费曼物理学讲义 第一卷

世界上有两种天才，一种是“普通的”天才，一种是如魔术师般“神奇的”天才。只要你我再聪明几倍的话，就可以比得上普通的天才。而如魔术师般神奇的天才就不一样了，他们的心思到底怎样在运作，我们是无论如何也无法理解的，分析他们的思想就像要看穿魔术师怎样变戏法一样困难。所以，在外人看来，“神奇的”天才都是那些言语荒诞、行为古怪、智慧超凡的“鬼才”。而理查德·费曼可以说是人类历史上千年才难得出一个的科学鬼才。

费曼被很多物理学家誉为上个世纪继爱因斯坦之后最伟大的实证物理学家，在他研究生刚毕业时，就参与了美国制造第一枚原子弹的曼哈顿计划，后来，他又在美国加州理工学院任教约40年，并在1965年获得了诺贝尔物理学奖。

不过，令这位物理学家声名远扬的远远不止这些，他的邦戈鼓艺高超，甚至能顶替职业鼓手上场表演，他还可以像一位真正的画家一样卖掉自己的作品，他是撬...

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世界上有两种天才，一种是“普通的”天才，一种是如魔术师般“神奇的”天才。只要你我再聪明几倍的话，就可以比得上普通的天才。而如魔术师般神奇的天才就不一样了，他们的心思到底怎样在运作，我们是无论如何也无法理解的，分析他们的思想就像要看穿魔术师怎样变戏法一样困难。所以，在外人看来，“神奇的”天才都是那些言语荒诞、行为古怪、智慧超凡的“鬼才”。而理查德·费曼可以说是人类历史上千年才难得出一个的科学鬼才。

费曼被很多物理学家誉为上个世纪继爱因斯坦之后最伟大的实证物理学家，在他研究生刚毕业时，就参与了美国制造第一枚原子弹的曼哈顿计划，后来，他又在美国加州理工学院任教约40年，并在1965年获得了诺贝尔物理学奖。

不过，令这位物理学家声名远扬的远远不止这些，他的邦戈鼓艺高超，甚至能顶替职业鼓手上场表演，他还可以像一位真正的画家一样卖掉自己的作品，他是撬保险柜的专家，他喜欢在无上装酒吧里研究科学问题。总之，他的才华，他的幽默，他的率性而为的恶作剧，令他的一生多姿多彩。同时，他的成长和他的成就，也包含了许多的启示。

