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第四篇 电磁场和相互作用第9章　静电场 3

9.1　库仑定律　静电场 3

9.1.1　电荷及电荷守恒定律 3

9.1.2　库仑定律 4

9.2　电场　电场强度 5

9.2.1　电场 5

9.2.2　电场强度 6

9.2.3　场强叠加原理 7

9.3　高斯定理及其应用 11

9.3.1　电场线 11

9.3.2　电通量 12

9.3.3　高斯定理 14

9.3.4　高斯定理的应用 15

9.4　静电场的环路定理　电势 21

9.4.1　静电场的环路定理 21

9.4.2　电势能 22

9.4.3　电势　电势差 23

9.4.4　电势的计算 24

9.5　电场强度与电势的关系 27

9.5.1　等势面 27

9.5.2　场强与电势的梯度关系 28

9.6　静电场中的导体 30

9.6.1　导体的静电平衡 30

9.6.2　空腔导体和静电屏蔽 32

9.7　静电场中的电介质 34

9.7.1　电介质的极化 34

9.7.2　电介质中的场强　极化电荷面密度 35

9.7.3　电介质中的高斯定理　电位移矢量 37

9.8　电容　电容器 38

9.8.1　孤立导体的电容 38

9.8.2　电容器的电容 39

9.8.3　电容器的串、并联 41

9.9　静电场的能量 42

9.9.1　电容器的能量 42

9.9.2　电场能量　电场能量密度 43

本章提要 45

思考题 47

习题 49

第10章　稳恒电流的磁场 51

10.1　稳恒电流　电动势 51

10.1.1　电流强度和电流密度 51

10.1.2　稳恒电流和稳恒电场 54

10.1.3　电源电动势 56

10.2　磁场　磁感应强度 57

10.2.1　磁现象 57

10.2.2　磁场 59

10.2.3　磁感应强度 60

10.3　毕奥-萨伐尔定律及其应用 61

10.3.1　电流元 61

10.3.2　毕奥-萨伐尔定律 62

10.3.3　典型电流的磁场计算——毕-萨定律的应用 63

10.3.4　圆电流的磁矩 68

10.3.5　运动电荷激发的磁场 69

10.4　磁场的高斯定理和安培环路定理 71

10.4.1　高斯定理 72

10.4.2　安培环路定理 75

10.5　磁场对运动电荷及电流的作用 84

10.5.1　带电粒子在磁场中的运动 84

10.5.2　霍尔效应 87

10.5.3　磁场对载流导线的作用　安培定律 89

10.5.4　磁场对载流线圈的作用 94

10.5.5　磁力的功 97

10.6　磁介质 99

10.6.1　磁介质的分类 99

10.6.2　弱磁介质的磁化 101

10.6.3　磁介质中的磁场的基本定理 102

10.6.4　铁磁质 105

本章提要 107

思考题 110

习题 111

第11章　电磁场的统一理论 115

11.1　电磁感应 115

11.1.1　法拉第电磁感应定律 115

11.1.2　产生感应电动势的机理 122

11.1.3　自感和互感 135

11.2　磁场能量 141

11.2.1 自感磁能 141

11.2.2　磁场的能量密度 142

11.3　位移电流 144

11.3.1　位移电流 144

11.3.2　全电流定律 147

11.4　麦克斯韦方程组的积分形式 149

11.5　电磁波的产生及基本性质 152

11.5.1　电磁波的产生、传播及基本性质 152

11.5.2　电磁波谱 157

本章提要 159

思考题 161

习题 162

第五篇 量子物理基础 169

第12章　量子力学基础 169

12.1　黑体辐射和普朗克量子化 169

12.1.1　黑体辐射现象 169

12.1.2　黑体辐射的实验结果 170

12.1.3　普朗克的能量量子化 171

12.2　光电效应和爱因斯坦光子说 172

12.2.1　光电效应实验 172

12.2.2　爱因斯坦光子说 174

12.2.3　康普顿散射 175

12.3　玻尔的氢原子理论 178

12.3.1　氢原子光谱 178

12.3.2　原子结构模型 178

12.3.3　玻尔的三点基本假设 180

12.3.4　氢原子的能级和光谱公式 180

12.4　德布罗意物质波 182

12.5　量子力学基本公设 186

12.5.1　公设一：状态和波函数 186

12.5.2　公设二：薛定谔方程和状态演化 189

12.5.3　公设三：力学量和算符 191

12.5.4　公设四：测量公设 193

12.5.5　公设五：全同性原理 194

12.6　不确定度关系 195

12.7　定态 197

12.8　一维势场 198

12.8.1　一维无限深方势阱 198

12.8.2　隧道效应 202

12.8.3　谐振子势 204

12.9　氢原子结构的量子力学解释 207

12.9.1　氢原子的薛定谔方程 208

12.9.2　三个量子数 208

12.9.3　电子的概率分布 210

12.10　电子自旋和多电子原子结构 210

12.10.1 自旋 210

12.10.2　多电子原子 211

本章提要 213

思考题 215

习题 215

第六篇 多粒子体系的热物理第13章　气体动理论 219

13.1　物质的微观模型　统计规律性 219

13.1.1　宏观物体由大量分子或原子组成 219

13.1.2　分子在永不停息地做无规则运动 219

13.1.3　分子之间存在相互作用力 220

13.1.4　统计规律性 221

13.2　状态参量　平衡态　准静态过程 223

13.2.1　状态参量 223

13.2.2　平衡态 224

13.2.3　准静态过程 225

13.3　理想气体状态方程 226

13.4　理想气体的压强 227

13.4.1　理想气体的微观模型 228

13.4.2　理想气体的压强公式 229

13.5　温度的微观本质 231

13.5.1　理想气体的温度公式 232

13.5.2　气体分子的方均根速率 233

13.6　能量均分定理　理想气体的内能 235

13.6.1 自由度 235

13.6.2　能量均分定理 236

13.6.3　理想气体的内能 238

13.7　麦克斯韦速率分布律 240

13.7.1　测定气体分子速率分布的实验 240

13.7.2　气体分子的速率分布 242

13.7.3　三种统计速率 243

13.8　玻尔兹曼分布律 248

13.8.1　玻尔兹曼能量分布律 248

13.8.2　重力场中粒子按高度的分布 250

13.8.3　重力场中的等温气压公式 250

13.9　分子的平均自由程和平均碰撞频率 251

13.9.1　分子间的碰撞 251

13.9.2　平均自由程和平均碰撞频率 252

本章提要 254

思考题 255

习题 256

第14章　热力学基础 257

14.1　内能　功　热量与热容 257

14.1.1　内能 257

14.1.2　功 258

14.1.3　热量与热容 259

14.2　热力学第一定律及其应用 261

14.2.1　热力学第一定律 261

14.2.2　第一定律在各种等值过程中的应用 262

14.3　绝热过程　＊多方过程 269

14.3.1　准静态绝热过程 270

14.3.2　绝热线与等温线 271

14.3.3　非静态绝热过程 272

14.3.4　多方过程 273

14.4　循环过程　卡诺循环 276

14.4.1　循环过程 276

14.4.2　卡诺循环 279

14.5　热力学第二定律及其统计意义 285

14.5.1　热力学第二定律 286

14.5.2　两种表述的等价性 287

14.5.3　可逆过程与不可逆过程 288

14.5.4　卡诺定理 289

14.5.5　热力学第二定律的统计意义 289

本章提要 290

思考题 292

习题 293

习题答案 296

参考文献 301