物理学原理简明教程 下 第2版PDF电子书下载

第四篇 电磁学（磁学部分及电磁场理论） 2

第11章 恒定电流 2

11.1 电流和电阻 2

11.1.1 电流 电流密度矢量 2

11.1.2 电流的微观模型 电阻率 4

11.2 电流的连续性方程 恒定条件 9

11.3 电源及其电动势 10

11.3.1 非静电力 10

11.3.2 电动势 11

11.4 电功率与电路 12

11.4.1 电功率 12

11.4.2 电路 13

思考题 14

习题 15

第12章 恒定磁场 16

12.1 基本磁现象 16

12.2 磁场 磁感应强度 17

12.3 毕奥-萨伐尔定律 20

12.3.1 毕奥-萨伐尔定律 20

12.3.2 应用 21

12.4 运动电荷的磁场 24

12.5 磁场的高斯定理 25

12.5.1 磁感应线 25

12.5.2 磁通量 26

12.5.3 磁场的高斯定理 27

12.6 安培环路定理 28

12.6.1 安培环路定理 28

12.6.2 安培环路定理的应用 30

12.7 带电粒子在磁场中的运动 33

12.7.1 带电粒子在均匀磁场中的运动规律 33

12.7.2 应用 35

12.8 载流导线在磁场中的受力 40

12.8.1 载流导线在磁场中的受力安培定律 40

12.8.2 电流单位安培的定义 41

12.8.3 闭合载流线圈在均匀磁场中受力、力矩及其应用 42

12.9 应用拓展 46

12.9.1 磁约束——托卡马克装置 46

12.9.2 电磁炮 48

思考题 49

习题 50

第13章 电磁感应 53

13.1 电磁感应的基本定律 53

13.1.1 电磁感应现象的发现 53

13.1.2 楞次定律 56

13.1.3 法拉第电磁感应定律 56

13.1.4 感应电动势的指向 57

13.1.5 其他相关问题 58

13.2 在磁场中运动的导体内的感应电动势——动生电动势 60

13.2.1 动生电动势 60

13.2.2 用洛伦兹力解释动生电动势 60

13.2.3 计算动生电动势的公式 61

13.2.4 洛伦兹力不做功 61

13.3 感生电动势与感生电场 65

13.3.1 问题的提出 65

13.3.2 感生电场与感生电动势 66

13.3.3 电子感应加速器 68

13.4 涡电流 69

13.4.1 涡电流 69

13.4.2 涡电流的有效利用 69

13.5 自感应与自感 72

13.5.1 自感现象 72

13.5.2 自感与自感电动势 72

13.6 互感应与互感 74

13.6.1 互感现象 74

13.6.2 互感与互感电动势 75

13.6.3 变压器 78

13.7 磁场的能量 80

13.7.1 自感磁能 80

13.7.2 磁能密度 81

13.7.3 互感磁能 83

13.8 应用拓展——水力发电、火力发电及风力发电 84

13.8.1 水力发电 85

13.8.2 火力发电 86

13.8.3 风力发电 88

思考题 90

习题 91

第14章 物质的磁性 95

14.1 磁介质的磁化与磁介质的分类 95

14.1.1 磁介质及其磁化 95

14.1.2 磁介质的分类 96

14.2 磁化强度 磁化电流 97

14.2.1 分子电流假说 97

14.2.2 分子磁矩——顺磁性 98

14.2.3 附加磁矩△m——抗磁性 99

14.2.4 磁化强度 99

14.2.5 磁化电流 100

14.3 用磁场强度表示的安培环路定理 101

14.3.1 磁场强度 用磁场强度表示的安培环路定理 101

14.3.2 磁场强度、磁感应强度、磁化强度之间的关系 102

14.4 铁磁质 103

14.4.1 铁磁质的磁化规律——磁滞回线 104

14.4.2 铁磁质的分类 105

14.4.3 铁磁质的磁化机理 106

14.5 磁路 108

14.5.1 磁路 108

14.5.2 磁路的欧姆定律 108

14.5.3 磁路与电路的类比 109

14.6 2007年诺贝尔物理学奖简介——巨磁电阻效应 110

14.6.1 2007年诺贝尔物理学奖 110

14.6.2 巨磁矩效应 111

14.7 地磁场 112

14.8 拓展阅读——磁记录与磁记录材料 114

14.8.1 磁记录 115

