大学基础物理 第3册PDF电子书下载

第20章　几何光学 1

20.1　球面折射 1

20.1.1　单球面折射 1

20.1.2　共轴球面系统 4

基础习题 5

20.2　透镜 5

20.2.1　薄透镜 6

20.2.2　薄透镜的组合 8

20.2.3　柱面透镜 9

20.2.4　透镜的像差 10

基础习题 12

20.3　眼睛的光学系统 12

20.3.1 眼睛的光学结构 12

20.3.2　眼睛的调节 13

20.3.3　眼睛的屈光不正及其矫正 14

基础习题 16

20.4　常用光学仪器 16

20.4.1　放大镜 16

20.4.2　普通光学显微镜 17

20.4.3　望远镜 19

20.4.4　纤维光束内窥镜 19

基础习题 20

思考题 21

综合习题 21

思考与探索 22

第21章　光的干涉 23

21.1　光的波动学说及光的相干性 23

21.1.1　光的波动学说 23

21.1.2　普通光源发光的微观机制 24

21.1.3　光波的叠加及其相干性 25

21.1.4　相干光的获得 27

基础习题 27

21.2　波阵面分割法产生的光的干涉 27

21.2.1　杨氏双缝干涉实验 27

21.2.2　菲涅耳双面镜和双棱镜实验 30

21.2.3　劳埃德镜实验 32

21.2.4　光程　光程差和相位差 32

21.2.5　透镜不产生附加光程差 34

基础习题 35

21.3　振幅分割法产生的光的干涉 35

21.3.1　薄膜干涉概述 36

21.3.2　等倾干涉 37

21.3.3　等厚干涉 38

21.3.4　等厚干涉的应用 40

基础习题 44

21.4　迈克耳孙干涉仪 44

21.4.1　仪器结构和原理 44

21.4.2　迈克耳孙干涉仪的应用 46

基础习题 47

21.5　光波的空间相干性和时间相干性 47

21.5.1　干涉条纹的可见度 47

21.5.2　光波的空间相干性 47

21.5.3　光波的时间相干性 49

基础习题 51

思考题 51

综合习题 52

思考与探索 53

第22章　光的衍射 55

22.1　惠更斯－菲涅耳原理 55

22.1.1　光的衍射现象 55

22.1.2　惠更斯－菲涅耳原理 56

22.1.3　衍射的分类 57

基础习题 58

22.2　夫琅禾费单缝衍射 58

22.2.1　衍射装置与衍射图样的特点 58

22.2.2　夫琅禾费单缝衍射的明暗条纹位置 59

22.2.3　夫琅禾费单缝衍射明条纹的角宽度和线宽度 60

22.2.4　夫琅禾费单缝衍射图样的光强分布 63

22.2.5 用积分法计算单缝衍射的光强分布 65

基础习题 66

22.3　夫琅禾费圆孔衍射 66

22.3.1　衍射装置和衍射图样特点 66

22.3.2　成像仪器的分辨本领 68

22.3.3 用积分法计算圆孔衍射的光强分布 72

基础习题 73

22.4　光栅衍射 74

22.4.1　光栅的结构及其衍射图样 74

22.4.2　光栅衍射的光强分布 75

22.4.3　光栅方程 77

22.4.4　暗条纹和次极大的位置 77

22.4.5　主极大的半角宽度 78

22.4.6　缺级现象 78

22.4.7　光栅光谱 80

22.4.8　光栅的角色散和分辨本领 81

基础习题 82

22.5　晶体对X射线的衍射 82

22.5.1　X射线的发生装置 82

22.5.2　劳埃德实验 83

22.5.3　布拉格公式 84

基础习题 85

思考题 85

综合习题 86

思考与探索 87

第23章　光的偏振 88

23.1　自然光与偏振光 88

23.1.1　横波的偏振性 88

23.1.2　偏振光与自然光 89

基础习题 90

23.2　起偏和检偏　马吕斯定律 91

23.2.1　偏振片 91

23.2.2　起偏和检偏 91

23.2.3　马吕斯定律 92

基础习题 93

23.3　反射光和折射光的偏振性 94

23.3.1　反射光的偏振性 94

23.3.2　折射光的偏振性 96

基础习题 97

23.4　双折射 97

23.4.1　双折射现象 97

23.4.2　双折射晶体　光轴　主截面 98

23.4.3　光在单轴晶体中的传播 99

23.4.4　偏振棱镜 102

基础习题 104

23.5　椭圆偏振光和圆偏振光 104

23.5.1　波晶片——相位推迟片 104

23.5.2　椭圆偏振光和圆偏振光的获得 105

