大学物理 下PDF电子书下载

第三篇 电磁学 3

第7章 静电场 3

7.1电荷与库仑定律 3

7.1.1电荷 3

7.1.2点电荷 3

7.1.3库仑定律 4

7.1.4叠加原理 4

7.2电场与电场强度 5

7.2.1电场 5

7.2.2电场强度 6

7.2.3电场强度的计算 6

7.3静电场的高斯定理 12

7.3.1电场线 12

7.3.2“静电场”电场线的性质 13

7.3.3电通量 13

7.3.4静电场的高斯定理 15

7.3.5高斯定理的应用举例 17

7.4静电力的功电势 21

7.4.1静电力的功 21

7.4.2静电场的环路定理 22

7.4.3电势差和电势 23

7.4.4电势的计算 24

7.4.5等势面 27

7.4.6电场强度与电势梯度的关系 28

7.5静电场中的导体 29

7.5.1导体的静电平衡条件 29

7.5.2静电平衡时导体上的电荷分布 30

7.5.3导体表面附近的电场强度与面上对应点的电荷面密度的关系 31

7.5.4孤立导体的形状对电荷分布的影响 32

7.5.5导体静电平衡时的讨论方法 32

7.5.6静电屏蔽 33

7.6电容器电场的能量 35

7.6.1孤立导体的电容 35

7.6.2电容器及其电容 35

7.6.3电容器的串联和并联 37

7.6.4电场的能量 39

7.7介质中的静电场 40

7.7.1电介质的电结构 40

7.7.2电介质的极化 40

7.7.3电极化强度 极化电荷与极化强度的关系 41

7.7.4电极化强度P与场强E的关系 41

7.7.5有介质时的高斯定理 42

习题 44

第8章 恒定电流和稳恒磁场 48

8.1恒定电流 48

8.1.1电流强度和电流密度 48

8.1.2电流的连续性方程和恒定电流条件 49

8.1.3欧姆定律 50

8.1.4焦耳定律 50

8.1.5闭合电路的欧姆定律 50

8.1.6含源电路的欧姆定律 51

8.1.7基尔霍夫方程组 52

8.2磁场 磁感应强度 53

8.2.1磁现象 53

8.2.2磁感应强度 53

8.3毕奥—萨伐尔定律 54

8.3.1毕奥-萨伐尔定律的定义 55

8.3.2运动点电荷的磁场 55

8.3.3毕奥-萨伐尔定律的应用 56

8.4磁场的高斯定理 59

8.5磁场的安培环路定理 61

8.5.1安培环路定理 61

8.5.2安培环路定理的应用 62

8.6磁场对运动电荷的作用 64

8.6.1洛伦兹力 64

8.6.2带电粒子在均匀磁场中的运动 65

8.6.3霍尔效应 66

8.7磁场对载流导线的作用 66

8.7.1安培定律 66

8.7.2两平行长直电流之间的相互作用 67

8.7.3电流强度的单位——“安培”的定义 68

8.7.4磁力对载流导线做的功 68

8.8磁场对载流线圈的磁力矩 70

8.9磁场中的磁介质 磁场强度 71

8.9.1磁介质的磁化强度 72

8.9.2磁化电流 73

8.9.3磁场强度有磁介质时的安培环路定理 74

习题 77

第9章 电磁感应 81

9.1电源电动势 81

9.1.1非静电力 81

9.1.2电动势 82

9.2电磁感应定律 83

9.2.1电磁感应现象 83

9.2.2楞次定律 83

9.2.3法拉第电磁感应定律 84

9.3动生电动势 86

9.3.1动生电动势的定义 87

9.3.2交流发电机的基本原理 88

9.4感生电动势和感生电场 89

9.4.1感生电场 89

9.4.2感生电场和感应电动势的计算 92

9.4.3感生电场的应用 94

9.5自感和互感 94

9.5.1自感现象 94

9.5.2自感系数和自感电动势的计算 95

9.5.3互感现象 96

9.5.4互感系数和互感电动势的计算 96

9.6磁场的能量 97

9.6.1 RL串联电路 97

9.6.2自感线圈的磁能 99

9.6.3互感线圈的磁能 99

9.6.4磁场的能量 100

9.7位移电流麦克斯韦方程组 100

9.7.1位移电流 100

9.7.2麦克斯韦方程组 102

习题 103

第10章 电磁波理论 107

10.1电磁振荡 107

10.2电磁波的产生 108

10.2.1从电磁振荡到电磁波 108

10.2.2偶极振子发射的电磁波 109

10.3电磁波的性质 110

10.3.1电磁波的基本性质 110

10.3.2电磁波的能量 111

10.4电磁波的应用 111

习题 112

