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模块4机械振动和机械波 2

第11章 机械振动 2

11.1简谐振动 2

11.1.1简谐振动的特征及其表达式 3

11.1.2振幅周期和频率相位 4

11.2简谐振动的旋转矢量表示法 7

11.3几种常见的简谐振动 9

11.3.1单摆 9

11.3.2复摆 10

11.4简谐振动的能量 11

11.5简谐振动的合成 13

11.5.1两个同方向同频率简谐振动的合成 13

11.5.2两个同方向不同频率简谐振动的合成拍 15

11.5.3两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成 16

11.5.4多个同方向、不同频率简谐振动的合成 17

11.6阻尼振动受迫振动共振 18

11.6.1阻尼振动 18

11.6.2受迫振动 20

11.6.3共振 21

11.7电磁振荡 22

11.7.1振荡电路无阻尼自由电磁振荡 22

11.7.2无阻尼电磁振荡的振荡方程 23

11.7.3无阻尼自由电磁振荡的能量 24

11.8非线性系统的振动和混沌 25

11.8.1非线性系统的振动 25

11.8.2混沌 26

11.9习题 27

第12章 机械波 33

12.1机械波的一般概念 33

12.1.1机械波产生的条件 33

12.1.2横波和纵波 34

12.1.3波面波前波线 34

12.2平面简谐波的波函数 37

12.2.1平面简谐波的波函数 37

12.2.2波函数的物理含义 39

12.3波的能量能流密度 41

12.3.1波的能量 41

12.3.2能流能流密度 43

12.4惠更斯原理波的衍射反射和折射 44

12.4.1惠更斯原理 44

12.4.2波的衍射 44

12.4.3波的反射和折射 45

12.5波的叠加原理波的干涉 46

12.6驻波 48

12.6.1驻波方程 48

12.6.2半波损失 50

12.6.3驻波的能量 51

12.6.4振动的简正模式 51

12.7多普勒效应 53

12.8声波 56

12.8.1声波 56

12.8.2超声波 58

12.8.3次声波 58

12.9平面电磁波 59

12.9.1电磁波的产生与传播 59

12.9.2平面电磁波的性质 61

12.9.3电磁波的能量 61

12.9.4电磁波谱 62

12.10习题 63

模块5波动光学 70

第13章 光的干涉 70

13.1光源单色性光程相干光 70

13.1.1光源 70

13.1.2光源单色性 71

13.1.3光程与光程差 71

13.1.4光的相干现象 73

13.2双缝干涉 75

13.2.1杨氏双缝干涉实验 75

13.2.2干涉条纹的分布 76

13.3薄膜干涉 77

13.3.1等倾干涉 77

13.3.2等厚干涉 81

13.4迈克尔孙干涉仪 85

13.4.1迈克尔孙干涉仪 85

13.4.2迈克尔孙一莫雷实验 86

13.5分波面干涉装置 87

13.5.1菲涅尔双面镜 88

13.5.2菲涅尔双棱镜 88

13.5.3劳埃德镜 88

13.5.4比耶对切透镜 89

13.6时间相干条纹可见度 89

13.6.1时间相干性 90

13.6.2条纹的可见度 90

13.7习题 92

第14章 光的衍射 95

14.1惠更斯一菲涅尔原理 95

14.1.1光的衍射现象 95

14.1.2惠更斯一菲涅尔原理 96

14.1.3菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 96

14.2单缝衍射 97

14.2.1单缝夫琅禾费衍射 97

14.2.2单峰衍射的条纹空间分布 97

14.2.3单缝衍射的光强计算 100

14.3圆孔衍射 102

14.3.1圆孔衍射 102

14.3.2光学仪器的分辨能力 102

14.4光栅衍射 104

14.5 X射线衍射 108

14.6习题 109

第15章 光的偏振 111

15.1自然光偏振光 111

15.2偏振片马吕斯定律 112

15.2.1偏振片 112

15.2.2马吕斯定律 113

15.3反射光和折射光的偏振规律 114

15.4双折射 115

15.4.1双折射现象 115

15.4.2光轴主平面 115

15.4.3双折射现象的解释 116

15.4.4尼科耳棱镜 117

15.5椭圆偏振光和圆偏振光 118

15.5.1椭圆偏振光和圆偏振光 118

15.5.2四分之一波片 119

15.5.3偏振光的干涉 120

15.6旋光现象 121

15.7习题 122

模块6近代物理 126

第16章 相对论基础 126

16.1狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式 126

16.1.1迈克尔孙一莫雷实验 126

16.1.2狭义相对论的基本原理 127

16.1.3洛伦兹变化式 128

16.2相对论速度变换式 129

16.3狭义相对论的时空观 131

16.3.1关于“同时”的相对性 131

16.3.2时间延缓 132

16.3.3长度收缩 132

16.3.4相对性与绝对性 133

16.4狭义相对论动力学基础 133

16.4.1相对论力学的基本方程 133

16.4.2质量和能量的关系 134

16.4.3动量和能量的关系 135

16.5广义相对论简介 136

16.6习题 138

第17章 量子物理 141

17.1黑体辐射普朗克的量子假设 141

17.1.1黑体黑体辐射 142

17.1.2黑体辐射的实验定律 143

17.1.3普朗克量子假设普朗克黑体辐射公式 143

17.2光电效应爱因斯坦光子理论 145

17.2.1光电效应的实验规律 145

17.2.2爱因斯坦光子理论 146

17.2.3光的波-粒二象性 147

17.2.4光电效应的应用 147

17.3康普顿效应 148

17.4氢原子光谱玻尔的氢原子理论 150

17.4.1近代关于氢原子光谱的研究 150

17.4.2玻尔的氢原子理论及其缺陷 151

17.5德布罗意波实物粒子的波-粒二象性 153

17.5.1德布罗意波 153

17.5.2德布罗意波的实验证明 154

17.6不确定度关系 155

17.7波函数薛定谔方程 157

17.7.1波函数 157

17.7.2薛定谔方程 159

17.8一维无限深势阱问题 160

17.8.1一维无限深势阱 160

17.8.2一维势垒隧道效应 163

17.9量子力学中的氢原子问题 163

17.9.1氢原子的薛定谔方程 163

17.9.2量子化和量子数 164

17.9.3基态氢原子的电子分布概率 165

17.10电子的自旋多电子原子中的电子分布 166

17.10.1电子的自旋 166

17.10.2多电子原子中的电子分布 167

17.11习题 168

附录 171

复习题答案 174

参考文献 180