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第十一章 静电场 1

11.1 电荷与物质 1

一、电荷 1

二、物质的电结构 2

三、导体与绝缘体 3

四、电荷守恒定律 3

五、电荷的量子化 5

11.2 库仑定律 6

一、库仑定律 6

二、电荷量的单位 7

三、叠加原理 8

11.3 电场强度 电场线 8

一、场的概念 8

二、电场强度 9

三、场强叠加原理 10

四、电场线 20

11.4 高斯定理 21

一、电场强度通量 21

二、高斯定理 22

三、利用高斯定理求场强 26

11.5 电荷在电场中所受的力 29

一、点电荷在电场中所受的力 29

二、点电荷系在电场中所受的力 32

11.6 电场力的功 电势 33

一、静电场力的功 电势能 34

二、电势和电势差 36

三、电势叠加原理 39

四、等势面 42

五、场强与电势的关系 43

11.7 静电场中的导体 47

一、导体达到静电平衡的条件和性质 47

二、尖端效应 电晕 50

三、静电屏蔽 55

四、电容器 58

11.8 电介质的极化 62

一、电介质的极化 62

二、极化强度及其与束缚电荷的关系 66

三、电介质中的电场 69

四、电位移矢量 有电介质存在时的高斯定理 72

五、压电效应与逆压电效应 75

11.9 电场的能量 76

一、带电体系的能量 76

二、电场的能量 79

11.10 恒定电流 81

一、电流与电流密度 82

二、导体的电阻 欧姆定律 86

三、电流的功和功率 焦耳定律 89

四、电动势 闭合电路和不均匀电路的欧姆定律 91

五、基尔霍夫定律 97

六、金属导电的经典电子论 103

思考题 104

习题 107

第十二章 磁场 116

12.1 基本磁现象 安培定律 116

一、磁现象 116

二、电流间的相互作用力安培定律 118

12.2 电流的磁场 磁感应强度 121

一、磁场及其描述 121

二、毕奥-萨伐尔定律 122

三、平面载流回路在磁场中受到的力和力矩 123

12.3 恒定电流磁场的基本方程式 127

一、磁场的高斯定理 127

二、磁场的环流 安培环路定理 129

三、恒定电流磁场的基本方程式 131

12.4 带电粒子在电场和磁场中的运动 134

一、洛伦兹力 134

二、带电粒子在匀强磁场中的运动 135

三、回旋加速器的基本原理 136

四、质谱仪 137

五、霍尔效应 139

12.5 磁介质 介质中的磁场 140

一、磁介质和分子电流 磁化强度矢量 140

二、磁化电流 142

三、有磁介质时的安培环路定理 144

四、介质中磁场的基本方程式 146

五、磁场的边界条件 146

六、铁磁质 147

思考题 149

习题 151

第十三章 电磁感应 156

13.1 电磁感应定律 156

一、电磁感应现象 156

二、楞次定律 158

三、法拉第电磁感应定律 159

13.2 动生电动势和感生电动势 162

一、动生电动势 162

二、感生电动势 166

13.3 自感与互感 169

一、自感现象与自感系数 169

二、互感现象与互感系数 172

13.4 磁场的能量 174

一、自感储能 174

二、电流体系的相互作用能 178

三、磁场的能量 180

13.5 电磁感应现象的应用举例 182

一、涡流现象及其应用 182

二、电子感应加速器 185

三、电磁流量计 186

13.6 麦克斯韦方程组和电磁场 187

一、位移电流及其所激发的磁场 187

二、麦克斯韦方程 192

思考题 193

习题 197

第十四章 交流电 205

14.1 交流电的基本性质 205

一、关于交流电的基本概念 205

二、正弦交流电的产生 206

三、正弦交流电的基本参量 208

四、正弦交流电的旋转矢量表示法 210

五、两同频率交流电的叠加 210

14.2 交流电路中的电阻、电感和电容 211

一、交流电路中的电阻 212

二、纯电感电路 214

三、纯电容电路 216

14.3 RLC串、并联电路谐振 218

一、RLC串联电路 串联谐振 218

二、RLC并联电路 并联谐振 221

14.4 交流电的复数表示法 224

一、交流电的复数表示法 224

二、复阻抗 交流欧姆定律 225

三、交流电桥 230

14.5 三相交流电 231

一、三相交流电 231

二、三相电路负载的连接方法 234

三、异步电动机 236

思考题 238

习题 240

第十五章 电磁波 245

15.1 麦克斯韦方程组 245

15.2 真空中的平面电磁波 246

15.3 电磁波的能流与动量 254

15.4 电磁波的辐射 257

一、辐射电磁波的条件 257

二、电偶极子辐射 258

三、几种辐射介绍 263

思考题 265

习题 266

第十六章 光通过各向同性介质及其边界时的传播 268

16.1 光的电磁波特性 268

一、光是电磁波中的一部分 268

二、光强 269

16.2 偏振光与自然光 270

一、光波的偏振性 270

二、偏振光与自然光 270

16.3 光的传播——费马原理 271

16.4 菲涅耳公式 273

一、界面上的电磁理论 273

二、反射比和透射比 274

三、布儒斯特角 276

四、相位变化 277

五、全内反射 光学扫描隧穿显微镜 279

16.5 光的吸收 282

一、朗伯定律 282

二、光学材料 282

三、比尔定律 283

四、吸收光谱 283

五、吸收的机制 283

16.6 光的散射 284

一、散射的种类 284

二、瑞利散射 285

三、拉曼散射 286

16.7 色散 288

一、色散现象 288

二、三棱镜的色散 290

三、棱镜的角色散率 291

16.8 非线性光学 292

