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第11章 静电场 1

11.1 电荷 库仑定律 1

11.1.1 电荷 电荷守恒定律 1

11.1.2 库仑定律 2

11.1.3 静电力叠加原理 3

11.2 电场 电场强度 4

11.2.1 电场 4

11.2.2 电场强度 5

11.2.3 电场强度叠加原理 6

11.3 电场强度和电场力的计算 7

11.3.1 点电荷电场中的电场强度 8

11.3.2 点电荷系电场中的电场强度 8

11.3.3 连续分布电荷电场中的电场强度 10

11.3.4 电荷在电场中所受的力 15

11.4 电通量 真空中静电场的高斯定理 17

11.4.1 电场线 17

11.4.2 电通量 18

11.4.3 高斯定理 19

11.4.4 高斯定理的应用示例 21

11.5 静电场的环路定理 电势 24

11.5.1 静电力的功 24

11.5.2 静电场的环路定理 25

11.5.3 电势能 26

11.5.4 电势 电势差 26

11.5.5 电势的计算 27

11.6 等势面 电场强度与电势的关系 30

11.6.1 等势面 30

11.6.2 电场强度与电势的关系 31

11.7 静电场中的金属导体 33

11.7.1 金属导体的电结构 33

11.7.2 导体的静电平衡条件 33

11.7.3 静电平衡时导体上的电荷分布 35

11.7.4 静电屏蔽 37

11.7.5 计算示例 38

11.8 静电场中的电介质 39

11.8.1 电介质的电结构 39

11.8.2 电介质在外电场中的极化现象 41

11.9 有电介质时的静电场和高斯定理 42

11.9.1 有电介质时的静电场 42

11.9.2 有电介质时静电场的高斯定理 电位移矢量D 43

11.9.3 有电介质时静电场的高斯定理的应用 45

11.10 电容 电容器 48

11.10.1 孤立导体的电容 48

11.10.2 电容器的电容 49

11.10.3 电容器的串联和并联 52

11.11 电场的能量 54

习题11 56

第12章 稳恒磁场 62

12.1 恒定电流 62

12.1.1 电流 62

12.1.2 电流密度 63

12.1.3 电流的连续性方程 稳恒电场 64

12.1.4 欧姆定律 64

12.1.5 焦耳定律 65

12.1.6 电源 电动势 66

12.2 磁的基本现象 67

12.2.1 磁现象的早期认识 68

12.2.2 磁力、磁性的起源 69

12.3 磁场 磁感应强度 70

12.3.1 磁场 70

12.3.2 磁感应强度 71

12.4 毕奥－萨伐尔定律及其应用 72

12.4.1 毕奥－萨伐尔定律 72

12.4.2 应用示例 74

12.4.3 运动电荷的磁场 78

12.5 磁感应线 磁通量 真空中磁场的高斯定理 79

12.5.1 磁感应线 79

12.5.2 磁通量 81

12.5.3 真空中磁场的高斯定理 81

12.6 安培环路定理 82

12.6.1 安培环路定理 82

12.6.2 应用示例 85

12.7 磁场对载流导线的作用 安培定律 88

12.7.1 安培定律 88

12.7.2 两条无限长直电流之间的相互作用力“安培”的定义 89

12.7.3 均匀磁场中的载流线圈 91

12.8 带电粒子在电场和磁场中的运动 95

12.8.1 磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 95

12.8.2 带电粒子在电场和磁场中的运动 97

12.9 磁场中的磁介质 100

12.9.1 磁介质在外磁场中的磁化现象 100

12.9.2 抗磁质和顺磁质的磁化机理 101

12.9.3 磁介质的磁导率 102

12.10 有磁介质时磁场的高斯定理和安培环路定律 103

12.11 铁磁质 105

12.11.1 铁磁质的磁化特性 磁滞回线 105

12.11.2 铁磁性的磁畴理论 106

习题12 107

第13章 电磁感应和电磁场理论基础 113

13.1 电磁感应及其基本定律 113

13.1.1 电磁感应现象 113

13.1.2 楞次定律 114

13.1.3 法拉第电磁感应定律 115

13.2 动生电动势 120

13.2.1 动生电动势 120

13.2.2 动生电动势的表达式 121

13.3 感生电动势 涡旋电场 124

13.3.1 感生电动势与感生电场 涡旋电场 124

13.3.2 电子感应加速器 125

13.3.3 涡电流及其应用 126

13.4 自感和互感 127

13.4.1 自感 127

13.4.2 互感 130

13.5 磁场的能量 132

13.6 麦克斯韦的位移电流假设 134

13.7 麦克斯韦方程组的积分形式 137

13.7.1 电场 137

13.7.2 磁场 138

13.7.3 电磁场的麦克斯韦方程组（积分形式） 139

13.8 电磁振荡 电磁波 140

13.8.1 电磁振荡 140

13.8.2 电磁波 142

13.8.3 电磁波的辐射和传播 143

13.8.4 电磁波的能量 145

13.9 电磁波谱 147

习题13 149

第14章 几何光学 154

14.1 几何光学的基本定律 154

14.1.1 光的直进定律 155

14.1.2 光的反射定律 平面镜 155

14.1.3 光的折射定律 全反射 157

14.2 棱镜 159

14.2.1 棱镜 全反射棱镜 159

14.2.2 棱镜的偏向角 161

14.2.3 光的色散 161