第四篇 光学 117

第11章 波动光学 117

11.1光波 相干光 光程差 117

11.1.1光波 117

11.1.2相干光 118

11.1.3光程和光程差 121

11.2光波的干涉 双缝干涉 123

11.2.1杨氏双缝干涉实验 123

11.2.2干涉明暗条纹的位置 124

11.2.3杨氏双缝干涉的光强分布 125

11.2.4缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性 125

11.2.5菲涅耳双镜实验 127

11.2.6劳埃德镜实验 127

11.3薄膜干涉 128

11.3.1等倾干涉 128

11.3.2等厚干涉 133

11.3.3迈克耳孙干涉仪 138

11.3.4时间相干性 140

11.4光波的衍射 惠更斯-菲涅耳原理 141

11.4.1光波的衍射现象 141

11.4.2惠更斯-菲涅耳原理 141

11.4.3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 142

11.5单缝衍射 光栅衍射 142

11.5.1单缝的夫琅禾费衍射 142

11.5.2圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨率 145

11.5.3光栅衍射 148

11.5.4 X射线的衍射 153

11.6光的偏振性 自然光和偏振光 154

11.6.1光的偏振性 马吕斯定律 155

11.6.2反射光和折射光的偏振 159

11.6.3双折射偏振棱镜 161

11.6.4旋光现象 166

11.6.5偏振光的干涉 167

习题 176

第五篇 近代物理 181

第12章 相对论 181

12.1绝对时空观 伽利略变换 181

12.1.1绝对时空观 181

12.1.2伽利略坐标变换 181

12.2狭义相对论的基本原理 182

12.3洛伦兹变换 182

12.4狭义相对论的时空观 184

12.4.1同时性的相对性 184

12.4.2时间膨胀 185

12.4.3空间塌缩 185

12.4.4狭义相对论的速度变换公式 185

12.5相对论的质量和能量 186

12.5.1相对论质量 186

12.5.2相对论动能和能量 187

12.6广义相对论的建立 187

12.6.1引力质量与惯性质量的等同性 188

12.6.2等效原理 188

习题 189

第13章 量子力学基础 192

13.1黑体辐射 普朗克量子假说 192

13.1.1黑体辐射 192

13.1.2黑体辐射的实验规律 194

13.1.3普朗克能量子假说 194

13.2光电效应 196

13.2.1光电效应的实验规律 196

13.2.2光电效应的理论解释光量子假设 197

13.2.3光的波粒二象性 199

13.3德布罗意物质波 199

13.3.1德布罗意假设 199

13.3.2德布罗意物质波的实验证明 200

13.3.3德布罗意物质波的应用 202

13.4不确定关系 202

13.4.1位置和动量的不确定关系 202

13.4.2能量和时间的不确定关系 203

13.5波函数 204

13.5.1波函数的概念 204

13.5.2波函数的统计性解释 205

13.5.3波函数的性质 206

13.6薛定谔方程 207

13.6.1薛定谔方程 207

13.6.2定态薛定谔方程 208

13.6.3态叠加原理 208

13.7一维无限深势阱 209

习题 211

第14章 凝聚态物理基础 213

14.1金属的自由电子气模型 213

14.1.1金属自由电子气模型 214

14.1.2电子能级和波函数 215

14.1.3自由电子气模型中电子状态数密度 215

14.1.4费米能级和能量 216

14.1.5金属导电的量子理论 217

14.2固体的能带理论 218

14.2.1电子共有化 218

14.2.2能带的形成 219

14.2.3满带、导带和禁带 220

14.2.4导体、绝缘体和半导体 220

14.3半导体 222

14.3.1半导体的导电机理 222

14.3.2本征半导体和杂质半导体 222

14.3.3电阻和温度的关系 223

14.3.4半导体的光电导现象 223

14.3.5 PN结的形成与特性 224

14.3.6半导体器件 226

习题 230

习题参考答案 232

参考文献 237