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第三篇 电磁学 3

9 真空中的静电场 3

9.1 电荷与电场 电场强度 3

9.1.1 电荷量子化 电荷守恒定律 3

9.1.2 库仑定律 4

9.1.3 电场 电场强度 7

9.2 高斯定理 18

9.2.1 电力线和电通量 18

9.2.2 高斯定理 20

9.2.3 高斯定理的应用 23

9.3 电场力的功 电势 26

9.3.1 电场力的功 26

9.3.2 电势 28

9.4 场强和电势梯度的关系 36

9.4.1 等势面 37

9.4.2 电场强度与电势梯度的关系 38

9.5 带电粒子在电场中受力及其运动 45

9.5.1 带电粒子在电场中受力及其运动 46

9.5.2 电偶极子在均匀电场中所受的力矩 49

思考题9 50

习题9 52

10 静电场中的导体和电介质 58

10.1 静电场中的导体 58

10.1.1 导体的静电平衡条件 58

10.1.2 孤立导体的电荷分布 59

10.1.3 静电屏蔽 62

10.2.1 孤立导体的电容 65

10.2 电容 电容器 65

10.2.2 电容器的电容 66

10.2.3 电容器的联接 70

10.2.4 电容式传感器 72

10.3 电介质及其极化 75

10.3.1 电介质的极化 75

10.3.2 电极化强度P 77

10.4 电介质中的电场 有介质时的高斯定理 79

10.4.1 电介质中的电场 79

10.4.2 电位移矢量D，有介质时的高斯定理 81

10.4.3 D、E、P三矢量之间的关系 82

10.5.1 电容器的能量 86

10.5.2 电场的能量 86

10.5 电场的能量 86

10.6 铁电体 压电体 89

10.6.1 铁电体及其应用 89

10.6.2 压电体及其应用 91

思考题10 92

习题10 94

11 稳恒电流的磁场 99

11.1 磁感应强度 磁场中的高斯定理 99

11.1.1 电与磁的联系 99

11.1.2 磁场 磁感应强度 101

11.1.3 磁场的图示法 104

11.1.4 磁场中的高斯定理 106

11.2 毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律 106

11.3 安培环路定律 114

11.4.1 洛仑兹力 121

11.4 磁场对运动电荷的作用 121

11.4.2 霍耳效应 123

11.4.3 离子荷质比的测定 质谱仪 125

11.4.4 回旋加速器 127

11.4.5 磁聚焦基本原理 129

11.5 磁场对电流的作用 132

11.5.1 安培定律 132

11.5.2 磁场对载流线圈的作用 137

11.6 磁力的功 139

11.6.1 载流导线在磁场中运动时磁力所作的功 139

11.6.2 载流线圈在磁场内转动时磁力所作的功 140

思考题11 142

习题11 144

12.1.1 磁介质的磁化 152

12 磁介质 152

12.1 磁介质的磁化 磁化强度矢量 152

12.1.2 磁化强度矢量 154

12.1.3 磁化强度矢量与分子电流的关系 155

12.2 有磁介质时的安培环路定律 磁场强度 156

12.3 铁磁质 160

12.3.1 铁磁质的磁化规律 160

12.3.2 铁磁质的分类 162

12.3.3 铁磁质的微观结构——磁畴 163

思考题12 164

习题12 164

13 电磁现象的普遍规律 166

13.1 电磁感应 涡旋电场 166

13.1.1 电磁感应现象 166

13.1.2 法拉第电磁感应定律 167

13.1.3 楞次定律 168

13.1.4 动生电动势 170

13.1.5 感生电动势 涡旋电场 175

13.1.6 电子感应加速器 179

13.1.7 涡电流 182

13.2 自感和互感 183

13.2.1 自感现象和自感系数 183

13.2.2 自感电路接通与断开时的瞬时电流 187

13.2.3 互感现象和互感系数 190

13.3 磁场的能量 192

13.3.1 自感储能 193

13.3.2 磁场的能量 194

13.3.3 电磁感应现象应用于非电量电测 196

13.4 电磁现象的普遍规律 198

13.4.1 电流密度矢量 位移电流 199

13.4.2 麦克斯韦方程的积分形式 204

13.5 电磁波 206

13.5.1 电磁振荡与电磁波 207

13.5.2 偶极振子发射的电磁波 210

13.5.3 电磁波的性质 212

13.5.4 电磁波谱 213

13.5.5 电磁能流 坡印亭矢量 214

科学家介绍 法拉第 麦克斯韦 218

思考题13 223

习题13 225

第四篇 波动光学 235

14 光的干涉 235

