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第十四章 机械振动 1

14-1 简谐运动 1

14-2 简谐运动中的振幅 周期 频率和相位 3

一 振幅 4

二 周期 4

三 相位 4

四 常数A和ψ的确定 5

14-3 旋转矢量 6

14-4 单摆和复摆 12

一 单摆 12

二 复摆 13

三 大角度摆 13

14-5 简谐运动的能量 15

一 两个同方向同频率简谐运动的合成 17

14-6 简谐运动的合成 17

二 多个同方向同频率简谐运动的合成 19

三 两个同方向不同频率简谐运动的合成 20

四 两个相互垂直的同频率的简谐运动的合成 23

五 两个相互垂直的不同频率的简谐运动的合成 26

14-7 阻尼振动 受迫振动 共振 26

一 阻尼振动 26

二 受迫振动 30

三 共振 31

问题 35

习题 37

第十五章 机械波 42

15-1 机械波的几个概念 42

一 机械波的形成 42

二 横波与纵波 42

三 波长 波的周期和频率 波速 44

四 波线 波面 波前 47

15-2 平面简谐波的波函数 48

一 平面简谐波的波函数 48

二 波函数的物理含义 50

三 波动微分方程 55

15-3 波的能量 56

一 波功能量的传播 56

二 能流和能流密度 58

15-4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 59

一 惠更斯原理 59

二 波的衍射 60

三 波的反射和折射 60

15-5 波的干涉 62

一 波的叠加原理 62

二 波的干涉 63

15-6 驻波 67

一 驻波的产生 67

二 驻波方程 68

三 相位跃变 71

四 驻波的能量 71

五 振动的简正模式 71

15-7 声波 超声波 次声波 72

一 声波 73

二 超声波 76

三 次声波 78

15-8 多普勒效应 78

一 波源不动，观察者相对介质以速度v_o运动 79

二 观察者不动，波源相对介质以速度v_s运动 79

三 波源与观察者同时相对介质运动 80

问题 83

习题 84

第十六章 电磁振荡和电磁波 88

16-1 电磁振荡 88

一 振荡电路 无阻尼自由电磁振荡 88

二 无阻尼电磁振荡的振荡方程 90

三 无阻尼自由电磁振荡的能量 91

16-2 电磁波 92

一 电磁波的产生与传播 93

二 电磁波的特性 97

三 电磁波的能量 97

四 电磁波谱 99

五 从麦克斯韦电磁场方程导出平面电磁波的波动微分方程 100

问题 103

习题 103

第十七章 波动光学 106

17-1 相干光 107

17-2 杨氏双缝干涉实验 双镜 劳埃德镜 109

一 杨氏双缝干涉实验 109

二 杨氏双缝干涉的光强分布 112

三 缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性 112

四 双镜 113

五 劳埃德镜 114

17-3 光程 薄膜干涉 116

一 光程 116

二 透镜不引起附加的光程差 117

三 薄膜干涉 118

四 等倾干涉 121

17-4 劈尖 牛顿环 121

一 劈尖 121

二 牛顿环 125

17-5 迈克耳孙干涉仪 时间相干性 127

一 迈克耳孙干涉仪 127

二 时间相干性 129

17-6 光的衍射 130

一 光的衍射现象 130

二 惠更斯-菲涅耳原理 131

三 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 132

17-7 单缝衍射 132

17-8 圆孔衍射 光学仪器的分辨率 139

17-9 衍射光栅 142

一 光栅 142

二 光栅衍射条纹的形成 144

三 衍射光谱 146

17-10 X射线的衍射 148

17-11 全息照相简介 151

17-12 光的偏振性 马吕斯定律 154

一 自然光 偏振光 154

二 偏振片 起偏与检偏 155

三 马吕斯定律 156

17-13 反射光和折射光的偏振 157

17-14 双折射 偏振棱镜 159

一 双折射的寻常光和非常光 159

二 尼科耳棱镜 161

三 惠更斯原理对双折射现象的解释 162

四 1/4波片和半波片 163

五 人为双折射现象 164

17-15 旋光现象 165

17-16 偏振光的干涉 166

一 椭圆偏振光和圆偏振光 166

二 偏振光的干涉 167

17-17 非线性光学现象 169

一 倍频现象 169

二 混频现象 170

三 自聚焦现象 170

问题 171

习题 174

第十八章 相对论 179

