物理學(xué)概論

第一章 導(dǎo)論 1
第一節(jié)　什么是科學(xué) 2
一、科學(xué)及科學(xué)方法 2
二、科學(xué)與偽科學(xué)、文化、藝術(shù)
及宗教 5
第二節(jié)　什么是物理學(xué) 7
一、物理學(xué)的概念 7
二、物理學(xué)的分支 8
第三節(jié)　物理學(xué)中的科學(xué)思想及人文精神 9
一、物理學(xué)中的科學(xué)思想 9
二、物理學(xué)中的人文精神 11
第四節(jié)　物理學(xué)決定人類的未來 12
一、什么是人類 12
二、科技文明中人類的未來 13
復(fù)習(xí)思考題 15
第二章 如何描述運(yùn)動(dòng) 17
第一節(jié)　亞里士多德論運(yùn)動(dòng) 18
一、對(duì)運(yùn)動(dòng)常識(shí)性的看法 18
二、亞里士多德物理學(xué)的局限性 19
第二節(jié)　慣性定律 20
一、中世紀(jì)的認(rèn)識(shí) 20
二、笛卡兒的認(rèn)識(shí) 20
三、慣性定律的概述 21
第三節(jié)　描述運(yùn)動(dòng)的物理量 22
一、位置 22
二、速度 25
三、加速度 28
第四節(jié)　落體運(yùn)動(dòng)和拋體運(yùn)動(dòng) 30
一、落體運(yùn)動(dòng) 30
二、拋體運(yùn)動(dòng) 33
復(fù)習(xí)思考題 35
第三章 如何解釋運(yùn)動(dòng) 37
第一節(jié)　力使物體產(chǎn)生加速度 38
一、什么是力 38
二、常見的力 39
三、力產(chǎn)生加速度 47
第二節(jié)　牛頓第二定律 49
一、合力的作用 49
二、牛頓第二定律概述 51
第三節(jié)　牛頓第三定律 51
一、作用力與反作用力 51
二、牛頓第三定律概述 52
第四節(jié)　牛頓定律的應(yīng)用 54
一、在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用 54
二、牛頓定律中的人文思想 57
復(fù)習(xí)思考題 59
第四章 牛頓世界觀 61
第一節(jié)　牛頓統(tǒng)一論 62
一、蘋果和月亮的思考 62
二、牛頓統(tǒng)一論概述 64
第二節(jié)　引力：宇宙的起源 65
一、引力：太陽(yáng)系演化的驅(qū)動(dòng)力 65
二、引力：質(zhì)量更大的恒星死亡的
誘因 67
第三節(jié)　牛頓的機(jī)械宇宙觀 69
一、牛頓世界觀 69
二、機(jī)械世界觀 69
第四節(jié)　牛頓物理學(xué)的局限性 70
一、適用范圍的局限性 70
二、時(shí)空觀的局限性 71
復(fù)習(xí)思考題 75
第五章 動(dòng)量和能量 76
第一節(jié)　動(dòng)量和角動(dòng)量 77
一、動(dòng)量和動(dòng)量守恒 77
二、角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒 81
第二節(jié)　功 84
一、做功 85
二、功率 86
第三節(jié)　能量 86
一、能量概述 86
二、能量守恒 89
第四節(jié)　未來的能量選擇 91
一、能量效率 91
二、能量的來源 92
三、未來的能量選擇概述 93
復(fù)習(xí)思考題 97
第六章 熱現(xiàn)象及熱力學(xué)基本定律 99
第一節(jié)　溫度和熱量 100
一、溫度 100
二、熱量 103
三、熱傳遞 105
第二節(jié)　熱力學(xué)第一定律 108
一、內(nèi)能 108
二、熱力學(xué)第一定律概述 109
第三節(jié)　熱力學(xué)第二定律 113
一、熱機(jī) 113
二、熱力學(xué)第二定律概述 117
第四節(jié)　熵 120
一、熵的物理定義 120
二、熵的人文啟示 124
復(fù)習(xí)思考題 125
第七章 光和電磁學(xué) 127
第一節(jié)　波 128
一、波的產(chǎn)生 128
二、波的特征量 129
三、多普勒效應(yīng) 130
第二節(jié)　光 132
一、光的波動(dòng)性 132
二、光的偏振 134
三、光的本性 135
第三節(jié)　電學(xué) 138
一、電荷 138
二、電流 140
三、電場(chǎng) 142
第四節(jié)　磁學(xué) 143
一、磁場(chǎng) 143
二、電磁感應(yīng) 144
三、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論 145
四、電磁波譜 147
第五節(jié)　原子和原子核 149
一、原子模型 149
二、原子核與放射性 151
復(fù)習(xí)思考題 154
第八章 相對(duì)論和現(xiàn)代時(shí)空觀 156
第一節(jié)　狹義相對(duì)論 157
一、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性 157
二、狹義相對(duì)論的基本假設(shè) 159
三、狹義相對(duì)論的時(shí)空觀 160
四、質(zhì)能等價(jià) 165
第二節(jié)　廣義相對(duì)論 166
一、等效原理 167
二、引力和時(shí)空 169
三、相對(duì)論與政治及藝術(shù) 174
第三節(jié)　窺視宇宙 178
一、宇宙的起源 178
二、宇宙暴脹 180
三、暗物質(zhì) 180
四、暗能量 181
第四節(jié)　探尋地外生命 182
一、地球上生命出現(xiàn)的條件 182
二、其他行星出現(xiàn)生命的可能性 183
復(fù)習(xí)思考題 185
第九章 量子觀念 187
第一節(jié)　早期量子論 188
一、普朗克能量子假設(shè) 188
二、光的量子化 191
三、光的波粒二象性 193
第二節(jié)　物質(zhì)的量子奧秘 194
一、德布羅意波：實(shí)物的波動(dòng)性 194
二、物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 196
三、物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)解釋 196
第三節(jié)　量子力學(xué) 198
一、量子力學(xué)概述 198
二、不確定關(guān)系 203
三、量子非局域性 205
四、量子世界觀 207
第四節(jié)　量子場(chǎng) 209
一、量子場(chǎng)論 209
二、量子電動(dòng)力學(xué) 210
三、反物質(zhì) 212
復(fù)習(xí)思考題 214
第十章 物理與人類未來 216
第一節(jié)　計(jì)算機(jī)的未來 217
一、摩爾定律的結(jié)束 217
二、虛擬現(xiàn)實(shí) 217
三、心力控制計(jì)算機(jī) 219
第二節(jié)　人工智能的未來 221
一、無處不在的機(jī)器人 221
二、人工智能與工業(yè)4.0 223
三、人工智能的未來概述 224
第三節(jié)　大數(shù)據(jù)與社會(huì)的未來 228
一、大數(shù)據(jù)規(guī)劃城市 228
二、大數(shù)據(jù)幫助公共健康 229
三、大數(shù)據(jù)與私人數(shù)據(jù)安全 230
第四節(jié)　地球的未來 231
一、核武器 231
二、時(shí)空旅行 233
三、地球的危險(xiǎn) 235
第五節(jié)　人類的未來 236
一、醫(yī)學(xué)的未來 236
二、財(cái)富的未來 238
三、人類的未來概述 239
復(fù)習(xí)思考題 242
參考文獻(xiàn) 244