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第一章　力学原理与工程技术1

第一节　动量守恒定律与火箭推进原理1

一、动量守恒定律1

二、火箭推进原理1

第二节　力学原理与惯性导航3

一、牛顿力学的基本内容3

二、陀螺仪4

三、加速度计6

四、惯性导航6

第三节　万有引力定律与人造卫星7

一、万有引力定律7

二、人造卫星9

三、同步卫星的发射高度和运行速度10

四、人造地球卫星的应用10

五、载人航天12

六、航天科技产业12

第四节　相对论力学与相对论效应13

一、相对论的建立13

二、狭义相对论效应15

三、广义相对论效应和实证18

第二章　流体力学与流体机械20

第一节　伯努利方程及其应用20

一、伯努利方程20

二、伯努利方程的应用21

第二节　液压传动技术23

一、液压传动的发展23

二、液压传动的工作原理24

三、液压传动的特性24

四、液压传动技术25

五、液压传动的优缺点25

第三节　水泵、质量流量计、压力表26

一、水泵26

二、质量流量计28

三、压力测量仪表30

第四节　毛细现象31

一、浸润与不浸润液体31

二、毛细现象31

三、毛细现象的应用31

第五节　空气动力学与航空航天技术32

一、空气动力学32

二、空气动力学与航空航天事业34

第六节　风洞和风洞实验技术35

一、风洞35

二、风洞实验35

三、风洞实验技术36

第三章　机械波与声学技术38

第一节　振动与波动38

第二节　共振现象及其应用39

一、共振现象39

二、共振的物理原理39

三、共振应用实例40

四、共振的危害与消除42

第三节　声波波谱及噪声治理43

一、声波的分类43

二、声音的三要素44

三、声压、声强、声强级44

四、次声波45

五、超声波46

六、噪声47

第四节　多普勒效应及其应用49

一、多普勒效应49

二、多普勒效应的应用50

第五节　超声的医学应用52

一、超声诊断的基础52

二、超声诊断的原理52

三、B超53

四、超声治疗53

第六节　超声检测技术53

一、超声波探伤53

二、超声测量厚度54

三、超声对应力的测试55

四、超声波流量计55

第七节　声空化和超声电子学55

一、声空化效应55

二、声空化应用56

三、移动电话机里的超声57

第八节　声纳、声纹、声悬浮技术59

一、声纳技术59

二、声纹识别技术61

三、声悬浮技术62

第四章　热能与动力64

第一节　永动机幻想的破灭与热机64

一、第一类永动机幻想的破灭64

二、第二类永动机幻想的破灭65

三、蒸汽机的发展与卡诺热机65

第二节　内燃机67

一、内燃机的发展与第二次工业革命67

二、往复活塞式内燃机的工作原理69

三、燃气轮机70

第三节　制冷机71

一、制冷机的基本原理71

二、制冷机的分类72

三、半导体制冷75

四、家用电冰箱的结构和工作原理77

五、制冷机的制冷系数77

六、冷气机和热泵77

第四节　低温技术78

一、低温技术的发展78

二、低温获得方法79

三、激光冷却中性原子79

第五节　相变与热处理技术80

一、相变80

二、热处理技术81

第五章　电磁理论与电磁技术83

第一节　电磁理论83

一、电流激发磁场83

二、电磁感应定律83

三、麦克斯韦电磁理论84

四、电磁波的预言与发现85

第二节　磁电式仪表和电动机86

一、磁场对电流的作用力86

二、磁电式仪表的工作原理86

三、电动机87

第三节　发电与输电89

一、发电机89

二、发电站和远距离输电90

三、变压器91

第四节　电灯、电报和电话92

一、电灯92

二、电报93

三、电话94

第五节　电磁加热技术94

一、电阻加热94

二、电弧加热95

三、感应加热96

四、电介质加热96

五、等离子炉97

六、电子束炉97

第六节　电磁屏蔽技术97

一、静电屏蔽97

二、静磁屏蔽98

三、电磁屏蔽98

第七节　电磁控制技术99

一、电磁铁99

二、继电器100

第八节　磁悬浮列车101

一、磁悬浮原理101

二、推进与导向原理102

三、磁悬浮列车的优点103

四、磁悬浮技术的发展与未来103

第九节　电子束管和电磁聚焦技术104

一、电子束管104

二、静电透镜105

三、磁透镜105

四、电磁多极透镜106

第六章　电磁波与无线电技术108

第一节　电磁波谱108

第二节　无线电波109

一、无线电波的波段范围及用途109

二、天线的演变109

三、无线电波的传播方式110

第三节　无线电广播与电视机111

一、无线电广播111

二、电视机113

第四节　微波及其应用114

一、微波通信114

二、雷达115

