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第三篇 电磁学 2

第8章 静电场 2

8.1 电荷 库仑定律 2

8.1.1 电荷 2

8.1.2 库仑定律 3

8.2 电场强度 4

8.2.1 电场强度 4

8.2.2 电场强度的叠加原理 6

8.2.3 电场强度的计算 6

8.3 电场强度通量 高斯定理 11

8.3.1 电场线 11

8.3.2 电场强度通量 13

8.3.3 高斯定理 14

8.3.4 高斯定理的应用 16

8.4 静电场的环路定理 电势 19

8.4.1 静电场力所做的功与路径无关 19

8.4.2 静电场的环路定理 20

8.4.3 电势能 电势 21

8.4.4 电势的计算 22

8.5 静电场中的导体和电介质 25

8.5.1 导体的静电平衡条件 25

8.5.2 静电平衡时导体上的电荷分布 26

8.5.3 尖端放电 静电屏蔽 27

8.5.4 电介质的极化 29

8.5.5 电介质中的高斯定理 30

8.6 电容器 电场能量 32

8.6.1 电容器的电容 32

8.6.2 电容的计算 33

8.6.3 电容器的串联和并联 35

8.6.4 电容器的电能 35

8.6.5 静电场的能量 能量密度 36

8.7 电流 稳恒电场 37

8.7.1 电流 电流密度 37

8.7.2 稳恒电场 38

8.7.3 电动势 38

本章小结 39

习题8 42

第9章 稳恒磁场 46

9.1 磁场 磁感应强度 46

9.1.1 基本磁现象 46

9.1.2 磁场 磁感应强度 47

9.2 磁通量 磁场的高斯定理 48

9.2.1 磁感应线 48

9.2.2 磁通量 磁场的高斯定理 49

9.3 毕奥-萨伐尔定律 50

9.3.1 毕奥-萨伐尔定律 50

9.3.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 52

9.4 安培环路定理 55

9.4.1 安培环路定理 55

9.4.2 安培环路定理的应用 57

9.5 载流导线在磁场中所受的作用力 60

9.5.1 安培力 60

9.5.2 磁场对载流线圈的作用 62

9.5.3 磁力的功 63

9.6 带电粒子在磁场中的运动 65

9.6.1 带电粒子在磁场中的运动规律 65

9.6.2 霍尔效应 66

9.6.3 回旋加速器 67

9.7 磁介质中的磁场 69

9.7.1 磁介质 磁化强度 69

9.7.2 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 71

9.7.3 铁磁质 74

本章小结 76

习题9 78

第10章 电磁感应和电磁波 83

10.1 电磁感应定律 83

10.1.1 电磁感应现象 83

10.1.2 楞次定律 84

10.1.3 法拉第电磁感应定律 85

10.2 动生电动势和感生电动势 86

10.2.1 动生电动势 87

10.2.2 感生电动势 89

10.2.3 涡电流 91

10.3 自感和互感 93

10.3.1 自感电动势 自感 93

10.3.2 互感电动势 互感 95

10.4 磁场的能量 97

10.5 位移电流 麦克斯韦方程组 99

10.5.1 位移电流 99

10.5.2 麦克斯韦方程组 101

10.6 电磁振荡 电磁波 102

10.6.1 振荡电路 电磁波的产生和传播 102

10.6.2 平面电磁波的基本性质 104

10.6.3 电磁波谱 105

本章小结 105

习题10 107

第四篇 波动光学篇 114

第11章 光的干涉 114

11.1 光波 114

11.1.1 光源 114

11.1.2 光的单色性与颜色 115

11.2 光的相干性光程差 115

11.2.1 光的相干性 115

11.2.2 光程和光程差 117

11.3 杨氏双缝干涉 118

11.3.1 杨氏双缝干涉 118

11.3.2 应用分波阵面法的其他干涉实验 120

11.4 薄膜干涉 122

11.4.1 等倾干涉 122

11.4.2 增透膜和增反膜 124

11.4.3 等厚干涉 125

11.5 迈克耳孙干涉仪 128

本章小结 129

习题11 130

第12章 光的衍射 133

12.1 光的衍射 惠更斯-菲涅耳原理 133

12.1.1 光的衍射现象 133

12.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 134

12.2 单缝衍射 135

12.3 圆孔衍射光学仪器的分辨率 137

12.3.1 圆孔衍射 137

12.3.2 光学仪器的分辨率 138

12.4 衍射光栅 140

12.4.1 衍射光栅 140

12.4.2 光栅衍射规律 141

12.4.3 光栅光谱 143

12.5 X射线的衍射 144

本章小结 145

习题12 146

第13章 光的偏振 148

13.1 自然光和偏振光 148

13.1.1 自然光 148

13.1.2 线偏振光和部分偏振光 149

13.1.3 椭圆偏振光 149

13.2 偏振片 马吕斯定律 149

13.2.1 偏振片的起偏和检偏 149

13.2.2 马吕斯定律 150

13.3 布儒斯特定律 152

13.4 光的双折射 153

本章小结 155

习题13 156

第五篇 量子物理 160

第14章 量子物理基础 160

14.1 黑体辐射 普朗克的能量子假设 160

14.1.1 黑体 黑体辐射 160

14.1.2 黑体辐射定律 161

14.1.3 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 162

14.2 光电效应 162

14.2.1 光电效应实验规律 162

14.2.2 光子 爱因斯坦光电效应方程 163

14.2.3 光的波粒二象性 165

14.3 康普顿散射效应 166

14.4 玻尔的氢原子理论 169

14.4.1 氢原子光谱的规律 169

14.4.2 氢原子的玻尔理论 171

14.4.3 氢原子玻尔理论的困难 173

14.5 德布罗意波 实物粒子的二象性 173

14.5.1 德布罗意波 173

14.5.2 德布罗意波的实验证明——汤姆孙电子衍射实验 174

14.5.3 德布罗意波的统计解释 174

14.6 测不准关系 175

14.7 波函数 薛定谔方程 177

14.7.1 波函数 177

14.7.2 薛定谔方程 178

14.7.3 一维无限深势阱中运动的粒子 179

14.7.4 氢原子的薛定谔方程 180

本章小结 181

习题14 183

第15章 原子核物理和粒子物理简介 186

15.1 原子核的一般性质 186

15.1.1 核的组成及大小 186

15.1.2 核的自旋和磁矩 188

15.1.3 核力 189

15.1.4 原子核的结合能 190

15.2 原子核的放射性衰变 192

15.2.1 原子核的稳定性 192

15.2.2 原子核的放射性和衰变定律 193

15.2.3 α衰变 196

15.3 粒子物理简介 198

15.3.1 粒子特征 四种相互作用和粒子分类 199

15.3.2 强子的夸克结构 202

15.3.3 相互作用的统一 203

本章小结 204

习题15 205

第16章 新技术的物理基础 207

16.1 半导体 207

16.1.1 固体的能带结构 207

16.1.2 本征半导体和杂质半导体 209

16.1.3 pn结 211

16.1.4 半导体的其他特征和应用 212

16.2 激光 213

16.2.1 自发辐射 受激辐射 213

16.2.2 激光原理 214

16.2.3 激光器 216

16.2.4 激光的特性和应用 217

16.3 超导体 218

16.3.1 超导体的转变温度 218

16.3.2 超导体的主要特性 219

16.3.3 超导的应用前景 220

16.4 纳米材料简介 221

16.4.1 纳米效应 221

16.4.2 纳米材料的制备 222

16.4.3 一种纳米新材料碳纳米管 222

16.4.4 应用前景 223

参考答案 224