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第12章 真空中的静电场 1

12.1 电学基本概念 1

12.1.1 电荷 1

12.1.2 电荷守恒 2

12.1.3 电荷量子化 2

12.1.4 点电荷模型 3

12.1.5 库仑定律 3

12.1.6 电力叠加原理 4

12.2 电场与电场强度 5

12.2.1 电场 5

12.2.2 电场强度 5

12.2.3 电场强度的计算 6

12.3 高斯定理 10

12.3.1 电场线 10

12.3.2 电通量 11

12.3.3 高斯定理 12

12.4 环流定理 电势 16

12.4.1 电场力做功 16

12.4.2 电势能和电势 17

12.4.3 电势叠加原理 19

12.5 电势与电场强度的微分关系 21

12.5.1 等势面 21

12.5.2 电势与电场强度的微分关系 22

习题12 25

思考题12 30

第13章 静电场与物质的相互作用 33

13.1 静电场中的导体 33

13.1.1 导体的静电平衡 34

13.1.2 导体电荷分布 34

13.2 静电场中的电介质 39

13.2.1 电介质与电场的相互作用 40

13.2.2 极化强度和极化电荷 41

13.2.3 介质中静电场的基本规律 44

13.2.4 介质交界面两侧电场的关系 47

13.3 电容和电容器 50

13.3.1 孤立导体的电容 50

13.3.2 电容器的电容 50

13.3.3 电容器的连接 52

13.4 静电场的能量 53

13.4.1 带电体系的静电能 53

13.4.2 点电荷系的静电能量 54

13.4.3 带电电容器的静电能 56

13.4.4 静电场的能量 57

习题13 59

思考题13 63

第14章 电流与磁场 66

14.1 电流与电源 66

14.1.1 电流、稳恒电场与电源 66

14.1.2 电流强度和电流密度 68

14.2 磁场的磁感应强度 70

14.3 毕奥-萨伐尔定律 70

14.4 磁场的基本规律 74

14.4.1 磁感应强度线与磁通量 74

14.4.2 磁场的高斯定理 75

14.4.3 安培环路定理 76

14.5 磁场对电流的作用 82

14.5.1 安培力公式 82

14.5.2 载流线圈在磁场中受到的作用 84

14.5.3 安培力的功 86

14.6 带电粒子的运动 87

14.6.1 运动带电粒子的磁场 87

14.6.2 带电粒子在匀强磁场中的运动 88

14.6.3 霍尔效应 90

习题14 92

思考题14 98

第15章 磁场与物质的相互作用 102

15.1 抗磁性和顺磁性 103

15.1.1 原子中电子的磁矩 103

15.1.2 处于磁场中的核外电子 103

15.1.3 抗磁质和顺磁质 104

15.2 磁化强度和磁化电流 105

15.2.1 磁化强度矢量 105

15.2.2 磁化电流 106

15.3 介质中磁场的基本规律 108

15.3.1 介质中磁场的高斯定理 108

15.3.2 介质中磁场的安培环路定理 108

15.3.3 介质交界面两侧磁场的关系 111

15.4 铁磁材料 111

15.4.1 铁磁材料的磁滞回线 111

15.4.2 铁磁现象的理论解释 113

15.4.3 铁磁材料的应用 114

习题15 116

思考题15 118

第16章 电磁感应 120

16.1 电磁感应定律 120

16.1.1 电磁感应现象 120

16.1.2 法拉第定律 122

16.2 动生电动势 125

16.3 感生电动势 129

16.3.1 感应电场与感生电动势 129

16.3.2 电子感应加速器 134

16.3.3 涡旋电场与涡电流 135

16.4 自感和互感 137

16.4.1 自感 137

16.4.2 互感 140

16.5 磁场能量 143

习题16 147

思考题16 153

第17章 电磁场与电磁波 156

17.1 麦克斯韦电磁理论 156

17.1.1 位移电流 156

17.1.2 麦克斯韦方程组 160

17.2 电磁波 161

17.2.1 电磁波波动方程 161

17.2.2 电磁波的性质 163

17.2.3 坡印廷矢量 164

17.2.4 电磁场的物质性 166

17.3 电磁波的产生 169

17.3.1 LC振荡电路 169

17.3.2 电磁波的产生 171

17.3.3 赫兹实验 172

17.3.4 电磁波谱 173

习题17 176

思考题17 177

第18章 光的传播 179

18.1 光源 179

18.1.1 光源的发光机理 180

18.1.2 单色辐射和多色辐射 180

18.2 与光的传播有关的一些基本概念 181

18.2.1 光的直线传播和衍射 181

18.2.2 光速与折射率 182

18.2.3 波面与光程 182

18.3 光的反射与折射 183

18.3.1 费马原理 183

18.3.2 费涅耳公式 187

18.4 光在光纤中的传播 190

习题18 193

思考题18 194

第19章 光的偏振 195

19.1 偏振光与自然光 195

19.1.1 线偏振光 195

