大学物理学 第2卷PDF电子书下载

第五部分　相对论基础 1

第十八章　狭义相对论 2

第一节　伽利略相对性原理　伽利略变换 2

一、伽利略相对性原理 3

二、伽利略变换 4

三、经典力学的绝对时空观（伽利略-牛顿时空观） 7

第二节　狭义相对论的基本原理 7

一、电磁学向伽利略-牛顿相对性原理提出的挑战 8

二、狭义相对论基本原理的内容 15

第三节　洛伦兹变换 17

一、洛伦兹变换的内容 17

二、洛伦兹坐标变换的推导 19

三、相对论速度变换公式 21

第四节　狭义相对论的时空观 24

一、同时的相对性 24

二、时间延缓效应 27

三、长度的相对性 29

第五节　相对论的质量、动量和能量 32

一、相对论质量 32

二、相对论力学动力学方程 37

三、相对论动能 38

四、相对论质量和能量的关系 40

五、动量与能量的关系 42

第六节　物理学思想与方法简述 43

第十九章　广义相对论简介 45

第一节　惯性质量与引力质量 46

第二节　广义相对论的基本假设 48

一、爱因斯坦升降机的理想实验 48

二、直线加速参考系中的惯性力 49

三、等效原理 50

四、局域惯性系 51

五、广义相对性原理 52

第三节　广义相对论的检验 53

一、行星近日点的进动 53

二、光线在引力场中偏折 54

三、雷达回波延迟 55

第四节　有引力场的空间与时间 55

第五节　物理学思想与方法简述 56

第六部分　量子物理 59

第二十章　光（辐射）的波粒二象性 61

第一节　热辐射　普朗克的量子假设 61

一、热辐射的基本概念 62

二、基尔霍夫辐射定律 64

三、绝对黑体 65

四、绝对黑体的热辐射实验定律 66

五、经典理论的困难和普朗克的能量子假设 69

第二节　光电效应 71

一、光电效应的实验规律 71

二、光电效应与光的波动学的剧烈冲突 75

三、爱因斯坦的光量子论及其对光电效应的解释 76

四、多光子光电效应 79

五、内光电效应 79

第三节　康普顿效应 80

一、实验规律 80

二、X射线实验结果的解释 81

三、简短的历史回顾 84

第四节　光的波粒二象性 85

一、爱因斯坦光量子关系式 85

二、单光子双缝干涉实验分析 86

三、光子的不确定性关系 88

第五节　物理学思想与方法简述 90

第二十一章　电子的波粒二象性 92

第一节　德布罗意假设 92

第二节　德布罗意波的实验证明 94

一、戴维孙-革末电子衍射实验 95

二、电子显微镜 97

第三节　不确定性关系 98

一、电子单缝衍射实验 99

二、不确定性关系的讨论 100

第四节　波函数及其统计诠释 102

一、德布罗意平面波 102

二、波函数的统计诠释 104

三、统计诠释对波函数提出的要求 110

第五节　物理学思想与方法简述 111

第二十二章　薛定谔方程 112

第一节 自由粒子的薛定谔方程 112

一、方程的形式 112

二、方程的讨论 113

第二节　力场中粒子的薛定谔方程 115

一、方程的形式 115

二、算符与方程 117

第三节　定态薛定谔方程 118

一、分离变量法 118

二、定态的基本特征 120

第四节　一维无限深势阱中的粒子 121

一、一维无限深势阱模型 121

二、薛定谔方程及其解 122

三、结果讨论——解的物理意义 124

第五节　势垒与隧道效应 127

一、薛定谔方程 128

二、方程的讨论 129

三、隧道效应的应用 131

第六节　物理学思想与方法简述 132

第二十三章　氢原子中的电子 134

第一节　氢原子的玻尔模型 134

一、玻尔模型的历史背景 134

二、玻尔氢原子结构模型要点 137

第二节　用薛定谔方程解氢原子问题 139

一、玻尔模型的缺陷 139

二、氢原子的薛定谔方程 140

第三节　量子数的物理解释 147

一、主量子数和能量量子化 147

二、角量子数和角动量量子化 148

三、磁量子数和角动量空间量子化 150

第四节　氢原子的波函数与概率密度 151

一、低量子数的氢原子波函数 151

二、电子概率的径向分布 153

三、电子概率的角度分布 155

第五节　物理学思想与方法简述 158

第七部分　激光 161

第二十四章　激光原理 162

第一节　激光概述 162

一、激光的诞生 162

二、激光器的分类 163

第二节　原子的能级、分布和跃迁 165

一、原子在能级上的分布 165

二、原子能级跃迁 166

第三节　光的吸收与辐射 168

一、自发辐射 169

二、受激吸收 169

三、受激辐射 169

第四节　爱因斯坦辐射理论 170

一、自发辐射系数A 171

二、受激吸收系数B12 172

三、受激辐射系数B21 173

四、爱因斯坦系数A21，B12和B21之间的关系 173

第五节　产生激光的基本物理条件 177

一、两对基本矛盾 177

