目錄
第四篇 電磁學(xué)
第九章 真空中的靜電場 3
第一節(jié) 電荷庫侖定律 3
一、電荷 3
二、庫侖定律 5
第二節(jié) 電場電場強(qiáng)度 8
一、電場 8
二、電場強(qiáng)度 9
三、電場強(qiáng)度疊加原理 9
四、場強(qiáng)的計(jì)算 10
五、電場線 14
第三節(jié) 高斯定理及其應(yīng)用 15
一、電場強(qiáng)度通量 16
二、高斯定理 17
三、高斯定理的應(yīng)用 19
第四節(jié) 靜電場的環(huán)路定理電勢 21
一、靜電場力做功的特點(diǎn) 21
二、靜電場的環(huán)路定理 22
三、電勢和電勢差 23
四、電勢的計(jì)算 24
*第五節(jié) 電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系 27
一、等勢面 27
二、電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系 28
習(xí)題 29
第十章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 33
第一節(jié) 靜電場中的導(dǎo)體 33
一、導(dǎo)體的靜電平衡 33
二、孤立導(dǎo)體形狀對電荷分布的影響 35
三、封閉金屬腔內(nèi)外的靜電場 36
第二節(jié) 電容器及其電容 39
一、孤立導(dǎo)體的電容 39
二、電容器的電容 39
三、電容器的連接 42
第三節(jié) 電介質(zhì)及其極化 44
一、電介質(zhì)的特點(diǎn) 44
二、電介質(zhì)的極化 45
三、電極化強(qiáng)度 46
四、電極化強(qiáng)度與場強(qiáng)的關(guān)系 46
五、極化電荷與電極化強(qiáng)度的關(guān)系 47
第四節(jié) 有介質(zhì)時(shí)靜電場的高斯定理 48
一、電介質(zhì)中的場強(qiáng) 48
二、電位移矢量有介質(zhì)時(shí)靜電場的高斯定理 48
三、有介質(zhì)存在時(shí)高斯定理的應(yīng)用 49
第五節(jié) 電場的能量 51
一、電容器儲存的靜電能 51
二、電場的能量 51
習(xí)題 52
第十一章 恒定電流的磁場 58
第一節(jié) 恒定電流 58
一、電流電流密度 58
二、電流的連續(xù)性方程 60
第二節(jié) 電源電動(dòng)勢 60
一、非靜電力 60
二、電源電動(dòng)勢 61
第三節(jié) 磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度 62
一、奧斯特實(shí)驗(yàn) 62
二、磁現(xiàn)象的本質(zhì) 63
三、磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 64
第四節(jié) 畢奧-薩伐爾定律及應(yīng)用 65
一、畢奧-薩伐爾定律 65
二、畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用 66
第五節(jié) 磁通量磁場的高斯定理 70
一、磁感應(yīng)線的特點(diǎn) 70
二、磁場的高斯定理 71
第六節(jié) 安培環(huán)路定理及應(yīng)用 72
一、安培環(huán)路定理 72
二、安培環(huán)路定理的應(yīng)用 74
第七節(jié) 帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng) 77
一、帶電粒子在電磁場中所受的力 77
二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng) 77
*三、磁聚焦 78
*四、霍耳效應(yīng) 79
第八節(jié) 磁場對載流導(dǎo)線的作用 82
一、安培力 82
二、磁場對載流線圈的作用 83
第九節(jié) 磁介質(zhì)的磁化 86
一、磁介質(zhì)的分類 86
二、順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化 87
三、磁化強(qiáng)度 88
四、磁化電流 89
五、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁場強(qiáng)度 90
*六、鐵磁質(zhì) 92
習(xí)題 96
第十二章 電磁感應(yīng)及電磁場基本方程 103
第一節(jié) 電磁感應(yīng)的基本定律 103
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 103
二、楞次定律 104
三、法拉第電磁感應(yīng)定律 105
第二節(jié) 動(dòng)生電動(dòng)勢 108
一、動(dòng)生電動(dòng)勢的形成 108
二、動(dòng)生電動(dòng)勢的計(jì)算 109
三、交流發(fā)電機(jī) 110
第三節(jié) 感生電動(dòng)勢和感生電場 112
一、感生電動(dòng)勢感生電場 112
*二、電子感應(yīng)加速器的基本原理 113
*三、渦電流 114
*第四節(jié) 自感和互感 117
一、自感電動(dòng)勢自感 117
二、互感電動(dòng)勢互感 119
*第五節(jié) 磁場的能量 121
一、通電電感器的磁能 121
二、磁場的能量 122
第六節(jié) 位移電流麥克斯韋方程組的積分形式 123
一、位移電流 123
二、電磁場麥克斯韋方程組的積分形式 125
習(xí)題127
第五篇 波動(dòng)光學(xué)
第十三章 光的干涉 135
第一節(jié) 光波單色光的相干性 135
一、原子的發(fā)光原理 135
二、光波 136
三、單色光與復(fù)色光 137
四、光的疊加與光的干涉 137
五、光程與光程差 138
第二節(jié) 分波面干涉 140
一、獲取相干光的條件和方法 140
二、楊氏雙縫干涉 141
三、其他分波面干涉裝置 143
第三節(jié) 分振幅干涉 145
一、等傾干涉 145
二、增透膜和增反膜 147
三、等厚干涉 148
*第四節(jié) 邁克耳孫干涉儀 152
習(xí)題 154
第十四章 光的衍射 157
第一節(jié) 惠更斯-菲涅耳原理 157
一、光的衍射現(xiàn)象 157
二、惠更斯-菲涅耳原理 158
第二節(jié) 夫瑯禾費(fèi)單縫衍射 159
一、實(shí)驗(yàn)裝置和現(xiàn)象 159
