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第4篇 电磁学 3

第9章 电荷与真空中的静电场 3

9.1电荷库仑定律 3

9.1.1电荷的量子化 3

9.1.2电荷守恒定律 4

9.1.3真空中的库仑定律 4

9.2电场和电场强度 5

9.2.1电场 5

9.2.2电场强度 6

9.2.3点电荷与点电荷系的电场强度 6

9.2.4电场强度的计算 9

9.3电通量真空中静电场的高斯定理 13

9.3.1电场线 13

9.3.2电通量 14

9.3.3真空中静电场的高斯定理 15

9.3.4高斯定理的应用 16

9.4静电场力的功真空中静电场的环路定理 18

9.4.1静电场力做功的特点 19

9.4.2静电场的环路定理 19

9.5电势 20

9.5.1电势能 20

9.5.2电势和电势差 21

9.5.3点电荷的电势电势的叠加原理 22

9.5.4电势的计算 23

9.6电场强度和电势的关系 25

9.6.1等势面 25

9.6.2电场强度与电势梯度 26

习题9 28

第10章 导体和电介质中的静电场 30

10.1静电场中的导体 30

10.1.1导体的静电平衡 30

10.1.2静电平衡时导体上的电荷分布 31

10.1.3静电屏蔽 33

10.2电容及电容器 34

10.2.1孤立导体的电容 34

10.2.2电容器的电容 35

10.2.3几种常见的电容器 35

10.2.4电容器的串联和并联 37

10.3静电场中的电介质 39

10.3.1电介质的极化 39

10.3.2电介质对电容器电容的影响 40

10.3.3电介质中的静电场 41

10.3.4电介质中的高斯定理 42

10.4静电场的能量 44

10.4.1电容器储存的能量 44

10.4.2静电场的能量 45

习题10 47

第11章 恒定电流与真空中的恒定磁场 49

11.1恒定电流和恒定电场电动势 49

11.1.1电流形成的条件 49

11.1.2恒定电流和恒定电场 50

11.1.3电流和电流密度 51

11.1.4欧姆定律的微分形式焦耳-楞次定律的微分形式 52

11.1.5电源及电源电动势 55

11.2恒定磁场和磁感应强度 57

11.2.1磁性起源于电荷的运动 57

11.2.2磁场磁感应强度B 58

11.3毕奥-萨伐尔定律 60

11.3.1毕奥-萨伐尔定律 60

11.3.2毕奥-萨伐尔定律应用举例 61

11.3.3匀速运动电荷的磁场 67

11.4真空中磁场的高斯定理 69

11.4.1磁感应线 69

11.4.2磁通量 69

11.4.3真空中恒定磁场的高斯定理 70

11.5真空中恒定磁场的安培环路定理 71

11.5.1恒定磁场的安培环路定理 71

11.5.2安培环路定理的应用 73

11.6磁场对运动电荷和载流导线的作用 77

11.6.1洛伦兹力 77

11.6.2带电粒子在磁场中的运动 78

11.6.3应用电场和磁场控制带电粒子的实例 79

11.6.4安培力 83

11.7磁力的功 88

11.7.1磁力对运动载流导线的功 88

11.7.2磁力矩对转动载流线圈的功 88

习题11 90

第12章 磁介质中的恒定磁场 94

12.1磁介质及其磁化 94

12.1.1磁介质及其分类 94

12.1.2分子磁矩分子附加磁矩 96

12.1.3顺磁质和抗磁质的磁化 97

12.1.4磁化强度矢量与磁化电流 98

12.2磁介质中的高斯定理和安培环路定理 100

12.2.1磁介质中的高斯定理 100

12.2.2磁介质中的安培环路定理 100

12.3铁磁质 103

12.3.1铁磁质的特点 103

12.3.2铁磁质的起始磁化曲线磁滞回线 103

12.3.3磁畴 105

习题12 106

第13章 电磁场与麦克斯韦方程组 107

13.1电磁感应定律 107

13.1.1电磁感应现象 107

13.1.2法拉第电磁感应定律 108

13.1.3楞次定律 109

13.1.4全磁通感应电流感应电量 111

13.2动生电动势 113

13.2.1产生动生电动势的原因——洛伦兹力 113

13.2.2动生电动势的计算 114

13.3感生电动势 116

13.3.1产生感生电动势的原因——感生电场 116

13.3.2感生电场及感生电动势的计算 118

13.4自感与互感 119

13.4.1自感现象自感系数 119