三、微波加热115

第五节　红外技术与紫外技术116

一、红外线116

二、红外技术116

三、紫外线120

第六节　X射线与γ射线120

一、X射线120

二、γ射线122

第七章　半导体物理与微电子技术123

第一节　半导体与PN结123

一、从电子管到半导体123

二、半导体123

三、半导体的能带124

四、PN结125

第二节　晶体二极管及三极管126

一、晶体二极管126

二、半导体光电二极管127

三、晶体三极管128

第三节　几种常见的电子电路和器件129

一、整流电路129

二、滤波电路130

三、稳压电路131

四、直流稳压电源131

五、放大电路132

六、MOS晶体管133

第四节　集成电路133

一、集成电路的发展134

二、集成电路的分类135

三、集成电路与其它学科和传统工业的关系136

四、大规模集成电路与微电子工业革命136

五、微电子技术136

第五节　半导体量子器件137

一、量子阱和超晶格器件137

二、量子线和量子点器件138

第八章　传统光学技术140

第一节　几何光学与传统光学器件140

一、几何光学定律140

二、传统光学器件及其应用140

第二节　光的干涉与应用143

一、光的干涉现象143

二、薄膜干涉144

三、干涉的应用145

四、迈克耳逊干涉仪147

第三节　光的衍射与应用147

一、光的衍射现象147

二、衍射基本原理148

三、衍射光栅及光谱仪149

四、光学仪器的分辨本领150

第四节　光的偏振与应用150

一、光的偏振现象150

二、光偏振的应用152

第五节　光波与色彩154

一、颜色的起源154

二、三原色154

三、三基色原理155

四、光污染155

第六节　照相与电影156

一、照相机156

二、电影158

第七节　光学显微镜与望远镜159

一、光学显微镜159

二、望远镜160

三、射电望远镜162

第九章　现代光学技术164

第一节　受激辐射与激光器164

一、激光产生的物理基础164

二、激光的特点167

三、激光器的分类167

第二节　激光测距与定位168

一、激光测距仪168

二、激光雷达169

三、激光制导170

第三节　激光加工技术170

一、激光热加工原理170

二、激光钻孔170

三、激光切割171

四、激光焊接171

五、激光标刻171

六、激光淬火技术171

第四节　激光通信技术172

一、光纤172

二、光纤通信173

三、光纤通信的独特优点174

四、光孤子通信174

第五节　激光全息照相174

一、全息照相基本原理174

二、全息照相的特点176

三、激光全息的应用176

第六节　光存储技术177

一、从磁记录到光存储177

二、光盘177

第七节　激光在医学上的应用178

一、激光手术刀178

二、激光治疗179

第八节　光子晶体180

一、什么是光子晶体180

二、光子晶体的特性180

三、光子晶体的材料和制造180

四、光子晶体的应用181

第十章　物理效应与传感技术182

第一节　传感器与传感技术182

一、传感器182

二、传感技术184

第二节　电阻传感器184

一、电阻184

二、电阻式传感器185

第三节　电容传感器186

一、电介质及其极化186

二、电容器188

三、电容式传感器188

第四节　电感传感器189

一、电感189

二、电感传感器190

第五节　压电式传感器191

一、压电效应191

二、压电材料193

三、压电传感器194

第六节　光纤传感器194

一、光纤传感器及其工作原理194

二、光纤传感器的分类195

第七节　光电效应与光电器件197

一、光电效应197

二、光电器件198

三、光电传感器与光电检测201

第八节　遥感技术202

一、遥感技术202

二、遥感系统的组成202

三、遥感系统的分类202

四、红外遥感器203

五、遥感技术的应用204

第九节　温差电现象与温度传感器204

一、温差电现象204

二、温度传感器205

第十节　霍耳效应及其应用205

一、霍耳效应205

二、霍耳效应的应用206

第十一章　真空技术及其应用208

第一节真　空物理基础208

一、理想气体实验定律208

二、气体分子运动论基础209

三、蒸气210

四、气体吸附和脱附212

五、气体流动212

第二节　真空的特点213

第三节　真空的获得214

一、真空系统214

二、真空泵216

第四节　真空的测量218

一、真空度的测量原理218

二、真空计的分类及测量范围219

三、影响真空度测量精度的常见因素220

四、特定条件下的真空测量技术220

第五节　泄露与密封221

一、泄露与检漏221