二、解决矛盾的方法 178

第六节　激光器的工作原理 180

一、工作物质粒子数反转的实现 180

二、谐振腔的振荡阈值条件 182

三、谐振腔的选频 183

第七节　氦氖激光器 184

一、氦氖激光器的结构图 184

二、氦氖激光器的工作原理 185

第八节　物理学思想与方法简述 188

第八部分　固体物理基础 191

第二十五章　晶体结构与结合力 192

第一节　晶体结构及其描述 192

一、晶体的性质 192

二、晶体结构的实验研究 197

三、空间点阵 200

第二节　布喇菲格子 203

一、7个晶系 204

二、14种布喇菲空间点阵（空间格子） 204

第三节　晶体的结合力 206

一、影响晶体结合力的若干因素 206

二、晶体中粒子的结合力 209

第四节　晶体的结合能 212

一、定义 212

二、经验原子对势 214

第五节　离子晶体的结合能 216

一、离子晶体的点阵结构 217

二、离子晶体的结合能 217

三、离子晶体内势能的计算 218

第六节　物理学思想与方法简述 220

第二十六章　晶格振动 222

第一节　晶体的热学性质 222

一、晶体的摩尔热容 223

二、固体的热传导 225

三、热膨胀 225

第二节　一维晶格振动 227

一、一维无限长弹簧振子链模型 227

二、原子振动的运动学描述 228

三、原子振动的动力学描述 228

四、耦合振动方程的解 230

第三节　格波 233

一、格波的物理意义 233

二、k的取值范围 233

三、玻恩-冯卡门边界条件 234

四、格波与原子振动 236

第四节　物理学思想与方法简述 236

第二十七章　物质的电磁性质 239

第一节　电介质及其极化 239

一、分子（原子）的电结构 240

二、电介质极化的微观机理 242

三、极化面电荷 243

四、电极化强度 244

第二节　电介质的特殊效应 249

一、压电效应 249

二、铁电体 253

第三节　磁介质及其磁化 255

一、物质磁性的起源 255

二、磁介质磁化的微观机理 258

三、磁化面电流 261

四、磁化强度矢量 262

五、磁场强度矢量 265

六、磁介质的磁化规律 267

第四节　磁性材料 270

一、磁性材料的分类 270

二、铁磁性材料的磁化规律 271

三、铁磁性材料的磁化机理 273

第五节　物理学思想与方法简述 274

第二十八章　能带论基础 276

第一节　固体能带的形成 277

一、固体中的离子实与价电子 277

二、电子能带的形成 277

第二节　固体中电子的波函数 279

一、近似处理方法 280

二、晶体中电子的波函数——布洛赫函数 281

第三节　固体的能带结构 284

一、满带、导带和空带 284

二、导体、绝缘体及半导体的能带 289

第四节　固体能带理论基础 291

一、克朗尼格-朋奈模型 292

二、求解周期场中定态薛定谔方程的基本思路 292

三、数学处理与结果讨论 293

第五节　物理学思想与方法简述 302

第二十九章　半导体 304

第一节　本征半导体 304

一、元素半导体 305

二、化合物半导体 307

第二节　掺杂半导体 309

一、施主型杂质与N型半导体 309

二、受主型杂质与P型半导体 311

第三节　杂质能级的计算 313

一、类氢模型 313

二、类氢施主杂质能级的计算 313

三、晶体中电子有效质量的物理意义 314

第四节　PN结 316

一、PN结的空间电荷区 316

二、内建电场（自建电场） 317

三、接触势垒 318

四、PN结的整流效应 318

第五节　物理学思想与方法简述 321

第九部分　原子核物理 323

第三十章　原子核 324

第一节　原子核的基本特征及其组成 324

一、原子核的电荷和电荷数 324

二、原子核的质量和质量数 325

三、原子核形状、大小与密度 332

四、核力的基本性质 334

第二节　原子核的结合能 335

一、质量亏损 335

二、核结合能 337

三、比结合能 338

第三节　原子核的衰变与放射性 340

一、α衰变 341

二、β衰变 343

三、γ衰变 347

第四节　放射性衰变的一般规律 348

一、指数衰变规律 348

二、放射性衰变中的几个重要物理量 350

第五节　原子核反应 354

一、实验 355

二、核反应的一般表示式 355

三、核反应的类型 356

四、核反应过程的守恒定律 357

第六节　重核的裂变及应用 358

一、获取原子能的物理基础 358

二、原子核裂变 360

三、链式反应和反应堆 364

第七节　轻核聚变 365

一、基本的聚变反应过程 366

二、受控热核反应 367

第八节　物理学思想与方法简述 368

附录　电子的自旋 370

物理名词索引（中英文对照） 372

参考文献 383