14.8.2 磁记录方式 116

14.8.3 磁记录材料 116

14.8.4 磁记录与日常生活 119

14.8.5 磁记录展望 120

思考题 121

习题 121

第15章 麦克斯韦方程组 电磁场与电磁波 123

15.1 麦克斯韦电磁场理论 125

15.1.1 涡旋电场假说 125

15.1.2 位移电流假说 126

15.1.3 麦克斯韦-安培环路定理 129

15.2 麦克斯韦方程组 130

15.2.1 普遍情况下的高斯定理 130

15.2.2 麦克斯韦方程组 131

15.2.3 电磁场的边界条件 132

15.3 电磁场与电磁波 133

15.3.1 电磁场与电磁波 133

15.3.2 电磁振荡 无阻尼自由电磁振荡方程 133

15.3.3 电磁辐射 136

15.3.4 平面电磁波 137

15.3.5 电磁场的能量 坡印廷矢量 138

15.4 赫兹实验 电磁波谱 140

15.4.1 赫兹实验 140

15.4.2 电磁波谱 145

15.5 应用拓展——雷达原理及应用 146

15.5.1 雷达分类 146

15.5.2 雷达的工作原理 148

15.5.3 雷达应用举例 151

思考题 153

习题 154

第五篇 波动光学 158

引言 158

第16章 光的干涉 160

16.1 光是电磁波 光源 160

16.1.1 光的电磁特性 160

16.1.2 光源 161

16.2 光的相干性 光程 162

16.2.1 相干光 162

16.2.2 光程与光程差 163

16.2.3 相干光的获得 164

16.3 杨氏双缝实验 164

16.3.1 杨氏双缝实验 165

16.3.2 菲涅耳双面镜实验 167

16.3.3 劳埃德镜实验 168

16.4 薄膜干涉 169

16.4.1 平行薄膜的干涉 169

16.4.2 薄膜干涉的应用 增透膜和增反膜 171

16.5 劈尖干涉 牛顿环 173

16.5.1 劈尖干涉 173

16.5.2 牛顿环 176

16.6 迈克耳孙干涉仪 177

16.6.1 干涉仪结构及分析 177

16.6.2 干涉图样的讨论 178

16.7 应用拓展——干涉理论实际应用 180

16.7.1 干涉法测量微小量 180

16.7.2 OCT光学相干断层扫描技术 181

16.7.3 迈克耳孙干涉仪的应用 181

思考题 182

习题 183

第17章 光的衍射 185

17.1 光的衍射现象 185

17.2 惠更斯-菲涅耳原理 186

17.2.1 惠更斯-菲涅耳原理 186

17.2.2 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 187

17.3 单缝的夫琅禾费衍射 188

17.3.1 衍射装置和现象 188

17.3.2 单缝衍射图样分析 188

17.3.3 分析与讨论 190

17.4 圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器分辨率 191

17.5 光栅衍射 194

17.5.1 光栅 194

17.5.2 光栅衍射条纹的形成 195

17.5.3 光栅衍射的讨论 196

17.6 X射线的衍射 198

17.6.1 X射线 199

17.6.2 劳厄实验 199

17.6.3 布拉格方程 199

17.7 应用拓展——衍射理论实际应用 200

17.7.1 全息技术 200

17.7.2 光谱仪 201

17.7.3 光学信息处理 201

思考题 202

习题 203

第18章 光的偏振 205

18.1 光的偏振态 起偏与检偏 205

18.1.1 光的偏振态 205

18.1.2 起偏与检偏 206

18.2 马吕斯定律 207

18.3 反射和折射时光的偏振 209

18.3.1 反射起偏 布儒斯特定律 209

18.3.2 折射起偏 玻璃堆 210

18.4 光的双折射 211

18.4.1 双折射现象 211

18.4.2 晶体的有关概念 211

18.4.3 惠更斯原理在双折射中的应用 212

18.4.4 晶体双折射应用 213

18.5 偏振光的干涉及应用 214

18.5.1 波片 214

18.5.2 偏振光的干涉及应用 215

18.6 应用拓展——偏振理论实际应用 217