18-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 180

一 伽利略变换式 经典力学的相对性原理 180

二 经典力学的绝对时空观 182

18-2 迈克耳孙-莫雷实验 182

18-3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 185

一 狭义相对论的基本原理 185

二 洛伦兹变换式 186

三 洛伦兹速度变换式 189

18-4 狭义相对论的时空观 190

一 同时的相对性 190

二 长度的收缩 191

三 时间的延缓 194

四 关于时间延缓和长度收缩的实验证明 195

18-5 光的多普勒效应 196

18-6 相对论性动量和能量 199

一 动量与速度的关系 199

二 狭义相对论力学的基本方程 201

三 质量与能量的关系 202

四 质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 205

五 动量与能量的关系 207

18-7 广义相对论简介 209

一 广义相对沦的等效原理 209

二 广义相对论时空特性的几个例子 211

问题 213

习题 214

第十九章 量子物理 217

19-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 217

一 黑体 黑体辐射 218

二 斯特藩-玻耳兹曼定律 维恩位移定律 219

三 黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难 222

四 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 224

19-2 光电效应 光的波粒二象性 229

一 光电效应实验的规律 229

二 光子 爱因斯坦方程 230

三 光电效应在近代技术中的应用 234

四 光的波粒二象性 235

19-3 康普顿效应 235

19-4 氢原子的玻尔理论 240

一 氢原子光谱的规律性 241

二 卢瑟福的原子有核模型 242

三 氢原子的玻尔理论 246

四 氢原子玻尔理论的困难 249

19-5 弗兰克-赫兹实验 250

19-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 252

一 德布罗意假设 252

二 德布罗意波的实验证明 255

三 应用举例 258

四 德布罗意波的统计解释 259

19-7 不确定关系 259

19-8 量子力学简介 262

一 波函数 概率密度 263

二 薛定谔方程 264

三 一维势阱问题 266

四 对应原理 269

五 一维方势垒 隧道效应 271

19-9 氢原子的量子理论简介 272

一 氢原子的薛定谔方程 273

二 三个量子数 274

三 氢原子在基态时的径向波函数和电子的分布概率 276

19-10 多电子原子中的电子分布 278

一 电子自旋 自旋磁量子数 278

二 多电子原子中的电子分布 280

19-11 激光 289

一 自发辐射 受激辐射 289

二 激光原理 290

三 激光器 293

四 激光的特性和应用 295

19-12 半导体 296

一 固体的能带 296

二 本征半导体和杂质半导体 299

三 pn结 301

四 光生伏特效应 303

19-13 超导电性 303

一 超导体的转变温度 303

二 超导体的主要特性 305

三 超导电性的BCS理论 306

四 超导的应用前景 307

问题 308

习题 310

一 等离子体 313

二 等离子体的基本性质 313

20-1 等离子体与受控核聚变 313

第二十章 物理学与新技术 313

三 等离子体在磁场中的特性 314

四 受控核聚变 315

20-2 光导纤维 317

一 光纤 317

二 均匀折射率光纤导光原理 318

三 光纤的传播模式 319

四 光纤的损耗 320

五 光纤的色散 320

六 非均匀折射率光纤 321

七 光纤的应用 323

20-3 液晶 324

一 液晶的分类 324

二 液晶的各向异性和电光效应 325

三 液晶的应用 327

20-4 新一代扫描显微镜 329

一 STM的原理简介 330

二 STM的基本结构 331

三 STM的工作方式 332

四 STM的应用 332

五 原子力显微镜 333

20-5 纳米材料简介 334

一 纳米微粒 335

二 纳米固体 336

三 纳米材料的制备 336

四 一种纳米新材料——碳纳米管 337

五 应用 339

问题 339

习题答案 341

索引 347

照片说明 355