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第四篇 电磁场和相互作用 3

第9章 静电场 3

9.1电荷 库仑定律 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静电场的高斯定理及其应用 12

9.3.1电场线 12

9.3.2电通量 13

9.3.3静电场的高斯定理 15

9.3.4高斯定理的应用 17

9.4静电场的环路定理 电势 22

9.4.1静电场的环路定理 22

9.4.2电势能 23

9.4.3电势 电势差 24

9.4.4电势的计算 25

9.5电场强度与电势的关系 28

9.5.1等势面 28

9.5.2场强与电势的梯度关系 29

9.6静电场中的导体 31

9.6.1导体的静电平衡 31

9.6.2空腔导体和静电屏蔽 33

9.7静电场中的电介质 35

9.7.1电介质的极化 35

9.7.2电介质中的场强 极化电荷面密度 37

9.7.3电介质中的高斯定理 电位移矢量 38

9.8电容 电容器 40

9.8.1孤立导体的电容 40

9.8.2电容器的电容 40

9.8.3电容器的串联和并联 42

9.9静电场的能量 44

9.9.1电容器的能量 44

9.9.2电场能量 电场能量密度 45

本章提要 47

习题 49

第10章 稳恒电流的磁场 52

10.1稳恒电流 电动势 52

10.1.1电流强度和电流密度 52

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 72

10.4.1高斯定理 72

10.4.2安培环路定理 76

10.5磁场对运动电荷及载流体的作用 84

10.5.1带电粒子在磁场中的运动 85

10.5.2霍尔效应 88

10.5.3磁场对载流导线的作用 安培定律 90

10.5.4磁场对载流线圈的作用 95

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磁介质磁场的基本定理 102

10.6.4铁磁质 105

本章提要 108

习题 110

第11章 变化的电磁场 113

11.1电磁感应的基本规律 113

11.1.1电磁感应实验现象 113

11.1.2楞次定律 115

11.1.3法拉第电磁感应定律 116

11.2动生电动势 120

11.3感生电动势 感生电场 125

11.3.1感生电动势 125

11.3.2感生电场 126

11.3.3电子感应加速器——用感生电场来加速电子 128

11.3.4涡电流 130

11.4自感和互感 132

11.4.1自感现象和自感系数 132

11.4.2互感现象和互感电动势 134

11.5磁场能量 137

11.5.1自感磁能 137

11.5.2磁场的能量密度 138

11.6位移电流 141

11.6.1位移电流 141

11.6.2全电流定律 143

11.7麦克斯韦方程组的积分形式 145

本章提要 148

习题 150

第五篇 多粒子体系的热物理 155

第12章 气体动理论 155

12.1物质的微观模型 统计规律性 155

12.1.1宏观物体由大量分子或原子组成 155

12.1.2分子在永不停息地做无规则运动 155

12.1.3分子之间存在相互作用力 156

12.1.4统计规律性 157

12.2状态参量 平衡态 准静态过程 159

12.2.1状态参量 159

12.2.2平衡态 160

12.2.3准静态过程 161

12.3理想气体的状态方程 162

12.4理想气体的压强和温度公式 164

12.4.1理想气体的微观模型 164

12.4.2理想气体的压强公式 165

12.4.3理想气体的温度公式 168

12.4.4气体分子的方均根速率 169

12.5能量均分定理 理想气体的内能 171

12.5.1自由度 171

12.5.2能量均分定理 173

12.5.3理想气体的内能 174

12.6麦克斯韦速率分布律 177

12.6.1测定气体分子速率分布的实验 177

12.6.2气体分子的速率分布 179

12.6.3三种统计速率 181

12.7分子的平均自由程和平均碰撞频率 185

12.7.1分子间的碰撞 185

12.7.2平均自由程和平均碰撞频率 186

本章提要 189

习题 190

第13章 热力学基础 192

13.1内能 功 热量与热容 192

13.1.1内能 192

13.1.2功 192

13.1.3热量与热容 194

13.2热力学第一定律及其应用 195

13.2.1热力学第一定律 195

13.2.2热力学第一定律在各种等值过程中的应用 197

13.3绝热过程 205

13.3.1准静态绝热过程 206

13.3.2绝热线与等温线 207

13.3.3多方过程 208

13.4循环过程 卡诺循环 211

13.4.1循环过程 211

13.4.2卡诺循环 214

13.5热力学第二定律及其统计意义 221

13.5.1热力学第二定律 221

13.5.2两种表述的等价性 222

13.5.3可逆过程与不可逆过程 223

13.5.4卡诺定理 224

13.5.5热力学第二定律的统计意义 225

本章提要 226

习题 227

第六篇 量子物理基础 233

第14章量子力学基础 233

14.1黑体辐射和普朗克量子化 233

14.1.1黑体辐射现象 233

14.1.2黑体辐射的实验结果 234

14.1.3普朗克的能量量子化 235

14.2光电效应和爱因斯坦光子说 237

14.2.1光电效应实验 237

14.2.2爱因斯坦光子说 238

14.2.3康普顿散射 240

14.3玻尔的氢原子理论 243

14.3.1氢原子光谱 243

14.3.2原子结构模型 243

14.3.3玻尔的三点基本假设 244

14.3.4氢原子的能级和光谱公式 245

14.4德布罗意物质波 247

14.5不确定关系 251

14.6波函数 薛定谔方程 252

14.6.1波函数 252

14.6.2薛定谔方程 254

14.6.3定态薛定谔方程 255

14.7一维势场 256

14.7.1一维无限深方势阱 256

14.7.2隧道效应 258

14.8氢原子结构的量子力学解释 259

14.8.1氢原子的薛定谔方程 259

14.8.2三个量子数 260

14.8.3电子的概率分布 261

14.9电子自旋和多电子原子结构 261

14.9.1自旋 261

14.9.2多电子原子 262

本章提要 264

习题 265

习题答案 267

参考文献 272