14.1 光的干涉现象 235

14.2 获得相干光的几种方法 238

14.3 光程和光程差 245

14.4 薄膜干涉之一——等倾干涉 248

14.4.1 等倾干涉 248

14.4.2 增反膜和增透膜 252

14.5 薄膜干涉之二——等厚干涉 254

14.5.1 劈尖干涉 254

14.5.2 牛顿环 256

14.6 迈克耳逊干涉仪 258

14.7 干涉现象的应用 260

思考题14 263

习题14 266

15.1 光的衍射现象 270

15.1.1 波的衍射现象 270

15 光的衍射 270

15.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 271

15.2 夫琅和费单缝衍射 272

15.2.1 夫琅和费单缝衍射的实验装置 272

15.2.2 菲涅耳半波带法 273

15.3 光栅衍射 279

15.3.1 光栅衍射现象 279

15.3.2 光栅衍射规律 280

15.3.3 缺级现象 285

15.3.4 光栅光谱 285

15.4 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 289

15.4.1 夫琅和费圆孔衍射 289

15.4.2 光学仪器的分辨本领 290

15.5 伦琴射线的衍射 293

思考题15 295

习题15 297

16 光的偏振 301

16.1 自然光和偏振光 301

16.2 起偏和检偏 马吕斯定律 303

16.3 反射光和折射光的偏振 布儒斯特定律 306

16.3.1 反射光的偏振 306

16.3.2 折射光的偏振 307

16.4 双折射现象及其应用 308

16.4.1 双折射现象 308

16.4.2 惠更斯原理对双折射现象的解释 311

16.4.3 双折射现象的应用 313

16.5 椭圆偏振光 圆偏振光 316

16.5.1 椭圆偏振光、圆偏振光的获得 316

16.5.2 四分之一波片 317

16.5.3 二分之一波片 318

16.5.4 偏振光的检验 319

16.6 偏振光的干涉 320

16.7 人为双折射现象 322

16.7.1 光弹性效应——力致双折射 322

16.7.2 电光效应——电致双折射 323

16.8 旋光现象 325

思考题16 326

习题16 327

第五篇 量子物理基础 332

17 量子论的形成 332

17.1 从古典理论到量子论 332

17.2 热辐射 333

17.3 光电效应 339

17.4 康普顿效应 345

17.5 电磁辐射的二象性 350

17.6 玻尔氢原子理论 351

17.6.1 氢原子光谱的规律性 351

17.6.2 玻尔的氢原子理论 353

科学家介绍 普朗克 362

思考题17 363

习题17 364

18 量子力学基础 367

18.1 微观粒子的波粒二象性 367

18.1.1 德布罗意波 367

18.1.2 戴维逊——革末电子衍射实验 369

18.2 测不准关系 371

18.3.1 描述微观粒子运动状态的物理量——波函数 375

18.3 波函数 375

18.3.2 波函数的统计解释 376

18.3.3 波函数的归一化条件和标准条件 377

18.4 薛定谔方程 377

18.5 一维无限深方势阱 380

18.6 量子力学对氢原子的描述 384

18.6.1 氢原子的定态薛定谔方程 384

18.6.2 电子的几率分布——电子云 386

18.7 施忒恩-盖拉赫实验 389

18.8 原子的壳层结构 391

18.8.1 四个量子数 391

18.8.2 原子的壳层结构 392

18.8.3 元素周期律与原子壳层结构 394

科学家介绍 德布罗意 402

思考题18 403

习题18 404

19 近代物理技术 405

19.1 激光 405

19.1.1 激光的基本原理 405

19.1.2 激光器 410

19.1.3 激光的特性和应用 413

19.1.4 激光全息照相 415

19.2 等离子体 416

19.2.1 物质的第四态 416

19.2.2 等离子体的基本特性 417

19.2.3 磁场对等离子体的作用 419

19.2.4 等离子体中的波 422

19.2.5 等离子体的应用 424

19.3 超导电性 425

19.3.1 超导现象 425

19.3.2 超导体的特性 427

19.3.3 第二类超导体 429

19.3.4 超导隧道效应 430

19.3.5 超导在技术中的应用 431

19.4 液晶 432

19.4.1 液晶的结构 432

19.4.2 液晶的特性 436

19.5 真空技术 438

19.5.1 真空的作用 439

19.5.2 真空的获得 440

19.5.3 真空的测量 443

习题答案 446