理论力学

课程编码：B0211001Y-02 英文名称：Theoretical Mechanics 课时：72 学分：4.00 课程属性：专业必修课 主讲教师：陈裕启

作为物理专业本科生的第一门专业必修物理课程，将学生系统地掌握牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学的基本内容及相互之间的联系和等价性。增强学生对常见的机械运动现象，包括质点和质点组运动、有心力场运动、振动及刚体运动的理解和描述。增强学生对经典力学的深刻理解和提高学生对物理学抽象思维能力。初步了解物理学中的对称性原理及取极限、小量展开这些近似求解物理问题的基本方法。提高学生用所学理论力学知识解决实际物理问题的能力。

（略）

第一章 引言(2学时)
I、 经典力学发展简史（1.5学时）
II、关于教材、教学和考试的说明（0.5学时）
第二章 运动方程 （8学时）
§1 约束、广义坐标 2
§2 最小作用量原理 2
§3 伽利略相对性原理 2
§4 自由质点的拉格朗日函数 1
§5 质点系的拉格朗日函数 1
第三章 守恒定律 （4学时）
§6 能量 0.5
§7 动量 0.5
§8 质心 0.5
§9 角动量 0.5
§10 力学相似性 2
第四章 运动方程的积分 （6学时）
§11 一维运动 0.5
§12 根据振动周期确定势能 1
§13 约化质量 0.5
§14 有心力场内的运动 2
§15 开普勒问题 2
第五章 质点碰撞 （4学时）
§16 质点分裂 0.5
§17 质点弹性碰撞 0.5
§18 质点散射 1
§19 卢瑟福公式 1
§20 小角度散射 1
第六章 微振动 （8学时）
§21 一维自由振动 0.5
§22 强迫振动 0.5
§23 多自由度系统振动 1
§24 分子振动 1
§25 阻尼振动 0.5
§26 有摩擦的强迫振动 0.5
§27 参变共振 1
§28 非简谐振动 1
§29 非线性振动中的共振 1
§30 快速振动场中的运动 1
第七章 刚体的运动 （8学时）
§31 角速度 1
§32 惯量张量 1
§33 刚体角动量 1
§34 刚体运动方程 1
§35 欧拉角 1
§36 欧拉方程 1
§37 非对称陀螺 1
§38 刚体的接触 0.5
§39 非惯性参考系中的运动 0.5
第8章 正则方程 （14学时）
§40 哈密顿方程 1
§41 罗斯函数 1
§42 泊松括号 1
§43 作为坐标函数的作用量 1
§44 莫培督原理 1
§45 正则变换 2
§46 刘维尔定理 1
§47 哈密顿-雅可比方程 1
§48 分离变量 1
§49 浸渐不变量 1
§50 正则变量 1
§51 浸渐不变量守恒的准确度 1
§52 条件周期运动 1

授课54学时 习题课 14学时 期中考试 2学时 期末考试 2学时
闭卷笔试。
平时作业30％，期中考试30％，期末考试40％。
 

章节/学时分配 讲课 习题课
第一章               2
第二章               8      2
第三章               4      2
第四章               6      2
第五章               4      2
第六章               8      2
第七章               8      2
第八章              14     2

在讲授哈密顿力学的时候展示国科大校史馆的一张照片：李政道先生正在给中科院研究生院的学生教授哈密顿力学。因为讲授这部分内容的时间正好是11月下旬，正逢李先生寿辰之际。正好借此机会介绍李政道先生为祖国做的贡献，包括：1）1978年3月，中国科学技术大学成立了第一个“少年大学生集中培养基地”，简称“少年班”；2） 1979年，在改革开放初期实行CUSPEA计划，历时十年，近千名中国学子赴北美求学；3）推动BEPC建造；4）1985年7月，在李政道先生建议下和在邓小平的关怀和决策下，中国博士后制度正式创立；5）1986年10月，成立中国高等科学技术中心（CCAST）。
希望通过李政道先生的爱国情怀激励同学们不仅要在学术上有建树，还希望同学们将来心系祖国，为祖国多做贡献。

朗道 栗弗席兹 《力学 》

1. 鞠国兴 朗道《力学》解读
2. Goldstein 经典力学
3. 周衍柏编 《理论力学教程》

陈裕启，1983年毕业于四川大学物理系，1988年在清华大学物理系获硕士学位。1992年在中科院理论物理研究所获博士学位，其后在中国高等科学技术中心做博士后研究，1994年被聘为中科院理论物理研究所副研究员，1994-1996年在美国西北大学开展合作研究，1996-1999年在美国俄亥俄州立大学开展合作研究，于当年9月被理论物理所聘为研究员、博士生导师，曾获1996年中科院自然科学一等奖以及1999年吴有训物理学奖。过去的主要工作及成果：主要从事粒子物理和量子场论方面的研究工作，着重于重味夸克物理和量子色动力学（QCD）等方面的研究工作。先后在Bc介子物理、重夸克偶素产生的碎裂函数、重夸克有效场论、重夸克相互作用和自旋相关相互作用势，非相对论QCD有效场论和J/Ψ衰变等方面做出了有影响的工作。