14.3 球面傍轴成像 163

14.3.1 基本概念和符号法则 163

14.3.2 球面反射成像 165

14.3.3 球面折射成像 167

14.4 薄透镜的成像 169

14.4.1 透镜 169

14.4.2 薄透镜的成像公式 170

14.4.3 薄透镜的焦距 172

14.4.4 薄透镜成像的作图法 173

14.5 光学仪器简介 174

14.5.1 眼睛 174

14.5.2 放大镜 174

14.5.3 显微镜 175

14.5.4 望远镜 177

14.5.5 照相机 178

习题14 179

第15章 波动光学 181

15.1 光的干涉 光强度 181

15.1.1 波干涉现象的回想 181

15.1.2 光强度 光的干涉 182

15.1.3 相干光的获得 184

15.2 双缝干涉 186

15.2.1 杨氏双缝干涉实验 186

15.2.2 洛埃德镜实验 半波损失 189

15.3 光程光程差 190

15.3.1 光程 190

15.3.2 光程差 192

15.3.3 额外光程差 干涉条件的一般表述 193

15.3.4 透镜不引起额外的光程差 194

15.4 平行平面薄膜的光干涉 194

15.5 劈形薄膜的光干涉 198

15.5.1 劈形薄膜 198

15.5.2 牛顿环 201

15.6 迈克耳孙干涉仪 203

15.7 光的衍射现象 205

15.7.1 光的衍射现象 205

15.7.2 惠更斯－菲涅耳原理 206

15.8 单缝衍射 207

15.8.1 单缝的夫琅禾费衍射 207

15.8.2 单缝衍射条纹的形成 207

15.8.3 单缝衍射条纹的明、暗条件 208

15.9 衍射光栅 衍射光谱 211

15.9.1 衍射光栅 211

15.9.2 光栅衍射条纹的成因 213

15.9.3 光栅公式 214

15.9.4 衍射光谱 216

15.10 光学仪器的分辨率 217

15.10.1 圆孔衍射 217

15.10.2 光学仪器的分辨率 218

15.11 X射线的衍射 布拉格公式 219

15.12 光的偏振 221

15.13 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 223

15.13.1 偏振片的起偏和检偏 224

15.13.2 马吕斯定律 225

15.13.3 偏振片的应用 225

15.14 反射和折射时光的偏振 226

15.14.1 反射和折射的起偏 226

15.14.2 光的双折射现象 229

15.15 偏振光的干涉 人工双折射 230

习题15 232

第16章 早期量子论 235

16.1 热辐射 235

16.1.1 热辐射及其定量描述 235

16.1.2 绝对黑体辐射定律 普朗克公式 236

16.2 光电效应 239

16.2.1 光电效应的实验规律 239

16.2.2 光电效应与光的波动理论的矛盾 240

16.2.3 爱因斯坦的光子假设 光的波粒二象性 241

16.2.4 光电效应的应用 242

16.3 康普顿效应 电磁辐射的波粒二象性 243

16.3.1 康普顿效应 243

16.3.2 电磁辐射的波粒二象性 245

16.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 246

16.4.1 氢原子光谱的规律性 246

16.4.2 玻尔的氢原子理论 247

习题16 251

第17章 量子力学基础 253

17.1 德布罗意的假设 海森伯的不确定关系 253

17.1.1 实物粒子的波动性——德布罗意假设 253

17.1.2 海森伯的不确定关系 255

17.2 波函数及其统计解释 257

17.2.1 液函数 257

17.2.2 波函数的统计解释 259

17.2.3 液函数的归一化条件及标准条件 260

17.3 薛定谔方程 261

17.3.1 薛定谔方程 261

17.3.2 定态薛定谔方程 262

17.4 定态薛定谔方程的应用 263

17.4.1 一维无限深方形势阱 263

17.4.2 一维线性简谐振子 266

17.4.3 势垒贯穿 268

17.4.4 氢原子 270

17.5 电子的自旋 多电子的原子及电子壳层模型 273

17.5.1 电子的自旋 自旋磁量子数 273

17.5.2 多电子的原子 275

17.5.3 原子中的电子壳层模型 元素周期表的本源 276

习题17 279

第18章 原子核和基本粒子简介 280

18.1 原子核的结构和基本性质 280

18.1.1 原子核的组成 280

18.1.2 原子核的电荷 280

18.1.3 原子核的质量 280

18.1.4 原子核的结合能 281

18.1.5 核力 282

18.1.6 原子核的大小 283

18.2 原子核的衰变和衰变规律 284

18.2.1 天然放射性现象 284

18.2.2 原子核衰变的规律 285

18.2.3 位移定则 286

18.2.4 探测放射性现象的方法 286

18.3 核反应 287

18.3.1 人工核反应 中子 287

18.3.2 人工放射性 正电子 288

18.3.3 放射性同位素及其应用 289

18.3.4 获得高能粒子的方法 290

18.4 原子核能的利用 290

18.4.1 重核裂变 291

18.4.2 轻核聚变 293

18.5 基本粒子简介 294

18.5.1 基本粒子的发现 强子的夸克模型 294

18.5.2 夸克模型 294

18.5.3 基本粒子的相互作用 295

参考文献 297