第1章 原子的运动 1
1-1 引言 1
1-2 物质是原子构成的 2
1-3 原子过程 5
1-4 化学反应 7
第2章 基本物理 10
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第1章 原子的运动 1
1-1 引言 1
1-2 物质是原子构成的 2
1-3 原子过程 5
1-4 化学反应 7
第2章 基本物理 10
2-1 引言 10
2-2 1920年以前的物理学 12
2-3 量子物理学 15
2-4 原子核与粒子 17
第3章 物理学与其他科学的关系 21
3-1 引言 21
3-2 化学 21
3-3 生物学 22
3-4 天文学 23
3-5 地质学 27
3-6 心理学 28
3-7 情况何以会如此？ 29
第4章 能量守恒 31
4-1 什么是能量 31
4-2 重力势能 32
4-3 动能 36
4-4 能量的其他形式 36
第5章 时间与距离 40
5-1 运动 40
5-2 时间 40
5-3 短的时间 41
5-4 长的时间 43
5-5 时间的单位和标准 44
5-6 长的距离 45
5-7 短的距离 47
第6章 几率 51
6-1 机会和可能性 51
6-2 起伏 53
6-3 无规行走 55
6-4 几率分布 53
6-5 测不准原理 61
第7章 万有引力理论 63
7-1 行星运动 63
7-2 开普勒定律 63
7-3 动力学的发展 64
7-4 牛顿引力定律 65
7-5 万有引力 67
7-6 开文迪士实验 71
7-7 什么是引力？ 72
7-8 引力与相对论 74
第8章 运动 75
8-1 运动的描述 75
8-2 速率 77
8-3 速率作为导数 80
8-4 距离作为积分 81
8-5 加速度 82
第9章 牛顿的动力学定律 86
9-1 动量和力 86
9-2 速率与速度 87
9-3 速度、加速度以及力的分量 88
9-4 什么是力？ 88
9-5 动力学的方程的含义 89
9-6 方程的数值解 90
9-7 行星运动 92
第10章 动量守恒 96
10-1 牛顿第三定律 96
10-2 动量守恒 97
10-3 动量是守恒的! 99
10-4 动量和能量 102
10-5 相对论性动量 103
第11章 矢量 106
11-1 物理学中的对称性 106
11-2 平移 106
11-3 转动 108
11-4 矢量 110
11-5 矢量代数 111
11-6 牛顿定律的矢量表示法 113
11-7 矢量的标积 114
第12章 力的特性 117
12-1 什么是力 117
12-2 摩擦 119
12-3 分子力 121
12-4 基本力. 场 123
12-5 ？力 126
12-6 核力 128
第13章 功与势能(上) 129
13-1 落体的能量 129
13-2 万有引力所作的功 131
13-3 能量的求和 134
13-4 巨大物体的引力场 136
第14章 功与势能(下) 139
14-1 功 139
14-2 约束运动 140
14-3 保守力 141
14-4 非保守力 144
14-5 势与场 145
第15章 狭义相对论 148
15-1 相对性原理 148
15-2 洛伦兹变换 150
15-3 迈克耳孙-莫雷实验 150
15-4 时间的变换 152
15-5 洛伦兹收缩 154
15-6 同时性 155
15-7 四维矢量 155
15-8 相对论动力学 156
15-9 质能相当性 157
第16章 相对论中的能量与动量 159
16-1 相对论与哲学家 159
16-2 孪生子佯谬 161
16-3 速度的变换 162
16-4 相对论性质量 164
16-5 相对论性能量 166
第17章 空间-时间 169
17-1 空-时几何学 169
17-2 空-时间隔 171
17-3 过去，现在和将来 172
17-4 四维矢量的进一步讨论 173
17-5 四维矢量代数 175
第18章 两维空间中的转动 178
18-1 质心 178
18-2 刚体的转动 179
18-3 角动量 182
18-4 角动量守恒 183
第19章 质心.转动惯量 185
19-1 质心的性质 185
19-2 质心位置的确定 187
19-3 转动惯量的求法 188
19-4 转动动能 191
第20章 空间转动 194
20-1 三维空间中的转矩 194
20-2 用叉积表示的转动方程式 197
20-3 回转器 198
20-4 固体的角动量 201
第21章 谐振子 202
21-1 线性微分方程 202
21-2 谐振子 202
21-3 简谐运动和圆周运动 205
21-4 初始条件 205
21-5 受迫振动 207
第22章 代数学 208
22-1 加法和乘法 208
22-2 逆运算 209
22-3 抽象和推广 210
22-4 无理数的近似计算 211
22-5 复数 214
22-6 虚指数 216
第23章 共振 219
23-1 复数和简谐运动 219
23-2 有阻尼的受迫振子 220
23-3 电共振 223
23-4 自然界中的共振现象 225
第24章 瞬变态 229
24-1 振子的能量 229
24-2 阻尼振动 231
24-3 电瞬变态 233
第25章 线性系统及其综述 235
25-1 线性微分方程 235
25-2 解的迭加 236
25-3 在线性系统中的振动 239
25-4 物理学中的类比 241
25-5 串联和并联阻抗 242
第26章 光学：最短时间原理 244
26-1 光 244
26-2 反射与折射 245
26-3 费马最短时间原理 246
26-4 费马原理的应用 248
26-5 费马原理的更精确表述 251
26-6 最短时间原理是怎样起作用的 252
第27章 几何光学 253
27-1 引言 253
27-2 球面的焦距 253
27-3 透镜的焦距 256
27-4 放大率 258
27-5 透镜组 258
27-6 象差 259
