第1章 初識Mathematica
1.1 Mathematica的窗口功能
1.2 Mathematica的變量與函數
1.3 Mathematica的程序輸入、保存與運行
1.4 Mathematica的錶型數據
1.5 錶型數據的操作函數
1.5.1 造錶函數
1.5.2 列錶元素的操作函數
1.5.3 列錶的整體操作函數
1.6 列錶的運算
1.6.1 矢量運算
1.6.2 列錶的代數運算
1.7 程序結構
1.7.1 分支結構
1.7.2 循環結構
1.7.3 模塊結構
第2章 函數與算法
2.1 語法和函數
2.1.1 常數、括號和運算符
2.1.2 基本函數
2.1.3 數值函數
2.1.4 復數函數
2.1.5 整數函數
2.1.6 隨機函數
2.1.7 代數運算函數
2.1.8 微積分函數
2.1.9 錶達式化簡函數
2.1.10 繪圖函數
2.2 模式係統
2.2.1 兩種賦值方式
2.2.2 延遲替換與立即替換
2.2.3 模式係統
2.2.4 模式匹配函數
2.3 分類算法
2.3.1 求解代數超越方程(組)
2.3.2 求函數的極值
2.3.3 求解綫性方程組——嚴格解
2.3.4 求解綫性方程組——近似解
2.3.5 求解常微分方程——初值問題
2.3.6 求解常微分方程——邊值問題
2.3.7 求解偏微分方程
2.3.8 求解本徵值問題
第3章 單擺
3.1 單擺運動方程與數值解
3.1.1 方程的推導與分析
3.1.2 單擺方程的數值解
3.1.3 振幅、周期和相位
3.1.4 角振幅與周期的關係
3.1.5 單擺振動與正弦振動的差彆
3.2 阻尼擺
3.2.1 運動方程、數值解與相圖
3.2.2 周期與時間的關係
3.3 計算誤差
3.3.1 發現誤差
3.3.2 減小誤差的方法——增加有效位數
3.3.3 減小誤差的方法——減小差分步長
3.3.4 在快速變動的地方誤差大
3.4 傅科擺
3.4.1 地球自轉與傅科擺
3.4.2 傅科擺的力學分析
3.4.3 傅科擺運動的數值模擬
3.4.4 傅科擺模擬的其他問題
本章 附錄： 無阻尼單擺周期的準確錶達式
第4章 振動與快速傅裏葉變換
4.1 受迫振動——數值模擬
4.1.1 受迫振動實驗係統
4.1.2 調試參數
4.1.3 演示共振
4.1.4 色散麯綫
4.2 受迫振動——解析分析
4.3 一維振動鏈
4.3.1 兩個質點的一維振動
4.3.2 三個質點的一維振動
4.3.3 大型微分方程組的書寫
4.4 傅裏葉變換與快速傅裏葉變換
4.4.1 傅裏葉變換
4.4.2 三個質點振動鏈的傅裏葉變換
4.4.3 多質點振動鏈的傅裏葉變換
4.4.4 快速傅裏葉變換
4.4.5 FFT舉例
第5章 電
5.1 靜電場與電場綫
5.1.1 靜電場方程與電場綫方程
5.1.2 單個點電荷電場綫的直接計算
5.1.3 兩個點電荷部分電場綫的直接計算
5.1.4 電場綫計算的“摺綫法”
5.1.5 電場綫計算的“參數方程法”
5.2 靜電場的保角變換解法
5.2.1 保角變換
5.2.2 半無限大帶電金屬平闆周圍的電場
5.2.3 兩根平行金屬圓直導體周圍的電場
5.3 電位的差分計算
5.3.1 差分原理與迭代法
5.3.2 聚焦電極內的電場計算
5.3.3 軸綫上的電場強度
5.3.4 聚焦電極內電子的運動軌跡
5.4 大型代數方程組的解法
5.4.1 代數方程組的整理
5.4.2 電極聚焦問題的嚴格求解
5.4.3 電極聚焦問題的迭代求解
5.5 電路計算
5.5.1 直流電橋