23.5.3 圆偏振光和椭圆偏振光的检验 106

基础习题 107

23.6　偏振光的干涉 107

23.6.1　偏振光的干涉装置 107

23.6.2　光矢量的分解与合成 108

23.6.3　合振幅与光强 108

基础习题 109

23.7　人为双折射和旋光现象 110

23.7.1　光弹效应 110

23.7.2　电光效应 111

23.7.3　旋光现象 112

基础习题 114

思考题 114

综合习题 115

思考与探索 116

第24章　狭义相对论 118

24.1　牛顿力学的相对性原理 118

24.1.1 牛顿的绝对时空观 118

24.1.2　牛顿力学的相对性原理 121

24.1.3 电磁学与牛顿力学的相对性原理 121

基础习题 123

24.2　实验基础和基本假设 123

24.2.1 寻找以太的尝试——迈克耳孙－莫雷实验 123

24.2.2　修改麦克斯韦电磁理论的尝试——发射理论 127

24.2.3　狭义相对论的基本假设 128

基础习题 129

24.3　洛伦茨变换 129

24.3.1　洛伦茨变换 129

24.3.2　对变换式的讨论 131

基础习题 132

24.4　相对论时空观 132

24.4.1 时序的相对性和因果律 133

24.4.2　时间膨胀 136

24.4.3　长度收缩 138

24.4.4　洛伦茨速度变换 139

基础习题 140

24.5　相对论动力学 141

24.5.1　质速关系 141

24.5.2　质能关系 144

24.5.3　能量与动量的三角关系 146

基础习题 147

24.6　电磁场的相对性 147

24.6.1　相对论动量和能量的变换式 148

24.6.2　相对论力的变换式 149

24.6.3 电磁场的相对论变换式 150

基础习题 151

思考题 151

综合习题 152

思考与探索 153

第25章　初期量子论 154

25.1　能量子概念 154

25.1.1　热辐射　黑体 154

25.1.2　基尔霍夫热辐射定律 155

25.1.3　黑体的辐射定律 156

25.1.4　普朗克能量子假说 158

基础习题 161

25.2　光量子概念 162

25.2.1 光电效应 162

25.2.2　康普顿效应 165

25.2.3 电子对效应 167

基础习题 169

25.3　玻尔的氢原子量子论 169

25.3.1　原子的有核模型 169

25.3.2　氢原子光谱的实验规律 170

25.3.3　玻尔的原子理论 172

25.3.4　玻尔原子理论的应用 173

25.3.5 对应原理 175

基础习题 176

25.4　弗兰克－赫兹实验 176

25.4.1 实验装置与原理 177

25.4.2　实验结果 177

25.4.3　分析与讨论 177

基础习题 178

25.5　对玻尔原子理论的评价 178

思考题 179

综合习题 180

思考与探索 181

第26章　量子力学基础 182

26.1　量子力学的实验基础 182

26.1.1 实物粒子的波粒二象性——德布罗意假设 182

26.1.2　对玻尔量子化条件的解释 183

26.1.3　德布罗意假设的实验验证 184

基础习题 186

26.2　不确定关系 186

26.2.1　坐标和动量 186

26.2.2　能量和时间 188

基础习题 188

26.3　波函数 189

26.3.1　波函数的引入 189

26.3.2　波函数的物理意义 190

26.3.3　波函数的标准条件 191

基础习题 191

26.4　薛定谔方程 191

26.4.1　薛定谔方程 192

26.4.2　定态及定态薛定谔方程 194

26.4.3　一维无限深方势阱 195

26.4.4　一维谐振子 197

26.4.5　一维势垒　扫描隧道显微镜（STM） 200

基础习题 204

26.5　力学量和算符 204

26.5.1　算符 204

26.5.2　算符的一般性质 205

26.5.3　量子力学中常用的几类算符 206

26.5.4　本征值方程和力学量的算符表示 208

26.5.5 角动量算符的本征值和本征函数 210

基础习题 213

26.6　量子力学的基本原理 213

基础习题 215

思考题 215

综合习题 216

思考与探索 217

第27章　原子 218

27.1　氢原子 218

