物理学教程 下PDF电子书下载

11　静电场 1

11.1　电荷　库仑定律 2

11.1.1 电荷 电荷守恒定律 2

11.1.2　库仑定律 2

11.1.3　静电力叠加原理 3

11.2　电场　电场强度 5

11.2.1 电场 5

11.2.2 电场强度 6

11.2.3 电场强度叠加原理 7

11.3　电场强度和电场力的计算 8

11.3.1 点电荷电场中的电场强度 8

11.3.2 点电荷系电场中的电场强度 9

11.3.3 连续分布电荷电场中的电场强度 10

11.3.4 电荷在电场中所受的力 16

11.4　电通量　真空中静电场的高斯定理 17

11.4.1 电场线 17

11.4.2 电通量 18

11.4.3　高斯定理 20

11.4.4 高斯定理的应用示例 22

11.5　静电场的环路定理　电势 24

11.5.1 静电力的功 24

11.5.2　静电场的环路定理 26

11.5.3 电势能 27

11.5.4 电势 电势差 27

11.5.5 电势的计算 28

11.6　等势面　电场强度与电势的关系 30

11.6.1 等势面 31

11.6.2 电场强度与电势的关系 32

11.7　静电场中的金属导体 33

11.7.1 金属导体的电结构 34

11.7.2 导体的静电平衡条件 34

11.7.3 静电平衡时导体上的电荷分布 36

11.7.4　静电屏蔽 38

11.7.5 算示例 39

11.8　静电场中的电介质 40

11.8.1 电介质的电结构 40

11.8.2 电介质在外电场中的极化现象 42

11.9　有电介质时的静电场和高斯定理 43

11.9.1 有电介质时的静电场 43

11.9.2 有电介质时静电场的高斯定理 电位移矢量D 44

11.9.3 有电介质时静电场的高斯定理的应用 46

11.10　电容　电容器 49

11.10.1　孤立导体的电容 49

11.10.2 电容器的电容 49

11.10.3 电容器的串联和并联 53

11.11　电场的能量 56

习题11 58

12　恒定电流的稳恒磁场 64

12.1　恒定电流 64

12.1.1 电流 64

12.1.2 电流密度 65

12.1.3 电流的连续性方程 稳恒电场 66

12.1.4 欧姆定律 67

12.1.5 焦耳定律 68

12.1.6 电源 电动势 68

12.2　磁的基本现象 70

12.2.1　磁现象的早期认识 70

12.2.2　磁力、磁性的起源 71

12.3　磁场　磁感应强度 72

12.3.1 磁场 72

12.3.2　磁感应强度 73

12.4　毕奥-萨伐尔定律及其应用 75

12.4.1 毕奥-萨伐尔定律 75

12.4.2 应用示例 77

12.4.3　运动电荷的磁场 81

12.5　磁感应线　磁通量　真空中磁场的高斯定理 82

12.5.1 磁感应线 82

12.5.2　磁通量 83

12.5.3　真空中磁场的高斯定理 84

12.6　安培环路定理 85

12.6.1　安培环路定理 85

12.6.2 应用示例 87

12.7　磁场对载流导线的作用　安培定律 90

12.7.1 安培定律 90

12.7.2 两条无限长直电流之间的相互作用力“安培”的定义 92

12.7.3　均匀磁场中的载流线圈 94

12.8　带电粒子在电场和磁场中的运动 98

12.8.1 磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 98

12.8.2 带电粒子在电场和磁场中的运动 100

12.9　磁场中的磁介质 104

12.9.1 磁介质在外磁场中的磁化现象 105

12.9.2　抗磁质和顺磁质的磁化机理 105

12.9.3　磁介质的磁导率 107

12.10　有磁介质时磁场的高斯定理和安培环路定律 108

12.11　铁磁质 110

12.11.1　铁磁质的磁化特性　磁滞回线 110

12.11.2　铁磁性的磁畴理论 111

习题12 112

13　电磁感应和电磁场理论基础 118

13.1　电磁感应及其基本定律 118

13.1.1 电磁感应现象 118

13.1.2　楞次定律 120

13.1.3 法拉第电磁感应定律 121

13.2　动生电动势 125

13.2.1 动生电动势 126

13.2.2 动生电动势的表达式 126

13.3　感生电动势　涡旋电场 129

13.3.1 感生电动势与感生电场 涡旋电场 129

13.3.2 电子感应加速器 131

13.3.3 涡电流及其应用 131

13.4 自感和互感 132

13.4.1　自感 132

13.4.2　互感 136

13.5　磁场的能量 138

13.6　麦克斯韦的位移电流假设 140

13.7　麦克斯韦方程组的积分形式 143

13.7.1　电场 143

13.7.2　磁场 143

13.7.3 电磁场的麦克斯韦方程组（积分形式） 144

13.8　电磁振荡　电磁波 145

13.8.1 电磁振荡 145

13.8.2 电磁波 147

13.8.3 电磁波的辐射和传播 148

13.8.4 电磁波的能量 151

13.9　电磁波谱 152

习题13 154

14　几何光学 160

14.1　几何光学的基本定律 161

14.1.1　光的直进定律 161

14.1.2　光的反射定律　平面镜 162

14.1.3　光的折射定律　全反射 163

14.2　棱镜 166

14.2.1　棱镜　全反射棱镜 166

14.2.2　棱镜的偏向角 167

14.2.3　光的色散 168

14.3　球面傍轴成像 170

14.3.1　基本概念和符号法则 170

14.3.2　球面反射成像 171

14.3.3　球面折射成像 174

14.4　薄透镜的成像 176

14.4.1　透镜 176

14.4.2 薄透镜的成像公式 177

14.4.3　薄透镜的焦距 178