5.5.2 濾波器
第6章 磁
6.1 載流圓綫圈的磁場
6.1.1 單個載流圓綫圈的磁場分布
6.1.2 單個載流圓綫圈的磁場綫分布
6.1.3 亥姆霍茲綫圈
6.1.4 磁阱
6.2 一些特殊磁場的計算
6.2.1 載流三相輸電導綫橫截麵上的磁場綫分布
6.2.2 通電螺綫管的磁場
6.2.3 均勻繞製在橢球殼上的綫圈産生的磁場
6.3 帶電粒子在磁場中的運動
6.3.1 帶電粒子的動量分析器
6.3.2 同步加速器中帶電粒子軌道的磁約束
6.3.3 “磁鏡”對帶電粒子的磁約束
第7章 光
7.1 幾何光學： 在連續摺射率介質中進行光綫追跡
7.1.1 光綫方程
7.1.2 模擬光在大氣中的摺射
7.1.3 在光縴內傳播的光
7.2 幾何光學： 在摺射率躍變介質中進行光綫追跡
7.2.1 光綫追跡基本方程
7.2.2 球麵凸透鏡
7.2.3 三棱鏡的偏嚮角
7.2.4 模擬白光的色散與色光的閤成
7.2.5 消色差透鏡
7.3 波動光學： 光衍射的計算
7.3.1 單個圓孔的衍射
7.3.2 單個矩形孔的衍射
7.3.3 三角形孔的衍射
7.3.4 多個矩形孔的衍射
7.3.5 由隨機分布的孔形成的衍射
第8章 量子
8.1 束縛態
8.1.1 一維有限深方勢阱
8.1.2 量子態的疊加與新能級的形成
8.1.3 量子圍欄
8.2 散射
8.2.1 一維量子散射數值計算的理論
8.2.2 方勢阱散射模型
8.2.3 方勢阱散射模型的進一步研究
8.2.4 共振隧道穿透
8.3 束縛態的邊值計算法
8.3.1 薛定諤方程總有解
8.3.2 計算諧振子的本徵態
8.4 一維定態薛定諤方程的初值解法
8.4.1 Sturm定理
8.4.2 兩個引理
8.4.3 推論（1）對方勢阱的應用——E-(x2)麯綫
8.4.4 推論（1）對氫原子的應用
8.5 周期性勢函數與能帶的形成
第9章 概率與隨機運動
9.1 概率統計基礎
9.1.1 概率的公理化定義
9.1.2 重要的概率公式
9.1.3 概率計算的例子
9.1.4 隨機變量
9.1.5 平均值與方差
9.1.6 二項分布及其特殊情況
9.1.7 概率用於物理計算
9.2 在概率指導下
9.3 模擬理想氣體分子的熱運動
9.3.1 引言
9.3.2 同種分子碰撞的理論
9.3.3 器壁的作用
9.3.4 模擬方案
9.3.5 一些模擬結果
9.3.6 小結
9.4 模擬布朗運動
9.4.1 愛因斯坦關係
9.4.2 模擬布朗運動
9.5 布朗運動的統計特性——熱平衡
9.5.1 模擬計算愛因斯坦關係
9.5.2 布朗粒子的能量統計特性
9.6 布朗運動的統計特性——過渡狀態
9.7 模擬樹葉的布朗運動
第10章 實驗
10.1 模擬機械波的乾涉
10.2 測量波導管中微波的波長
10.3 數據擬閤與實驗誤差
10.3.1 測量靈敏電流計內電阻和電流常數
10.3.2 測量音叉振動麯綫
10.3.3 密立根油滴實驗
附錄A 編程與調試
附錄B Mathematica的補充介紹
B.1 若乾函數介紹
B.1.1 繪圖函數
B.1.2 數值積分函數
B.1.3 求微分方程數值解的函數
B.2 若乾菜單功能
B.2.1 File菜單
B.2.2 Edit菜單
B.2.3 Insert菜單
B.2.4 Format菜單
B.2.5 Cell菜單
B.2.6 Graphics菜單
B.2.7 Evaluation菜單
B.2.8 Palettes菜單
B.2.9 Window菜單
B.2.10 Help菜單
· · · · · · (收起)