18.6.1 立体电影 217

18.6.2 摄影用偏光镜 217

18.6.3 偏光显微镜 218

思考题 219

习题 219

第六篇 近代物理学 222

引言 222

第19章 狭义相对论 224

19.1 相对性原理 224

19.1.1 牛顿力学满足相对性原理 224

19.1.2 伽利略变换 225

19.1.3 电磁学规律“不”满足相对性原理 227

19.2 迈克耳孙-莫雷实验 228

19.3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 230

19.3.1 物理学面临的困境 230

19.3.2 狭义相对论的基本原理 231

19.3.3 洛伦兹变换 232

19.3.4 洛伦兹速度变换 232

19.4 狭义相对论时空观 233

19.4.1 时间延缓 234

19.4.2 长度收缩 235

19.4.3 同时性的相对性 236

19.4.4 一般情形下的时空 237

19.5 相对论动力学 237

19.5.1 相对论的动量、质量 238

19.5.2 狭义相对论力学的基本方程 238

19.5.3 质量与能量的关系 239

19.5.4 动量与能量的关系 240

19.6 质能相当关系在核物理方面的应用 241

19.6.1 原子核的结合能 241

19.6.2 重核裂变 242

19.6.3 热核聚变 244

19.7 应用拓展 245

19.7.1 辐射的利用与危害 245

19.7.2 宇宙大爆炸理论 247

思考题 248

习题 249

第20章 光的量子性 252

20.1 热辐射 252

20.1.1 热辐射现象 252

20.1.2 绝对黑体 基尔霍夫辐射定律 253

20.2 黑体辐射实验及理论困难普朗克的能量量子假设 255

20.2.1 黑体辐射实验定律 255

20.2.2 经典理论对黑体辐射的解释 256

20.2.3 普朗克的能量量子假说普朗克黑体辐射公式 257

20.3 光电效应 259

20.3.1 光电效应的实验规律 259

20.3.2 爱因斯坦的光子假说与光电效应的解释 261

20.3.3 光的波粒二象性 263

20.4 康普顿效应 264

20.4.1 实验现象 264

20.4.2 康普顿效应的理论解释 265

20.5 原子概念发展的历史 原子结构 267

20.5.1 早期的原子理论 267

20.5.2 支持原子理论的实验证据 267

20.5.3 物质的原子结构 269

20.5.4 卢瑟福原子模型 271

20.6 玻尔氢原子理论 272

20.6.1 原子光谱及其规律 272

20.6.2 玻尔氢原子理论 275

20.6.3 玻尔理论的局限和意义 277

20.7 弗兰克-赫兹实验 277

20.8 应用拓展——钠元素的黄光之谜 279

思考题 280

习题 281

第21章 量子物理学基础 283

21.1 德布罗意波 实物粒子的波粒二象性 283

21.1.1 德布罗意假说 284

21.1.2 德布罗意波的实验证实 285

21.1.3 电子波动性的实际应用 286

21.2 海森伯不确定关系 287

21.3 波函数及其统计学诠释 薛定谔方程 291

21.3.1 物质波波函数及其统计学诠释 291

21.3.2 薛定谔方程 292

21.4 一维定态薛定谔方程的应用 296

21.4.1 一维无限深势阱问题 296

21.4.2 一维势垒 隧道效应 298

21.5 氢原子结构 301

21.5.1 氢原子的薛定谔方程 301

21.5.2 三个量子数 302

21.6 空间量子化的进一步讨论：空间量子化实验验证 施特恩-格拉赫实验 307

21.6.1 电子的轨道磁矩 307

21.6.2 空间量子化的表现 308

21.6.3 施特恩-格拉赫实验 309

21.7 电子的自旋 原子的壳层结构 310

21.7.1 电子自旋 310

21.7.2 原子的壳层结构 311

21.7.3 能量最低原理 312

21.8 应用拓展——电子隧道效应的应用 313

思考题 315

习题 316

附录1 参考文献 319

附录2 基本天文数据 320

附录3 数学基础——矢量 321

附录4 级数展开和近似公式 323

附录5 基本积分公式 324