物理學的歷程：從亞里士多德到薛定諤

第1章物理學的語言 / 1
1.1無窮級數(shù)和數(shù)列： 從芝諾到魏爾斯特拉斯 / 1
1.2幾何和數(shù) / 5
練習 / 10
第2章科學的黎明 / 11
2.1亞里士多德 / 11
2.2空間、時間和物質(zhì) / 12
2.3宇宙 / 14
2.4自然的行為有目的嗎 / 18
練習 / 20
第3章天文學鋪就道路 / 21
3.1亞歷山大的天文學家 / 21
3.2哥白尼和他的日心說 / 26
3.3開普勒及其對天文學的貢獻 / 30
練習 / 34
第4章伽利略的生平 / 35
練習 / 45
第5章17世紀： 科學萌芽 / 47
5.1數(shù)的連續(xù)性；函數(shù)；笛卡兒解析幾何 / 47
5.2重要的實驗和發(fā)明 / 55
5.2.1托里拆利氣壓計和玻意耳氣體定律 / 55
5.2.2斯涅耳折射定律和光的本性 / 58
5.3微積分的發(fā)明 / 61
練習 / 69
第6章艾薩克·牛頓 / 72
6.1不快樂的童年和他在劍橋的生活 / 72
6.2原理 / 76
6.2.1運動定律簡介 / 76
6.2.2運動舉例 / 81
6.2.3引力 / 86
6.2.4伽利略相對性原理 / 88
6.3牛頓發(fā)表《原理》之后的生活 / 89
練習 / 90
第7章經(jīng)典力學 / 94
7.1牛頓之后的力學 / 94
7.1.1角動量 / 95
7.1.2固體圍繞固定軸的旋轉(zhuǎn) / 96
7.1.3單擺 / 98
7.2振動的弦；偏微分方程和傅里葉級數(shù) / 100
7.3分析力學中的重要概念 / 105
7.4流體力學 / 110
練習 / 114
第8章化學發(fā)軔 / 119
8.1化學與煉金術(shù)的關(guān)系 / 119
8.2氣動化學家 / 120
8.3道爾頓和物質(zhì)的原子論 / 124
8.4阿伏伽德羅理論和理想氣體定律 / 128
練習 / 131
第9章熱力學和統(tǒng)計力學 / 132
9.1熱力學 / 132
9.1.1熱 / 132
9.1.2能量守恒和熱力學第一定律 / 133
9.1.3熱力學函數(shù)，狀態(tài)方程和相圖 / 136
9.1.4熱力學第二定律；熵 / 139
9.2統(tǒng)計力學 / 147
9.2.1氣體分子運動論 / 147
9.2.2麥克斯韋玻爾茲曼分布 / 148
9.2.3吉布斯統(tǒng)計物理 / 155
9.2.4均分定理 / 158
9.2.5波動 / 159
9.2.6擴散 / 162
練習 / 163
第10章電磁學 / 170
10.1早期歷史 / 170
10.2靜電學，穩(wěn)態(tài)電流和磁性 / 171
10.2.1靜電學 / 171
10.2.2電池的發(fā)現(xiàn) / 173
10.2.3電流和磁性 / 175
10.2.4電磁單位 / 179
10.2.5歐姆定律 / 180
10.2.6電與化學 / 182
10.3法拉第電磁感應(yīng) / 184
10.4電磁波 / 189
10.4.1光的波動性得以證實 / 189
10.4.2關(guān)于矢量場的兩條重要定理 / 192
10.4.3麥克斯韋和他的方程 / 197
10.4.4材料介質(zhì)中的電磁場 / 208
練習 / 213
第11章陰極射線和X射線 / 219
11.1陰極射線 / 219
11.2X射線的發(fā)現(xiàn) / 220
11.3電子的發(fā)現(xiàn) / 223
11.4X射線衍射 / 224
11.5電子發(fā)射和電子閥 / 228
11.5.1熱電子發(fā)射 / 228
11.5.2場發(fā)射 / 231
練習 / 231
第12章愛因斯坦相對論 / 234
12.1愛因斯坦早期的生活和研究 / 234
12.2狹義相對論 / 236
12.2.1預(yù)備知識 / 236
12.2.2洛倫茲變換的由來 / 241
