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第7章 静电场 1

7.1 库仑定律 1

7.1.1 电荷 1

7.1.2 库仑定律 2

7.1.3 电力的叠加原理 4

7.2 电场、电场强度 4

7.2.1 电场 4

7.2.2 电场强度 5

7.2.3 场强叠加原理 6

7.3 静电场的高斯定理 12

7.3.1 电场线和电通量 12

7.3.2 高斯定理 14

7.3.3 利用高斯定理求静电场的分布 15

7.4 静电场的环路定理、电势 19

7.4.1 静电场的环路定理 19

7.4.2 静电势能 21

7.4.3 电势和电势差 22

7.4.4 电势叠加原理 23

7.4.5 等势面 26

7.4.6 电势梯度 27

本章提要 29

思考题 31

习题 31

第8章 静电场中的导体和电介质 36

8.1 静电场中的导体 36

8.1.1 导体的静电平衡条件 36

8.1.2 静电平衡时导体上电荷的分布 37

8.1.3 静电屏蔽 39

8.2 静电场中的电介质 41

8.2.1 电介质对电场的影响 41

8.2.2 电介质的极化 42

8.2.3 电极化强度 44

8.3 有介质时的高斯定理 46

8.3.1 电位移和有电介质时的高斯定理 46

8.3.2 有电介质时高斯定理的应用 47

8.4 电容、电容器 48

8.4.1 孤立导体的电容 48

8.4.2 电容器的电容 49

8.5 静电场的能量 52

8.5.1 电容器的能量 53

8.5.2 静电场的能量、能量密度 53

本章提要 56

思考题 56

习题 57

第9章 稳恒磁场 62

9.1 稳恒电流 62

9.1.1 电流密度 62

9.1.2 欧姆定律的微分形式 63

9.2 磁场、毕奥—萨伐尔定律 64

9.2.1 磁的基本现象 64

9.2.2 磁场与磁感应强度 65

9.2.3 毕奥—萨伐尔定律 66

9.2.4 毕奥—萨伐尔定律的应用 67

9.2.5 运动电荷产生的磁场 71

9.3 磁场的高斯定理、安培环路定理 72

9.3.1 磁场的高斯定理 72

9.3.2 安培环路定理 73

9.3.3 安培环路定理的应用 74

9.4 洛伦兹力和安培力 77

9.4.1 带电粒子在磁场中的运动 77

9.4.2 霍耳效应 79

9.4.3 作用在载流导线上的安培力 80

9.4.4 作用在载流线圈上的磁力矩 83

9.5 有磁介质存在时的磁场 84

9.5.1 磁介质的磁化 84

9.5.2 磁介质中的安培环路定理，磁场强度 87

9.5.3 铁磁质 88

本章提要 91

思考题 92

习题 92

第10章 电磁感应和电磁场 97

10.1 法拉第电磁感应定律 97

10.1.1 电磁感应现象 97

10.1.2 电动势 98

10.1.3 法拉第电磁感应定律 99

10.1.4 楞次定律 100

10.2 动生电动势 101

10.3 感生电动势 104

10.3.1 感生电场与感生电动势 104

10.3.2 涡电流 107

10.4 自感与互感 108

10.4.1 自感 108

10.4.2 互感 110

10.5 磁场的能量 111

10.6 麦克斯韦方程组和电磁场 113

10.6.1 位移电流 113

10.6.2 麦克斯韦方程组 116

10.6.3 电磁波 118

10.7 同步辐射 119

本章提要 121

思考题 123

习题 123

第11章 狭义相对论力学基础 127

11.1 狭义相对论的基本原理 127

11.1.1 绝对时空观和伽利略变换 128

11.1.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理 129

11.2 洛伦兹变换 131

11.3 时间延缓和长度收缩 135

11.3.1 同时的相对性 135

11.3.2 时间延缓 136

11.3.3 长度收缩 139

11.3.4 因果律 140

11.4 相对论速度变换 141

11.5 相对论动力学基础 143

11.5.1 相对论动量和质量 144

11.5.2 质能关系 144

11.5.3 相对论能量和动量的关系 147

11.6 广义相对论简介 148

本章提要 150

思考题 150

习题 151

第12章 量子物理基础 153

12.1 普朗克能量子假设 153

12.1.1 黑体辐射 153

12.1.2 普朗克能量子假设 154

12.2 光的粒子性 156

12.2.1 光电效应 156

12.2.2 爱因斯坦光子假设和光电效应方程 157

12.2.3 康普顿效应 159

12.2.4 光的波粒二象性 160

12.3 氢原子光谱 162

12.3.1 氢原子光谱的规律性 162

12.3.2 玻尔的氢原子理论 163

12.4 粒子的波动性与波函数 165

12.4.1 德布罗意波 165

12.4.2 德布罗意波的实验验证 166

12.4.3 波函数的统计解释 167

12.4.4 自由粒子波函数 168

12.5 不确定关系 169

12.6 薛定谔方程 171

12.6.1 自由粒子薛定谔方程 171

12.6.2 薛定谔方程和哈密顿量 172

12.7 一维势场中的粒子 174

12.7.1 一维无限深方势阱中的粒子 174

12.7.2 势垒贯穿 177

12.7.3 简谐振子 179

12.8 原子中的电子 180

12.8.1 轨道角动量 180

12.8.2 氢原子 182

12.8.3 电子自旋和泡利不相容原理 185

12.8.4 四个量子数和原子的壳层结构 187

12.9 激光 188

12.9.1 激光的产生 188

12.9.2 激光的特性 190

12.9.3 激光的应用：激光冷却 190

本章提要 191

思考题 192

习题 193

第13章 固体中的电子 195

13.1 金属中的自由电子 195

13.1.1 自由电子气模型 195

13.1.2 自由电子气的费米能量公式 197

13.1.3 态密度、费米—狄拉克分布 199

13.2 固体能带理论 202

13.2.1 固体的能带 202

13.2.2 价带、导带和禁带 204

13.2.3 导体、绝缘体和半导体 205

13.3 半导体导电 207

13.3.1 半导体分类 207

13.3.2 PN结 210

13.3.3 半导体器件 210

本章提要 213

思考题 214

习题 214

物理常数表 216

常用数值表 217

习题答案 218

索引 226

参考文献 232