二、真空密封222

第六节　真空技术的应用223

一、真空技术在冶金工业中的应用223

二、真空技术在电工电子工业中的应用224

三、真空技术在机械制造中的应用225

四、真空技术与新型永磁材料225

五、真空在输运、吸引、起吊及真空造型等设备中的应用225

六、真空在镀膜工业中的应用226

七、真空在航天工业中的应用226

八、真空在加速器及受控核聚变中的应用227

九、真空在食品包装及冷冻干燥工业中的应用227

第十二章　能源技术230

第一节　能源与环境230

一、能源的分类230

二、能源危机230

三、我国能源的地区分布231

四、能源与环境污染231

第二节　水电站233

一、水力发电的基本原理233

二、我国的水电站概况233

三、中国水能资源的特点234

四、我国水电发展面临的问题235

第三节　核能235

一、核能发电235

二、核能发电的优势和安全性236

三、核能在其它方面的应用237

第四节　太阳能238

一、太阳能资源的特点238

二、太阳能的应用239

三、太阳能电池的开发240

第五节　风能241

一、风能的成因241

二、我国的风能资源241

三、风能利用241

四、风力发电242

第六节　氢能243

一、氢能特点243

二、氢能的发展概况244

第七节　生物能244

一、什么是生物能244

二、生物能优缺点245

三、生物能的分类245

四、生物能的发展246

第八节　地热能与海洋能246

一、地热能概况246

二、我国地热能发展现状247

三、海洋能247

第十三章　现代测试技术249

第一节　原子物理与光谱技术249

一、光谱249

二、常用的光谱仪器249

第二节　物质波251

一、物质波251

二、物质波波长252

三、显微镜的发展253

第三节　扫描电子显微镜254

一、扫描电子显微镜成像原理254

二、扫描电子显微镜的结构255

三、不同检测信号的分辨率256

第四节　透射电子显微镜256

一、透射电子显微镜的分类256

二、透射电子显微镜结构和成像原理257

第五节　电子探针259

一、电子探针X射线显微分析（EPMA）259

二、电子探针的结构259

三、电子探针仪的特点和工作原理259

四、特征X射线的检测260

第六节　扫描隧道显微镜261

一、扫描隧道显微镜的基本原理261

二、扫描隧道显微镜的结构261

三、扫描隧道显微镜的扫描方式262

第七节　原子力显微镜263

一、原子力显微镜基本工作原理263

二、原子力显微镜的结构264

三、原子力显微镜的工作模式265

第八节　X射线衍射分析266

一、X射线衍射原理266

二、X射线衍射分析方法的依据267

三、X射线衍射方法267

四、X射线衍射分析的应用268

五、X射线荧光光谱分析270

第九节　Raman光谱270

一、Raman效应270

二、Raman光谱270

三、Raman光谱的实验装置271

第十四章　高能物理与加速器272

第一节　核衰变与放射性272

一、原子核的组成272

二、原子核的基本性质272

三、放射性的发现274

四、核衰变规律274

五、核反应275

第二节　原子弹与氢弹276

一、重核裂变与原子弹276

二、热核聚变与氢弹279

第三节　核技术的应用281

一、核技术的医学应用282

二、核技术的工业应用284

三、核技术的农业应用284

四、核技术在环境治理中的应用284

第四节　加速器及其应用285

一、加速器的发展285

二、加速器的类型286

三、正负电子对撞机291

第十五章　新型功能材料292

第一节　磁性材料292

一、磁性材料概述292

二、磁性材料的基本特性292

三、磁性材料的分类及用途293

四、磁性材料研究展望295

第二节　超导材料296

一、超导的发现296

二、超导体的电磁性质296

三、两类超导体298

四、BCS超导理论298

五、约瑟夫森效应299

六、高温超导体299

七、超导体的应用300

第三节　发光材料301

一、发光材料的成分301

二、发光材料的激发方式301

三、发光材料的用途302

四、发光材料的性能参数303

第四节　液晶材料304

一、液晶的发现304

二、液晶相的结构和分类305

三、液晶的物理性质及其应用307

第五节　非晶材料309

一、非晶态固体的概念309

二、玻璃化转变及非晶态固体的制备310

三、非晶态固体的结构特点及其性质311

四、非晶态固体的应用312

第六节　纳米材料314

一、纳米科技的意义314

二、纳米材料的几种类型315

三、纳米材料的制备315

四、纳米材料的特性及其应用315

五、纳米材料的分析与测试317

参考文献319