理論的應(yīng)用: 輸運(yùn)現(xiàn)象 / 140
32熱力學(xué) / 143
33熱力學(xué)示例 / 147
34波動(dòng)方程,聲 / 151
35線性波系統(tǒng): 拍,模 / 154
36波的傅里葉分析 / 158
第2卷
導(dǎo)言 / 163
37電磁學(xué) / 164
38矢量場(chǎng)的微分學(xué) / 166
39矢量積分學(xué) / 169
40靜電學(xué) / 171
41高斯定律的應(yīng)用 / 172
42在各種情況下的電場(chǎng) / 175
43在各種情況下的電場(chǎng)(續(xù)) / 179
44靜電能 / 180
45電介質(zhì) / 182
46在電介質(zhì)內(nèi)部 / 184
47靜電模擬 / 186
48靜磁學(xué) / 188
49在各種不同情況下的磁場(chǎng) / 190
50矢勢(shì) / 193
51感應(yīng)定律 / 194
52麥克斯韋方程組在自由
空間中的解 / 198
53有電流和電荷時(shí)麥克斯韋
方程組的解 / 199
54交流電路 / 202
55空腔共振器 / 209
56波導(dǎo) / 210
57用相對(duì)論符號(hào)表示的電動(dòng)力學(xué) / 214
58場(chǎng)的洛倫茲變換 / 216
59場(chǎng)的能量和場(chǎng)的動(dòng)量 / 218
60電磁質(zhì)量 / 221
61電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) / 222
62稠密材料的折射率 / 224
63表面反射 / 225
64物質(zhì)的磁性 / 226
65順磁性與磁共振 / 227
66鐵磁性 / 228
67彈性 / 230
68干水的流動(dòng) / 232
69濕水的流動(dòng) / 233
第3卷
導(dǎo)言 / 237
70概率幅 / 238
71全同粒子 / 242
72自旋1 / 247
73自旋1/2 / 249
74概率幅對(duì)時(shí)間的依賴關(guān)系 / 253
75哈密頓矩陣 / 254
76氨微波激射器 / 256
77其他雙態(tài)系統(tǒng) / 257
78再論雙態(tài)系統(tǒng) / 258
79氫的超精細(xì)分裂 / 260
80在晶格中的傳播 / 261
81半導(dǎo)體 / 264
82獨(dú)立粒子近似 / 266
83振幅對(duì)位置的依賴關(guān)系 / 268
84角動(dòng)量 / 271
85氫原子與周期表 / 274
附錄
A單位和量綱 / 279
B物理學(xué)常數(shù)、常量 / 281
C答案 / 285