二、夫瑯禾費(fèi)單縫衍射的光強(qiáng) 160
三、衍射圖樣的特點(diǎn)分析 161
第三節(jié) 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng) 163
一、夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射 163
二、光學(xué)儀器的分辨率 163
第四節(jié) 光柵衍射及光柵光譜 166
一、光柵衍射現(xiàn)象 166
二、光柵的衍射規(guī)律 167
三、光柵光譜 169
*第五節(jié) X射線的衍射 171
一、X射線 171
二、X射線的衍射 171
習(xí)題 174
第十五章 光的偏振 177
第一節(jié) 光的偏振性馬呂斯定律 177
一、自然光 177
二、偏振光 178
三、馬呂斯定律 179
四、偏振的應(yīng)用 180
第二節(jié) 布儒斯特定律 183
一、反射光和折射光的偏振 183
二、布儒斯特定律 183
第三節(jié) 光的雙折射現(xiàn)象 185
一、晶體的雙折射 185
二、晶體的主折射率、正晶體、負(fù)晶體 186
三、晶體偏振器件 187
四、偏振光的干涉 188
*第四節(jié) 旋光現(xiàn)象 189
習(xí)題190
第六篇 近代物理基礎(chǔ)
第十六章 相對論基礎(chǔ) 195
第一節(jié) 狹義相對論產(chǎn)生的歷史背景和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 195
一、歷史背景 195
二、邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn) 196
第二節(jié) 狹義相對論的基本假設(shè)與洛倫茲變換 197
一、狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè) 197
二、洛倫茲變換 198
第三節(jié) 狹義相對論的時(shí)空觀 200
一、相對論時(shí)空理論不破壞因果律 200
二、同時(shí)的相對性 201
三、長度收縮 202
四、時(shí)間膨脹 203
第四節(jié) 狹義相對論速度變換 204
第五節(jié) 狹義相對論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 206
一、質(zhì)量與速度的關(guān)系 206
二、相對論質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方程 207
三、質(zhì)能關(guān)系 207
四、能量和動(dòng)量關(guān)系 208
*第六節(jié) 廣義相對論簡介 209
一、廣義相對論的兩個(gè)基本原理 209
二、慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量 210
三、慣性力與引力的等效 211
四、廣義相對論的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 211
習(xí)題 213
第十七章 量子物理基礎(chǔ) 216
第一節(jié) 黑體輻射普朗克能量量子假設(shè) 216
一、黑體輻射 216
二、普朗克量子假設(shè) 218
第二節(jié) 光電效應(yīng)愛因斯坦光子理論 219
一、光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律 219
二、光電效應(yīng)與經(jīng)典波動(dòng)理論的矛盾 220
三、愛因斯坦光子理論 221
四、光的波粒二象性 222
第三節(jié) 氫原子光譜玻爾的氫原子理論 223
一、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 223
二、里茲合并原則 224
三、原子核式結(jié)構(gòu)及困難 224
四、玻爾理論的基本假設(shè) 225
五、氫及類氫離子的玻爾理論 225
六、玻爾理論的局限性 227
第四節(jié) 實(shí)物粒子的波粒二象性不確定關(guān)系 229
一、實(shí)物粒子的波粒二象性 229
二、不確定性原理 230
第五節(jié) 波函數(shù)薛定諤方程 232
一、波函數(shù)及其物理意義 233
二、薛定諤方程 233
第六節(jié) 氫原子的量子力學(xué)描述 235
一、氫原子的定態(tài)薛定諤方程 235
二、氫原子的量子力學(xué)處理結(jié)果 236
習(xí)題239
第十八章 物理學(xué)進(jìn)展與應(yīng)用 242
第一節(jié) 耗散結(jié)構(gòu) 242
一、宇宙正在走向死亡嗎 242
二、生命過程的自組織現(xiàn)象 242
三、無生命世界的自組織現(xiàn)象 244
四、開放系統(tǒng)的熵變 245
五、偏離平衡的系統(tǒng) 246
六、遠(yuǎn)離平衡的系統(tǒng) 246
七、從漲落到有序 248
第二節(jié) 左手介質(zhì) 249
一、左手介質(zhì)的理論基礎(chǔ) 249
二、左手介質(zhì)的人工實(shí)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 250
三、左手介質(zhì)的奇異特性 251
四、左手介質(zhì)的應(yīng)用前景 251
第三節(jié) 掃描隧道顯微鏡與量子圍欄 252
一、掃描隧道顯微鏡 252
二、掃描隧道顯微鏡的工作原理 252
三、量子圍欄 253
第四節(jié) 激光冷卻與捕陷原子 254
第五節(jié) 玻色-愛因斯坦凝聚 256
一、玻色-愛因斯坦凝聚的由來 256
二、玻色-愛因斯坦凝聚的形成條件 257
三、實(shí)現(xiàn)玻色-愛因斯坦凝聚的探索 258
四、前景展望 258
第六節(jié) 原子核裂變與聚變 259
一、原子核的結(jié)合能 259
二、核裂變 260
三、核聚變 261
四、原子彈與氫彈 261
五、核能的和平利用 263
第七節(jié) 物質(zhì)構(gòu)成之迷——基本粒子的新發(fā)現(xiàn) 265
一、介子與核力 265
二、反粒子的發(fā)現(xiàn) 266
三、強(qiáng)子分類的“八重法” 267
四、新穎的夸克模型 269
五、頂夸克的發(fā)現(xiàn) 271
六、夸克的味和色 272
附錄Ⅰ 274
附錄Ⅱ 274
附錄Ⅲ 275
附錄Ⅳ 275
習(xí)題答案 277