人文物理：推動人類文明的物理學(xué)

前言
緒論
一、物理學(xué)對人類文明的貢獻(xiàn)
二、學(xué)習(xí)物理學(xué)的重要性
三、物理學(xué)與人文科學(xué)的關(guān)系
四、人文學(xué)科學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的意義
第1章 古代物理學(xué)概要
1.1 中國古代的物理學(xué)
1.1.1 中國古代物理學(xué)的發(fā)展概況
1.1.2 物質(zhì)本原思想
1.1.3 中國古代物理學(xué)的成就
1.2 西方古代物理學(xué)的成就
1.2.1 西方古代的自然哲學(xué)觀
1.2.2 西方古代的物理學(xué)成就
思考與練習(xí)
第2章 經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展及其對人類文明的貢獻(xiàn)
2.1 經(jīng)典力學(xué)的初創(chuàng)
2.1.1 哥白尼創(chuàng)立“日心說”
2.1.2 開普勒發(fā)現(xiàn)行星三定律
2.1.3 伽利略開創(chuàng)經(jīng)典力學(xué)的研究方法
2.2 牛頓建立經(jīng)典力學(xué)體系
2.2.1 牛頓及其科學(xué)成就
2.2.2 牛頓運(yùn)動定律及其重要意義
2.2.3 發(fā)現(xiàn)萬有引力定律
2.2.4 牛頓的自然哲學(xué)思想和科學(xué)研究方法
2.2.5 牛頓及經(jīng)典力學(xué)的局限性
2.3 經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容
2.3.1 物體運(yùn)動的描述
2.3.2 運(yùn)動的守恒定律
2.3.3 剛體運(yùn)動的規(guī)律
2.3.4 流體運(yùn)動的規(guī)律
思考與練習(xí)
第3章 波動學(xué)及其對人類文明的貢獻(xiàn)
3.1 機(jī)械振動
3.1.1 機(jī)械振動的描述
3.1.2 簡諧振動的能量
3.1.3 簡諧振動的疊加
3.1.4 阻尼振動 受迫振動 共振
3.2 機(jī)械振動的傳播——機(jī)械波
3.2.1 波動的描述
3.2.2 惠更斯原理
3.2.3 波的疊加
3.3 聲波和超聲波
3.3.1 聲波的基本參數(shù)
3.3.2 多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用
3.3.3 超聲、次聲和噪聲
思考與練習(xí)
第4章 電磁學(xué)的發(fā)展及其對人類文明的貢獻(xiàn)
4.1 靜電現(xiàn)象及其規(guī)律
4.1.1 對靜電現(xiàn)象的認(rèn)識過程
4.1.2 兩種電荷及其相互作用力
4.1.3 電場及其描述
4.1.4 靜電場的高斯定理和環(huán)流定理
4.2 靜電場對物質(zhì)的作用
4.2.1 靜電感應(yīng)
4.2.2 電介質(zhì)的極化
4.3 生物電現(xiàn)象
4.4 電流及其磁效應(yīng)
4.4.1 電流及其產(chǎn)生條件
4.4.2 奧斯特的偉大發(fā)現(xiàn)
4.4.3 安培對電流磁效應(yīng)的深入研究
4.4.4 電流的磁場
4.4.5 穩(wěn)恒磁場的高斯定理和環(huán)流定理
4.4.6 磁場對電流的作用
4.4.7 磁介質(zhì)
4.4.8 巨磁電阻材料
4.5 電磁感應(yīng)
4.5.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象
4.5.2 動生電動勢與感生電動勢
4.5.3 渦電流及其典型效應(yīng)
4.6 電磁場與電磁波
4.6.1 麥克斯韋的創(chuàng)新見解
4.6.2 電磁波的產(chǎn)生、傳播及其應(yīng)用
思考與練習(xí)
第5章 光學(xué)的發(fā)展及其對人類文明的貢獻(xiàn)
5.1 幾何光學(xué)的基本規(guī)律
5.1.1 光的反射和折射
5.1.2 全反射與光纖
5.1.3 球面反射和球面折射
5.1.4 透鏡及光學(xué)儀器
5.1.5 光學(xué)儀器
5.2 光的波動性
5.2.1 光的微粒說與波動說之爭
5.2.2 光的干涉
5.2.3 光的衍射
5.2.4 光的偏振
5.3 光的發(fā)射和吸收
5.3.1 光的發(fā)射
5.3.2 光的吸收和散射
5.3.3 光譜學(xué)簡介
思考與練習(xí)
第6章 熱學(xué)的發(fā)展及其對人類文明的貢獻(xiàn)
6.1 熱學(xué)概述
6.2 熱學(xué)的早期研究
6.2.1 熱現(xiàn)象的描述
6.2.2 溫度的概念
6.2.3 理想氣體狀態(tài)方程
6.2.4 邁耶的發(fā)現(xiàn)
6.2.5 焦耳的熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)
6.3 熱力學(xué)第一定律
6.3.1 熱力學(xué)的基本概念