12.2.3長度縮短和時間膨脹 / 243
12.2.4狹義相對論的運動定律 / 244
12.3物理定律的不變性 / 246
12.3.1閔可夫斯基四維時空 / 246
12.3.2張量和相對論不變性 / 249
12.4廣義相對論 / 255
12.4.1廣義相對性原理 / 255
12.4.2曲線張量 / 258
12.4.3愛因斯坦方程 / 260
12.5著名的科學家 / 264
練習 / 267
第13章量子力學 / 270
13.1光的量子化 / 270
13.1.1黑體輻射和普朗克定律 / 270
13.1.2光電效應(yīng) / 276
13.1.3愛因斯坦系數(shù) / 278
13.1.4激光 / 280
13.2原子結(jié)構(gòu) / 281
13.2.1湯姆孫靜態(tài)原子模型 / 281
13.2.2盧瑟福原子模型 / 282
13.2.3玻爾模型 / 284
13.2.4自旋的發(fā)現(xiàn) / 289
13.3波粒二相性 / 290
13.4形式化的量子力學 / 292
13.4.1薛定諤方程 / 292
13.4.2束縛粒子的定態(tài) / 297
13.4.3海森堡不確定性原理 / 301
13.4.4散射態(tài)和隧穿現(xiàn)象 / 306
13.4.5躍遷 / 311
13.4.6經(jīng)典力學與量子力學的聯(lián)系 / 312
練習 / 313
第14章原子、分子和固體 / 324
14.1單電子原子 / 324
14.1.1軌道角動量 / 324
14.1.2中心場中粒子的定態(tài) / 329
14.1.3氫原子定態(tài) / 331
14.2電子自旋 / 335
14.2.1氫原子能級的精細結(jié)構(gòu) / 335
14.2.2電子自旋的形式化描述 / 336
14.3輻射場及其和物質(zhì)的相互作用 / 340
14.3.1線性諧振子 / 340
14.3.2對輻射場的量子力學描述 / 342
14.3.3輻射場和物質(zhì)的相互作用 / 343
14.4全同粒子的不可區(qū)分性和量子統(tǒng)計 / 345
14.4.1全同粒子的不可區(qū)分性 / 345
14.4.2玻色子 / 347
14.4.3費米子 / 350
14.5多電子原子 / 353
14.5.1元素周期表 / 353
14.5.2自洽場 / 357
14.5.3多電子原子的能級 / 361
14.6分子 / 363
14.6.1玻恩奧本海默近似 / 363
14.6.2雙原子分子： 電子項 / 364
14.6.3雙原子分子的原子核運動 / 367
14.6.4多原子分子 / 370
14.7固體 / 370
14.7.1正格子和倒格子的對稱單元 / 370
14.7.2晶體的單電子態(tài) / 372
14.7.3金屬 / 374
14.7.4鐵磁性金屬 / 381
14.7.5半導(dǎo)體 / 382
14.7.6pn結(jié)和晶體管 / 385
14.7.7晶格振動 / 387
14.7.8超導(dǎo)性 / 391
練習 / 394
第15章非常小和非常大 / 402
15.1核物理 / 402
15.1.1放射性 / 402
15.1.2核反應(yīng)以及中子的發(fā)現(xiàn) / 406
15.1.3核裂變以及首次核反應(yīng) / 409
15.1.4核模型 / 411
15.1.5基本粒子和標準模型 / 411
15.2狄拉克電子理論和量子電動力學 / 416
15.2.1狄拉克電子理論 / 416
15.2.2量子電動力學 / 424
15.3宇宙學 / 439
15.3.1星系 / 439
15.3.2恒星的創(chuàng)生和死亡 / 440
15.3.3地球 / 443
15.3.4宇宙： 膨脹的宇宙 / 443
練習 / 445
附錄數(shù)學筆記 / 447

主題詞索引 / 457

人名索引 / 464