14.4.4 薄透镜成像的作图法 179

14.5　光学仪器简介 180

14.5.1 眼睛 180

14.5.2　放大镜 181

14.5.3 显微镜 182

14.5.4 望远镜 183

14.5.5 照相机 185

习题14 185

15　波动光学 187

15.1　光的干涉　光强度 188

15.1.1 波干涉现象的回想 188

15.1.2　光强度 光的干涉 188

15.1.3　相干光的获得 190

15.2　双缝干涉 193

15.2.1　杨氏双缝干涉实验 193

15.2.2　洛埃德镜实验 195

15.3　光程　光程差 196

15.3.1 光程 197

15.3.2 光程差 198

15.3.3　额外光程差 干涉条件的一般表述 199

15.3.4　透镜不引起额外的光程差 200

15.4　平行平面薄膜的光干涉 201

15.4.1　平行平面薄膜的光干涉 201

15.4.2　增透膜和增反膜 203

15.5　劈形薄膜的光干涉 205

15.5.1　劈形薄膜 205

15.5.2 牛顿环 210

15.6　迈克耳孙干涉仪 212

15.7　光的衍射现象 213

15.7.1　光的衍射现象 213

15.7.2 惠更斯-菲涅耳原理 214

15.8　单缝衍射 215

15.8.1 单缝的夫琅禾费衍射 215

15.8.2　单缝衍射条纹的形成 215

15.8.3 单缝衍射条纹的明、暗条件 216

15.9　衍射光栅　衍射光谱 220

15.9.1　衍射光栅 220

15.9.2 光栅衍射条纹的成因 221

15.9.3　光栅公式 222

15.9.4　衍射光谱 224

15.10　光学仪器的分辨率 225

15.10.1 圆孔衍射 226

15.10.2　光学仪器的分辨率 226

15.11　X射线的衍射　布拉格公式 227

15.12　光的偏振 230

15.13　偏振片的起偏和检偏　马吕斯定律 232

15.13.1　偏振片的起偏和检偏 232

15.13.2　马吕斯定律 233

15.13.3　偏振片的应用 234

15.14　反射和折射时光的偏振 235

15.14.1　反射和折射的起偏 235

15.14.2　光的双折射现象 238

15.15　椭圆偏振光和圆偏振光　波片 239

15.16　偏振光的干涉　人为双折射 242

15.16.1　偏振光的干涉 242

15.16.2　人为双折射 243

习题15 244

16　早期量子论 248

16.1　热辐射 249

16.1.1 热辐射及其定量描述 249

16.1.2 绝对黑体辐射定律 普朗克公式 249

16.2　光电效应 252

16.2.1 光电效应的实验规律 252

16.2.2　光电效应与光的波动理论的矛盾 254

16.2.3 爱因斯坦的光子假设 光的波粒二象性 254

16.2.4 光电效应的应用 256

16.3　康普顿效应　电磁辐射的波粒二象性 257

16.3.1　康普顿效应 257

16.3.2 电磁辐射的波粒二象性 259

16.4　氢原子光谱　玻尔的氢原子理论 259

16.4.1　氢原子光谱的规律性 259

16.4.2　玻尔的氢原子理论 261

16.5　激光 265

16.5.1 激光的特点 265

16.5.2　激光的发光机理 265

16.5.3　激光器 267

16.5.4　激光的应用 268

习题16 269

17　量子力学基础 271

17.1　德布罗意的假设　海森伯的不确定关系 271

17.1.1 实物粒子的波动性——德布罗意假设 271

17.1.2 不确定关系 274

17.2　波函数及其统计解释 276

17.2.1　波函数 276

17.2.2　波函数的统计解释 278

17.2.3 波函数的归一化条件及标准条件 279

17.3　薛定谔方程 279

17.3.1　薛定谔方程 280

17.3.2　定态薛定谔方程 281

17.4　定态薛定谔方程的应用 282

17.4.1 一维无限深方形势阱 282

17.4.2 一维线性简谐振子 285

17.4.3　势垒贯穿 286

17.4.4　氢原子 288

17.5　电子的自旋　多电子的原子及电子壳层模型 292

17.5.1 电子的自旋 自旋磁量子数 292

17.5.2 多电子的原子 293

17.5.3 原子中的电子壳层模型 元素周期表的本源 295

17.6　固体的能带结构　半导体 297

17.6.1 固体的能带 298

17.6.2　导体 绝缘体　半导体 298

17.6.3　半导体的导电机构　p-n结 299

17.7　超导体 302

17.7.1　超导体的基本特性 302

17.7.2 临界磁场 临界电流 302

17.7.3 高临界温度超导体的研究和应用前景 303

习题17 303

18　原子核和基本粒子简介 305

18.1　原子核的结构和基本性质 305

18.1.1 原子核的组成 305

18.1.2 原子核的电荷 305

18.1.3　原子核的质量 305

18.1.4　原子核的结合能 307

18.1.5　核力 308

18.1.6　原子核的大小 308

18.2　原子核的衰变和衰变规律 309

18.2.1　天然放射性现象 309

18.2.2　原子核衰变的规律 310

18.2.3　位移定则 311

18.2.4　探测放射性现象的方法 312

18.3　核反应 313

18.3.1　人工核反应 中子 313

18.3.2　人工放射性 正电子 314

18.3.3 放射性同位素及其应用 314

18.3.4　获得高能粒子的方法 315

18.4　原子核能的利用 316

18.4.1 重核裂变 316

18.4.2 轻核聚变 318

18.5　基本粒子简介 319

18.5.1 基本粒子的发现 强子的夸克模型 319

18.5.2　夸克模型 320

18.5.3　基本粒子的相互作用 321

参考文献 323