19.1.2 椭圆偏振光与圆偏振光 196

19.1.3 自然光 196

19.1.4 部分偏振光 197

19.2 偏振片、马吕斯定律 197

19.3 反射和折射时的偏振现象 199

19.4 晶体的双折射现象 200

19.5 偏振光的获得与检验 202

习题19 204

思考题19 205

第20章 光的干涉与衍射 208

20.1 光的相干性 208

20.2 惠更斯-菲涅耳原理 209

20.3 双缝干涉 211

20.3.1 杨氏双缝实验 211

20.3.2 光源宽度与单色性对干涉条纹的影响 215

20.4 薄膜干涉 219

20.4.1 等倾干涉条纹 219

20.4.2 等厚干涉条纹 221

20.4.3 迈克耳孙干涉仪 225

20.5 夫琅禾费衍射 227

20.5.1 单缝夫琅禾费衍射 227

20.5.2 双缝衍射 229

20.5.3 圆孔衍射、光学仪器的分辨本领 231

20.5.4 光栅衍射 233

20.5.5 衍射与信息 237

习题20 241

思考题20 247

第21章 量子力学的发展 250

21.1 普朗克的能量子假说 250

21.1.1 热辐射现象 250

21.1.2 黑体辐射的基本规律 252

21.1.3 普朗克的能量子假说 254

21.2 爱因斯坦的光量子假设 255

21.2.1 光电效应 255

21.2.2 爱因斯坦的光量子假设 257

21.2.3 康普顿效应 259

21.3 氢原子光谱、玻耳理论 263

21.3.1 氢原子光谱实验规律 263

21.3.2 经典原子模型的困难 265

21.3.3 玻耳理论 265

习题21 268

思考题21 269

第22章 量子力学的基本原理 273

22.1 波函数及统计解释 273

22.1.1 德布罗意物质波假设 273

22.1.2 物质波的实验验证 275

22.1.3 波函数 276

22.2 不确定关系 278

22.2.1 位置和动量不确定关系 279

22.2.2 能量和时间的不确定关系 282

22.3 态叠加原理 283

22.4 薛定谔方程 283

22.4.1 薛定谔方程的建立 284

22.4.2 定态薛定谔方程 286

22.5 力学量的算符表示 287

22.5.1 力学量的算符表示 287

22.5.2 算符的本征值问题 288

习题22 289

思考题22 290

第23章 定态问题 292

23.1 一维定态问题 292

23.1.1 一维无限深势阱中的粒子 292

23.1.2 一维谐振子（抛物线势阱） 297

23.1.3 一维散射问题 299

23.2 氢原子量子理论 301

23.2.1 氢原子的能量和角动量 302

23.2.2 氢原子电子概率密度 305

23.2.3 电子的自旋、泡利不相容原理 306

习题23 309

思考题23 311

第24章 量子力学的应用 313

24.1 量子力学的基本公设 313

24.2 激光 314

24.2.1 自发辐射、受激吸收和受激辐射 314

24.2.2 粒子数反转和光放大 316

24.2.3 激光器的工作原理 316

24.2.4 增益系数 319

24.2.5 激光的应用 319

24.3 量子信息 320

24.3.1 量子计算机 320

24.3.2 量子比特 321

24.3.3 量子纠缠 322

24.3.4 量子隐形传态 325

24.3.5 量子不可克隆原理 326

习题24 327

思考题24 327

第25章 固体量子理论简介 328

25.1 晶体 328

25.2 固体的能带结构 329

25.2.1 能带 329

25.2.2 能带的宽度 331

25.2.3 满带、导带和价带 331

25.2.4 导体、半导体和绝缘体 332

25.3 半导体的电子论 333

25.3.1 近满带和空穴 333

25.3.2 p型半导体和n型半导体 334

25.3.3 p-n结 336

25.4 超导电现象 337

25.4.1 零电阻 337

25.4.2 完全抗磁性 338

25.4.3 临界磁场与临界电流 339

25.4.4 两类超导体 339

25.4.5 BCS理论 340

习题25 341

思考题25 342

第26章 原子核物理和粒子物理简介 343

26.1 原子核的基本性质 343

26.1.1 原子核的组成 343

26.1.2 原子核的模型 345

26.1.3 核力和介子 346

26.2 原子核的量子性质 347

26.2.1 原子核的自旋 347

26.2.2 原子核的磁矩 348

26.2.3 核磁共振 349

26.3 原子核的放射性衰变 350

26.3.1 放射性衰变规律 350

26.3.2 α衰变 352

26.3.3 β衰变 353

26.3.4 γ衰变 353

26.4 核裂变和核聚变 354

26.4.1 原子核的结合能 354

26.4.2 重核的裂变 355

26.4.3 轻核的聚变 357

26.5 粒子物理简介 358

26.5.1 粒子及其分类 359

26.5.2 强子的夸克模型 360

26.5.3 基本粒子的相互作用 363

26.5.4 粒子的对称性和守恒定律 364