27-7 分辨本领 260
第28章 电磁辐射 262
28-1 电磁学 262
28-2 辐射 264
28-3 偶极辐射子 265
28-4 干涉 267
第29章 干涉 269
29-1 电磁波 269
29-2 辐射的能量 270
29-3 正弦波 270
29-4 两个偶极辐射子 271
29-5 干涉的数学 274
第30章 衍射 277
30-1 n个相同振子的合振幅 277
30-2 衍射光栅 279
30-3 光栅的分辨本领 282
30-4 抛物形天线 283
30-5 彩色薄膜. 晶体 284
30-6 不透明屏的衍射 284
30-7 振荡电荷组成的平面所产生的场 286
第31章 折射率的起源 289
31-1 折射率 289
31-2 物质引起的场 292
31-3 色散 293
31-4 吸收 295
31-5 电波所携带的能量 296
31-6 屏的衍射 297
第32章 辐射阻尼. 光的散射 300
32-1 辐射电阻 300
32-2 能量辐射率 301
32-3 辐射阻尼 302
32-4 独立的辐射源 304
32-5 光的散射 305
第33章 偏振 309
33-1 光的电矢量 309
33-2 散射光的偏振性 310
33-3 双折射 311
33-4 起偏振器 312
33-5 旋光性 313
33-6 反射光的强度 314
33-7 反常折射 316
第34章 辐射中的相对论性效应 319
34-1 运动辐射源 319
34-2 求“表现”运动 320
34-3 同步加速器辐射 321
34-4 宇宙中的同步加速器辐射 323
34-5 轫致辐射 325
34-6 多普勒效应 325
34-7 ω，k四元矢量 327
34-8 光行差 328
34-9 光的动量 329
第35章 色视觉 331
35-1 人眼 331
35-2 颜色依赖于光的强度 332
35-3 色感觉的测量 333
35-4 色品图 337
35-5 色视觉的机制 338
35-6 色视觉的生理化学 339
第36章 视觉的机制 342
36-1 颜色的感觉 342
36-2 眼睛的生理学 344
36-3 杆状细胞 347
36-4 (昆虫的)复眼 348
36-5 其他的眼睛 351
36-6 视觉的神经学 351
第37章 量子行为 356
37-1 原子力学 356
37-2 子弹的实验 357
37-3 波的实验 358
37-4 电子的实验 359
37-5 电子波的干涉 361
37-6 追踪电子 362
37-7 量子力学的基本原理 365
37-8 测不准原理 366
第38章 波动观点与粒子观点的关系 368
38-1 几率波幅 368
38-2 位置与动量的测量 369
38-3 晶体衍射 371
38-4 原子的大小 373
38-5 能级 374
38-6 哲学含义 375
第39章 气体分子运动论 378
39-1 物质的性质 378
39-2 气体的压强 379
39-3 辐射的压缩性 383
39-4 温度和动能 383
39-5 理想气体定律 387
第40章 统计力学原理 390
40-1 大气的指数变化律 390
40-2 玻尔兹曼定律 391
40-3 液体的蒸发 392
40-4 分子的速率分布 393
40-5 气化比热 396
40-6 经典物理的失败 398
第41章 布朗运动 401
41-1 能量均分 401
41-2 辐射的热平衡 403
41-3 能量均分与量子振子 406
41-4 无规行走 409
第42章 分子运动论的应用 412
42-1 蒸发 412
42-2 热离子发射 415
42-3 热电离 416
42-4 化学动力学 417
42-5 爱因斯坦辐射律 419
第43章 扩散 422
43-1 分子间的碰撞 422
43-2 平均自由程 424
43-3 漂移速率 425
43-4 离子导电性 427
43-5 分子扩散 428
43-6 热导率 430
第44章 热力学定律 432
44-1 热机. 第一定律 432
44-2 第二定律 434
44-3 可逆机 435
44-4 理想热机的效率 438
44-5 热力学温度 440
44-6 熵 441
第45章 热力学示例 445
45-1 内能 445
45-2 应用 448
45-3 克劳胥斯-克拉珀龙方程 450
第46章 棘轮和掣爪 454
46-1 棘轮是怎样工作的 454
46-2 作为热机的棘轮 455
46-3 力学中的可逆性 457
46-4 不可逆性 453
46-5 序与熵 460
第47章 声.波动方程 462
47-1 波 462
47-2 声的传播 464
47-3 波动方程 465
47-4 波动方程的解 467
47-5 声速 468
第48章 拍 470
48-1 两列波的相加 470
49-2 拍符和调制 472
48-3 旁频带 473
48-4 定域波列 474
48-5 粒子的几率幅 476
48-6 三维空间的波 478
48-7 简正模式 479
第49章 波模 481
49-1 波的反射 481
49-2 具有固有频率的约束波 482
49-3 二维波模 484
49-4 耦合摆 486
49-5 线性系统 487
第50章 谐波 489
50-1 乐音 489
50-2 傅里叶级数 490
50-3 音色与谐和 491
50-4 傅里叶系数 493
50-5 能量定理 495
50-6 非线性响应 496
第51章 波 499
51-1 舷波 499
51-2 冲击波 500
51-3 固体中的波 502
51-4 表面波 505
第52章 物理定律的对称性 509
52-1 对称操作 509
52-2 空间与时间的对称性 509
52-3 对称性与守恒定律 512
52-4 镜面反射 512
52-5 极矢量与轴矢量 514
52-6 哪一只是右手! 516
52-7 宇称不守恒! 517
52-8 反物质 518
52-9 不完整的对称性 519
· · · · · · (收起)