机械工业出版社本书依照教育部物理基础课程教学指导分委员会颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》编写，突出教学性、实用性，内容深浅适当，章节引入自然流畅，例题解答详尽。本套书分为上、下两册，共5篇，23章。本书为下册，内容包括热学、光学、量子物理；上册内容包括力学和电磁学。本套书相对论相关内容中涵盖了广义相对论简介，原子核物理相关内容中涵盖了粒子物理的*新发展，固体物理相关内容中涵盖了激光及超导材料。
本书可作为高等学校理工科类各专业大学物理课程的教材或教学参考书。

前言
第3篇热学
第13章气体动理论3
13.1平衡态理想气体状态方程3
13.1.1热学中的几个基本概念3
13.1.2理想气体状态方程5
13.2理想气体的压强与温度6
13.2.1理想气体的微观模型6
13.2.2理想气体的压强公式7
13.2.3温度的微观意义9
13.3能量按自由度均分定理理想气体的内能10
13.3.1自由度10
13.3.2能量按自由度均分定理11
13.3.3理想气体的内能12
13.4麦克斯韦速率分布律13
13.4.1速率分布的描述及速率分布函数13
13.4.2麦克斯韦速率分布律 15
13.4.3气体分子的三种统计速率15
*13.5玻尔兹曼能量分布律重力场中微粒按高度的分布19
13.5.1玻尔兹曼能量分布律19
13.5.2重力场中微粒按高度的分布20
*13.6范德瓦耳斯方程20
13.6.1分子体积的修正21
13.6.2分子引力的修正21
13.6.3范德瓦耳斯方程22
*13.7分子碰撞和平均自由程23
13.7.1分子的平均碰撞频率23
13.7.2分子的平均自由程24
*13.8非平衡态输运过程24
13.8.1内摩擦25
13.8.2热传导26
13.8.3扩散26
小结27
思考题29
习题30
习题答案31






第14章热力学第一定律32
14.1功热量内能32
14.1.1准静态过程32
14.1.2准静态过程的功32
14.1.3热量34
14.1.4内能34
14.2热力学第一定律34
14.2.1热力学第一定律概述34
14.2.2关于热力学第一定律的说明35
14.3热力学第一定律对理想气体在准静态过程中的应用35
14.3.1理想气体的热容35
14.3.2等容过程36
14.3.3等压过程37
14.3.4等温过程40
14.4绝热过程42
14.4.1准静态绝热过程42
14.4.2绝热自由膨胀过程（非准静态的绝热过程）45
14.5循环过程卡诺循环46
14.5.1循环过程46
14.5.2热机及其效率47
14.5.3制冷机及其制冷系数48
14.5.4卡诺循环50
小结53
思考题55
习题55
习题答案57
第15章热力学第二定律59
15.1热力学第二定律卡诺定理59
15.1.1热力学第二定律两种基本表述及其等效性59
15.1.2可逆过程与不可逆过程61
15.1.3各种不可逆过程是互相联系的62
15.1.4热力学第二定律的实质63
15.1.5卡诺定理63
15.2克劳修斯熵公式熵增加原理64
15.2.1克劳修斯等式65
15.2.2克劳修斯熵（态函数熵）公式66
15.2.3熵变的计算68
15.2.4熵增加原理70
15.3玻尔兹曼熵及熵的微观意义72
15.3.1热力学第二定律的微观意义72
15.3.2热力学概率和玻尔兹曼熵73
15.3.3熵的微观意义76





*15.4熵和能量退降76
15.4.1温熵图76
15.4.2能量退降78
小结78
思考题79
习题80
习题答案81
第4篇光学
第16章振动85
16.1简谐振动85
16.1.1简谐振动的描述85
16.1.2简谐振动的动力学方程89
16.1.3简谐振动的旋转矢量表示法91
16.1.4简谐振动的能量93
*16.2阻尼振动受迫振动94
16.2.1阻尼振动94
16.2.2受迫振动共振95
16.3简谐振动的合成97
16.3.1同一直线上同频率简谐振动的合成97
16.3.2同一直线上不同频率简谐振动的合成拍现象100
*16.3.3谐振分析102
*16.3.4两个相互垂直的简谐振动的合成李萨如图形104
小结106
思考题108
习题 109
习题答案110
第17章波动112
17.1简谐波112
17.1.1行波112
17.1.2简谐波的波函数115
17.1.3描述简谐波的物理量116
17.2弹性介质中的波速118
17.2.1物体的弹性形变118
17.2.2弹性介质中的波速121
17.3波的能量123
17.3.1波的能量和能量密度123
17.3.2能流密度125
17.4惠更斯原理126
17.4.1惠更斯原理概述126
17.4.2波的衍射126
17.4.3波的反射127