6.3.2 熱力學(xué)第一定律與第一類永動機(jī)
6.3.3 理想氣體的幾個(gè)特殊熱力學(xué)過程
6.4 熱力學(xué)第二定律與熱機(jī)
6.4.1 熱機(jī)的誕生及其效率
6.4.2 卡諾熱機(jī)和卡諾定理
6.4.3 熱力學(xué)第二定律
6.4.4 可逆過程和可逆循環(huán)
6.5 熵增加原理及其意義
6.5.1 熵的概念的提出
6.5.2 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義
6.5.3 熵增加原理與熱寂說
思考與練習(xí)
第7章 X射線、電子、放射性三大發(fā)現(xiàn)對人類文明的貢獻(xiàn)
7.1 X射線的發(fā)現(xiàn)
7.1.1 關(guān)于陰極射線本性的爭論
7.1.2 倫琴發(fā)現(xiàn)X射線
7.1.3 X射線的本性和應(yīng)用
7.2 貝可勒爾發(fā)現(xiàn)放射性
7.2.1 貝可勒爾的意外發(fā)現(xiàn)
7.2.2 居里夫人的新的突破
7.2.3 原子核及其放射性
7.3 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子
思考與練習(xí)
第8章 狹義相對論的時(shí)空觀與現(xiàn)代科技
8.1 牛頓力學(xué)的絕對時(shí)空觀
8.1.1 伽利略變換
8.1.2 牛頓力學(xué)的絕對時(shí)空觀
8.1.3 牛頓力學(xué)的相對性原理
8.1.4 電磁學(xué)與牛頓力學(xué)的相對性原理
8.2 狹義相對論產(chǎn)生的歷史背景
8.2.1 牛頓力學(xué)的局限性
8.2.2 尋找以太無結(jié)果
8.2.3 修改麥克斯韋電磁理論的嘗試——發(fā)射理論
8.3 狹義相對論的基本原理
8.3.1 愛因斯坦生平與科學(xué)成就
8.3.2 提出狹義相對論的科學(xué)背景
8.3.3 狹義相對論的基本原理
8.3.4 洛倫茲變換
8.4 狹義相對論的時(shí)空觀
8.4.1 時(shí)序的相對性和因果律
8.4.2 時(shí)間膨脹
8.4.3 長度收縮
8.4.4 雙生子佯謬
8.4.5 洛倫茲速度變換
8.5 相對論的質(zhì)速質(zhì)能關(guān)系
8.5.1 質(zhì)速關(guān)系
8.5.2 質(zhì)能關(guān)系
8.5.3 質(zhì)能關(guān)系的應(yīng)用—一原子能
思考與練習(xí)
第9章 量子論的物質(zhì)觀與現(xiàn)代科技
9.1 量子論產(chǎn)生的背景
9.1.1 黑體輻射定律
9.1.2 普朗克能量子假說
9.2 愛因斯坦的光子假設(shè)
9.2.1 光電效應(yīng)現(xiàn)象
9.2.2 愛因斯坦的光子假設(shè)
9.2.3 康普頓效應(yīng)
9.3 玻爾的氫原子量子論
9.3.1 原子的有核模型
9.3.2 氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律
9.3.3 玻爾的氫原子理論
9.3.4 玻爾理論的驗(yàn)證——弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)
9.3.5 對玻爾原子理論的評價(jià)
9.4 物質(zhì)波
9.4.1 物質(zhì)波提出的背景
9.4.2 德布羅意關(guān)系式
9.4.3 德布羅意假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
9.4.4 不確定關(guān)系
9.5 描寫物質(zhì)波的波函數(shù)
9.5.1 波函數(shù)的引入
9.5.2 波函數(shù)的物理意義
9.5.3 波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件
9.5.4 描寫微觀粒子狀態(tài)的基本方程——薛定諤方程
9.5.5 一維勢壘 隧道效應(yīng)
9.5.6 掃描隧道顯微鏡
思考與練習(xí)
第10章 宇宙學(xué)的發(fā)展與人類未來
10.1 太陽系
10.1.1 太陽
10.1.2 八大行星
10.2 宇宙學(xué)的基本概念
10.2.1 宇宙的分層次結(jié)構(gòu)
10.2.2 宇宙的均勻性
10.2.3 各向同性的膨脹
10.3 宇宙大爆炸理論
10.3.1 宇宙的起源
10.3.2 3K微波背景輻射
10.3.3 宇宙的膨脹動力學(xué)
10.3.4 暗物質(zhì)與暗能量
10.3.5 宇宙的演化
10.4 奇妙的黑洞
10.4.1 黑洞及其視界
10.4.2 黑洞的性質(zhì)
10.4.3 怎樣探測黑洞
10.4.4 宇宙中的黑洞的候選者
10.4.5 白洞和蟲眼(洞)
10.5 宇宙的有限性與無限性
10.5.1 宇宙有限和無限性觀念的歷史發(fā)展過程
10.5.2 現(xiàn)代宇宙學(xué)是怎樣看待宇宙的有限性和無限性
思考與練習(xí)
參考文獻(xiàn)