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第9章 稳恒磁场 1

引子：地球磁场是否会再次发生惊天大倒转 1

9-1 磁力、磁场和磁感应强度 2

9-1-1 磁力 2

9-1-2 磁场 3

9-2 毕奥-萨伐尔定律 4

9-2-1 稳恒电流的磁场 4

9-2-2 毕奥-萨伐尔定律的应用 6

9-2-3 运动电荷的磁场 10

9-3 磁场中的高斯定理和安培环路定理 12

9-3-1 磁感应线、磁通量、高斯定理 12

9-3-2 安培环路定理 15

9-3-3 安培环路定理的应用 17

9-4 磁场对载流线圈和运动电荷的作用 19

9-4-1 安培力 19

9-4-2 载流线圈在均匀外磁场中的安培力矩 21

9-4-3 安培力与洛伦兹力的关系 21

9-4-4 电磁的相对性 22

习题 25

第10章 磁介质 29

引子：你知道磁性薄膜的作用吗 29

10-1 磁介质的磁化规律 30

10-2 磁化强度、磁化电流 31

10-3 磁介质中的高斯定理和安培环路定理 33

10-3-1 高斯定理 33

10-3-2 环路定理 33

10-3-3 磁场强度 34

10-4 铁磁质 35

习题 37

第11章 电磁感应 38

引子：超导电性 38

11-1 法拉第电磁感应定律 39

11-2 动生电动势 41

11-3 感生电动势和涡旋电场 43

11-4 自感、自感磁能以及磁场中的能量 44

11-5 互感和互感磁能 47

11-6 LCR串联电路的暂态过程 49

11-6-1 LC电路 50

11-6-2 RC电路 51

11-6-3 LR电路 51

11-6-4 LCR电路 51

11-7 位移电流 52

11-8 真空中的麦克斯韦方程组 55

习题 57

第12章 热力学基础 59

引子：生命能够重来吗——浅谈自然界的不可逆现象 59

12-1 热力学平衡态及其描述 60

12-2 功、内能、热量和热力学过程 63

12-3 循环过程 卡诺循环 69

12-4 热力学第二定律 70

12-5 熵与熵增加原理 72

习题 75

第13章 气体动理论 78

引子：从一滴墨水的扩散看自然界的有序和无序 78

13-1 气体分子运动规律 79

13-2 理想气体的微观模型、压强和温度的统计意义 80

13-3 能量均分定理 82

13-4 麦克斯韦速率和速度分布 84

13-5 玻耳兹曼分布 86

13-6 气体分子平均碰撞频率和平均自由程 87

13-7 实际气体 88

13-8 输运过程 89

13-9 热力学第二定律的统计解释 90

13-10 耗散现象 91

习题 92

第14章 光学 94

引子：超光速存在吗？光速能降至多少 94

14-1 光的相干性 95

14-1-1 原子的发光机理 95

14-1-2 获得相干光的方法 96

14-2 光的干涉 97

14-2-1 分波阵面干涉 97

14-2-2 分振幅干涉 101

14-2-3 干涉的应用 106

14-3 光的衍射 108

14-3-1 惠更斯-菲涅耳原理 108

14-3-2 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射 109

14-3-3 光栅衍射 114

14-4 X射线衍射 117

14-4-1 X射线的产生 117

14-4-2 X射线在晶体上的衍射 117

14-4-3 劳厄相、德拜相及其应用 119

14-5 光的偏振 119

14-5-1 光的偏振态 119

14-5-2 光的起偏与检验 121

14-6 偏振光的干涉 125

14-6-1 偏振光干涉的实现 125

14-6-2 人为双折射 126

14-7 旋光 128

14-7-1 晶体和液体的旋光性 128

14-7-2 旋光的理论解释 128

14-7-3 磁致旋光 129

14-8 光的色散 129

14-9 非线性光学 130

14-9-1 非线性光学 130

14-9-2 二倍频 131

习题 132

第15章 量子物理 134

引子：从崂山道士之术到量子贯穿 134

15-1 辐射量子性（光的粒子性） 135

15-1-1 黑体辐射、普朗克能量子假说 135

15-1-2 光电效应、爱因斯坦光量子论 138

15-2 粒子波动性 143

15-2-1 德布罗意波 143

15-2-2 不确定关系 146

15-3 量子力学简介 149

15-3-1 波函数的统计解释 149

15-3-2 薛定谔方程 151

15-3-3 一维定态问题 152

15-3-4 量子力学基本问题的争论 156

15-4 原子结构理论 157

15-4-1 原子有核模型 157

15-4-2 氢原子玻尔模型 158

15-4-3 氢原子的量子理论 163

15-4-4 多电子原子 168

15-5 固体量子理论 172

15-5-1 晶体的结构 172

15-5-2 晶体电子能带 174

15-5-3 导体、绝缘体和半导体 177

15-5-4 半导体激光器 180

15-5-5 超导物理基础 182

15-5-6 A-B效应 186

习题 188

第16章 非线性物理简介 191

引子：英国的海岸线有多长——浅谈分形理论 191

16-1 非线性系统 192

16-1-1 非线性系统的主要特征 192

16-1-2 非线性系统的动力学方程 193

16-1-3 相空间分析 196

16-2 孤波和孤子 198

16-2-1 孤波的发现 198

16-2-2 KdV方程 199

16-2-3 孤子的性质 201

16-3 确定性混沌 202

16-3-1 混沌的发现 202

16-3-2 通向混沌之路 203

16-3-3 费根包姆常数、李雅普诺夫指数 205

16-4 分形和标度不变性 206

16-4-1 分形及分维 206

16-4-2 逾渗模型 208

16-4-3 标度不变性 209

习题 211

参考文献 212