17.4.4波的折射128
17.5波的叠加128
17.5.1波的叠加原理128
17.5.2波的干涉129
17.5.3驻波131
*17.6几种常见的波136
17.6.1声波136
17.6.2地震波138
17.6.3水波139
17.7多普勒效应140
小结143
思考题146
习题147
习题答案149
第18章光的干涉151
18.1相干光151
18.1.1相干条件151
18.1.2普通光源的发光机理152
18.1.3相干光的获得153
18.1.4光程154
18.2杨氏双缝干涉156
18.3薄膜干涉160
18.3.1等厚干涉160
18.3.2等倾干涉165
18.3.3迈克耳孙干涉仪168
小结170
思考题171
习题172
习题答案173
第19章光的衍射175
19.1光的衍射概述175
19.1.1光的衍射现象175
19.1.2惠更斯-菲涅尔原理176
19.2单缝的夫琅禾费衍射177
19.3圆孔衍射183
19.3.1圆孔的夫琅禾费衍射183
19.3.2光学仪器的分辨本领184
19.4光栅衍射186
19.4.1光栅衍射概述186
19.4.2光栅光谱190
19.5X射线在晶体上的衍射191
19.5.1X射线191
19.5.2布拉格公式192
小结193





思考题194
习题195
习题答案196
第20章光的偏振197
20.1光的偏振概述197
20.1.1偏振现象与光波的横波性197
20.1.2光的偏振状态198
20.2起偏和检偏马吕斯定律200
20.2.1起偏和检偏200
20.2.2马吕斯定律201
20.3反射和折射时光的偏振布儒斯特定律202
20.4双折射现象203
20.4.1双折射现象概述203
*20.4.2人工双折射209
*20.5偏振光的干涉210
*20.6旋光现象211
小结211
思考题212
习题213
习题答案214
第5篇量子物理
第21章量子物理基础217
21.1量子论的出现217
21.1.1黑体辐射和普朗克能量子假说217
21.1.2光电效应和爱因斯坦光量子理论220
21.1.3玻尔氢原子理论226
21.2物质波不确定关系229
21.2.1物质波230
21.2.2实物粒子的波粒二象性231
21.2.3不确定关系234
21.3波函数薛定谔方程及其简单应用238
21.3.1薛定谔方程238
21.3.2波函数的标准条件和归一化条件240
21.3.3一维无限深方势阱中的粒子240
21.3.4一维方势垒隧道效应243
小结245
思考题247
习题247
习题答案249
第22章原子核物理和粒子物理简介250
22.1原子核的基本性质250
22.1.1原子核的质子-中子模型250





22.1.2核自旋和磁矩251
22.1.3核力255
22.2原子核的结合能放射性衰变255
22.2.1原子核的结合能255
22.2.2原子核的稳定性257
22.2.3原子核衰变257
22.2.4放射性衰变定律258
22.3粒子物理简介260
22.3.1粒子特征四种相互作用和粒子分类261
22.3.2强子的夸克结构265
22.3.3相互作用的统一267
小结268
思考题269
习题269
习题答案270
第23章固体物理基础271
23.1固体的能带结构271
23.1.1晶体结构和晶体分类271
23.1.2固体的能带273
23.2半导体绝缘体导体276
23.2.1半导体、绝缘体与导体的能带结构276
23.2.2杂质半导体与p-n结278
23.3激光原理简介282
23.3.1激光的基本原理282
23.3.2激光器285
23.3.3激光的特性287
23.3.4激光的应用287
23.4超导电性288
23.4.1超导的基本特性288
23.4.2超导体的微观机制290
23.4.3超导材料的分类292
23.4.4约瑟夫孙效应及其应用294
23.4.5超导理论新动向297
23.4.6超导电性在工业上的应用298
小结299
思考题299
习题300
习题答案300
附录301
附录Ⅰ常用物理常数表301
附录Ⅱ常用天体数据301
附录Ⅲ常用单位换算关系302
参考文献303