27.1.1 氢原子的定态薛定谔方程 218

27.1.2　电子概率密度 220

基础习题 224

27.2　电子自旋 224

27.2.1　简单塞曼效应 224

27.2.2　电子自旋 226

27.2.3　斯特恩－格拉赫实验 227

基础习题 230

27.3　碱金属原子 230

27.3.1　碱金属原子的光谱实验规律 230

27.3.2　独立电子近似 232

27.3.3　碱金属原子光谱的精细结构 235

基础习题 239

27.4　多电子原子的壳层结构 239

27.4.1　原子的壳层结构和电子组态 240

27.4.2 电子壳层分布规则 240

基础习题 242

27.5　激光 242

27.5.1　激光器的基本结构 242

27.5.2　受激吸收 自发辐射　受激辐射 243

27.5.3　粒子数布居反转 245

27.5.4　工作物质 245

27.5.5　光学谐振腔 247

基础习题 248

思考题 248

综合习题 248

思考与探索 249

第28章　分子与固体 250

28.1　双原子分子 250

28.1.1 氢分子 250

28.1.2　分子转动能级 252

28.1.3　分子振动能级 253

28.1.4　分子光谱特征 254

基础习题 256

28.2　固体的能带 256

28.2.1 固体能带的形成 256

28.2.2 能带中的电子行为 258

基础习题 260

28.3　导体、绝缘体和半导体 261

28.3.1　导体 261

28.3.2　绝缘体 261

28.3.3　半导体 262

基础习题 263

28.4　p-n结　半导体器件 263

28.4.1　杂质半导体 263

28.4.2　p-n结 267

28.4.3　半导体器件 269

基础习题 270

思考题 270

综合习题 271

思考与探索 271

第29章　核物理与粒子物理 272

29.1　原子核的组成和一般性质 272

29.1.1　原子核的组成 272

29.1.2　原子核的自旋和磁矩 273

29.1.3　原子核的结合能 274

29.1.4　核力的主要性质 275

29.1.5　核结构模型 276

基础习题 276

29.2　核的放射性衰变 276

29.2.1　放射性的基本特征 277

29.2.2　核衰变的类型 278

29.2.3　放射性衰变规律 280

基础习题 284

29.3　原子核反应 284

29.3.1　反应能 284

29.3.2　核反应机制 286

基础习题 286

29.4　原子核的裂变与聚变 287

29.4.1　原子核的裂变 287

29.4.2　原子核聚变 289

基础习题 290

29.5　粒子物理简介 290

29.5.1　粒子的分类 290

29.5.2　粒子的性质 291

29.5.3　粒子间的四种相互作用 291

29.6　强子结构和夸克模型 293

29.6.1　夸克模型 293

29.6.2　夸克的“色”（color）及色相互作用 294

第30章　天体物理与宇宙学 297

30.1　牛顿万有引力理论的新版本——广义相对论基础 297

30.1.1　开普勒的行星运动定律 297

30.1.2　牛顿的万有引力定律 299

30.1.3　水星之谜 300

30.1.4　广义相对论的两条基本原理 300

30.1.5　广义相对论中的空时观 303

30.1.6　广义相对论的实验验证 305

30.2　天体物理简介 308

30.2.1　天体系统的空间层次 309

30.2.2 白矮星 311

30.2.3 中子星 312

30.2.4　脉冲星和超新星 313

30.2.5 黑洞 313

30.3　宇宙学 314

30.3.1 宇宙的膨胀 314

30.3.2　大爆炸宇宙模型 316

30.3.3　宇宙的密度与暗物质 320

30.3.4　“热寂说”的终结 321

第31章　现代科学与高新技术物理基础（3） 323

31.1　全息照相 323

31.1.1　全息照相的基本原理 323

31.1.2　全息照片的拍摄要求和特点 326

31.1.3　全息照相的应用 327

31.2　超导宏观量子效应 327

31.2.1　超导态的重要特征 327

31.2.2　BCS理论 331

31.2.3　超导宏观量子效应 332

31.2.4　高临界温度超导体研究的进展 334

31.3　量子霍尔效应 335

习题参考答案 337