一、非线性现象 292

二、非线性极化 293

16.9 光在导电介质中的传播 297

一、导电介质中的电磁波 297

二、金属的反射 298

习题 299

第十七章 光的干涉与衍射 302

17.1 惠更斯原理 302

17.2 波的特性——干涉 302

一、波的叠加 302

二、相干条件 303

17.3 分波阵面干涉 304

一、杨氏双缝干涉 304

二、干涉条纹的可见度 307

三、劳埃德镜 308

17.4 薄膜干涉 309

一、分振幅双光束干涉 309

二、等倾干涉 311

三、等厚干涉 312

四、牛顿环 313

五、增透膜 314

17.5 迈克耳孙干涉仪 317

一、结构与原理 317

二、干涉条纹 319

三、激光比长仪 320

17.6 分振幅多光束干涉 321

一、多光束干涉特点 321

二、法布里-珀罗（F-P）干涉仪 323

三、金属膜干涉滤光片 327

17.7 惠更斯-菲涅耳原理 328

一、光的衍射现象 328

二、惠更斯-菲涅耳原理 328

17.8 菲涅耳衍射 329

一、菲涅耳波带 329

二、菲涅耳圆孔衍射 332

三、菲涅耳圆盘衍射 334

17.9 菲涅耳波带片 335

17.10 全息照相 337

一、全息照相的拍摄 337

二、全息照相原理 338

三、彩虹全息 339

17.11 夫琅禾费衍射 340

一、夫琅禾费单缝衍射 340

二、夫琅禾费双缝衍射 344

17.12 光栅 346

一、夫琅禾费多缝衍射 346

二、光栅的色散 348

三、光谱分辨率 350

四、闪耀光栅 352

17.13 晶体的X射线衍射 353

17.14 光学仪器的分辨率 355

一、夫琅禾费圆孔衍射 355

二、分辨本领 357

三、显微镜的分辨率 358

17.15 激光 359

一、辐射跃迁 359

二、粒子数反转 361

三、光学谐振腔 362

习题 364

第十八章 光在各向异性介质中的传播 370

18.1 二向色性 370

一、导体线栅 370

二、二向色性晶体 371

三、人造偏振片 371

18.2 起偏与检偏 372

一、线偏振光的获得和检验 372

二、马吕斯定律 372

三、偏振度 373

四、椭圆偏振光 373

18.3 双折射 374

一、双折射现象 374

二、双折射及二向色性的经典振子模型 376

三、单轴晶体中的波面 377

四、单轴晶体中光波的传播 378

18.4 偏振器件 380

一、沃拉斯顿棱镜 381

二、尼科耳棱镜 381

三、波片 382

18.5 偏振光的干涉及应用 385

一、偏光干涉 385

二、光弹性效应 387

三、电光效应 387

18.6 旋光 388

一、旋光性 388

二、旋光色散 390

三、圆二色性 391

习题 392

第十九章 气体分子动理论 395

19.1 理想气体物态方程 396

一、状态参量 396

二、气体的基本实验定律 397

三、理想气体物态方程 398

19.2 气体分子动理论的基本概念、统计规律性 400

一、分子动理论的实验基础 400

二、统计规律性 402

19.3 理想气体的微观模型，理想气体的压强公式，温度的统计意义 404

一、理想气体微观模型 404

二、理想气体的压强公式 404

三、温度的统计意义 406

19.4 麦克斯韦速率分布和玻耳兹曼分布律 408

一、气体分子速率的实验测定 408

二、麦克斯韦速率分布律 409

三、三种分子速率 412

四、气体分子在重力场中按高度的分布 414

五、玻耳兹曼分布律 416

19.5 能量均分定理 416

一、气体分子的自由度 416

二、能量按自由度均分定理 417

三、理想气体的内能 418

四、理想气体的比热容 418

19.6 分子的碰撞和平均自由程 421

一、碰撞和碰撞截面 421

二、平均自由程和碰撞频率 424

19.7 气体的输运过程 427

一、黏性 428

二、扩散 430

三、热传导 432

四、输运系数与压强的关系 432

19.8 实际气体 433

一、实际气体的等温线 433

二、范德瓦耳斯方程 435

附录 麦克斯韦速率分布律的一种推导 439

思考题 442

习题 443

第二十章 热力学 447

20.1 热力学第一定律 447

一、热力学过程 447

二、功 448

三、内能 450

四、热力学第一定律的数学表述 451

20.2 热力学第一定律对理想气体的应用 451

一、理想气体的等体过程 451

二、理想气体的等压过程 452

三、理想气体的等温过程 453

四、理想气体的绝热过程 454

20.3 循环过程 卡诺循环 457

一、循环过程和热机的效率 457

二、卡诺循环 460

20.4 可逆过程和不可逆过程 466

20.5 热力学第二定律 熵 467

一、热力学第二定律的表述 467

二、卡诺定理 468

三、熵和热力学第二定律的数学表述 470

思考题 477

习题 478

第二十一章 物态和相变 481

21.1 物态和相 481

一、物态 481

二、相 481

21.2 实际气体 482

21.3 液体 482

一、液体的微观结构 483

二、液体的表面张力 484

三、毛细现象 487

四、渗透压 491

五、液晶 492

21.4 固体 494

一、晶体与非晶体 494

二、晶体的对称结构 498

三、晶体结合的基本形式 499

四、晶体的结合能 501

21.5 相变 502

一、气液相变 502

二、固液相变 505

三、固气相变 507

四、三相图 507

五、克拉珀龙方程 509

21.6 非平衡相变和自组织现象 512

一、贝纳德花样 512

二、激光 513

三、化学钟 513

四、生物学方面的例子 514

思考题 514

习题 515