13.4.2自感系数及自感电动势的计算 121

13.4.3互感现象及互感系数 121

13.4.4互感系数及互感电动势的计算 123

13.4.5LC谐振电路 124

13.5磁场的能量 126

13.5.1自感线圈的磁能 126

13.5.2磁场的能量 127

13.6位移电流与电磁场 129

13.6.1位移电流的引入 129

13.6.2全电流定律 130

13.6.3电磁场 132

13.7麦克斯韦方程组与电磁波 132

13.7.1麦克斯韦方程组 132

13.7.2电磁波 133

13.7.3平面电磁波的性质 134

13.7.4平面电磁波的能量密度和能流密度 135

＊13.7.5电偶极振子发射的电磁波 136

13.7.6电磁波谱 138

习题13 139

第5篇 光学 145

第14章 几何光学 145

14.1几何光学的基本实验定律和基本原理 145

14.1.1几何光学的基本实验定律 145

14.1.2全反射 147

14.1.3费马原理 147

14.2几何光学成像的基本概念和薄透镜成像规律 150

14.2.1同心光束物和像 150

14.2.2光在平面上的反射成像 151

14.2.3光在球面上的折射和反射成像 152

14.2.4光在平面上折射成像 158

14.2.5薄透镜成像 158

14.3光学仪器简介 163

14.3.1照相机 163

14.3.2显微镜 164

14.3.3望远镜 165

习题14 167

第15章 波动光学 168

15.1光的相干性 168

15.1.1光的电磁理论 168

15.1.2光的相干性 169

15.1.3普通光源发光微观机制的特点 171

15.2双缝干涉 172

15.2.1杨氏双缝实验 172

15.2.2劳埃德镜 175

15.3薄膜干涉 177

15.3.1薄膜干涉 177

15.3.2等厚干涉——劈尖干涉和牛顿环 180

15.3.3增反膜和增透膜 183

15.3.4等倾干涉 185

15.3.5迈克耳孙干涉仪 186

15.4单缝衍射和圆孔衍射 187

15.4.1惠更斯-菲涅耳原理 187

15.4.2单缝夫琅禾费衍射 190

15.4.3圆孔衍射和光学仪器的分辨本领 194

15.5光栅衍射 197

15.5.1衍射光栅 197

15.5.2光栅方程 198

15.5.3光栅光谱和色分辨本领 200

15.6X射线的衍射 203

15.7光的偏振现象 204

15.7.1光的偏振态 204

15.7.2偏振片马吕斯定律 206

15.8反射和折射时的偏振现象布儒斯特定律 209

15.9双折射现象 210

15.9.1晶体双折射现象的基本规律 210

15.9.2惠更斯对双折射现象的解释 212

15.9.3偏振棱镜 216

15.10偏振光的干涉人为双折射现象旋光现象 217

15.10.1偏振光的干涉 217

15.10.2人为双折射现象 219

15.10.3旋光现象 221

习题15 222

第6篇 量子物理基础 227

第16章 早期量子论 227

16.1黑体辐射和普朗克量子假设 227

16.1.1黑体辐射及其基本规律 228

16.1.2普朗克量子假设 230

16.2光电效应和光的量子性 232

16.2.1光电效应 232

16.2.2爱因斯坦光子假说 235

16.3康普顿散射 238

16.4玻尔氢原子理论 241

16.4.1经典氢原子模型 241

16.4.2氢原子光谱 242

16.4.3玻尔氢原子理论 243

习题16 248

第17章 量子力学简介 249

17.1微观粒子的波粒二象性和不确定关系式 249

17.1.1微观粒子的波粒二象性 250

17.1.2不确定关系式 253

17.2波函数及其统计解释 257

17.2.1概率波 257

17.2.2态叠加原理 260

17.3薛定谔方程 262

17.4一维定态问题 267

17.4.1一维无限深方势阱 267

17.4.2隧道效应 270

17.4.3一维谐振子 273

17.5原子中的电子原子的壳层结构 274

17.5.1氢原子中电子的波函数及其概率分布 274

17.5.2电子的自旋施特恩-格拉赫实验 277

17.5.3泡利原理多电子原子的壳层结构 279

17.5.4元素周期表 281

习题17 283

参考答案 284

参考文献 289

附录书中物理量的符号及单位 290

索引 292