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第4篇 电磁学 3

第15章 静电场 3

15.1电荷 3

15.2库仑定律与叠加原理 6

15.3电场和电场强度 8

15.4静止的点电荷的电场及其叠加 10

15.5电场线和电通量 15

15.6高斯定律 17

15.7利用高斯定律求静电场的分布 19

提要 23

思考题 24

习题 25

第16章 电势 29

16.1静电场的保守性 29

16.2电势差和电势 31

16.3电势叠加原理 33

16.4电势梯度 36

16.5电荷在外电场中的静电势能 38

16.6电荷系的静电能 40

16.7静电场的能量 42

提要 44

思考题 45

习题 45

第17章 静电场中的导体 50

17.1导体的静电平衡条件 50

17.2静电平衡的导体上的电荷分布 51

17.3有导体存在时静电场的分析与计算 53

17.4静电屏蔽 55

17.5唯一性定理 56

提要 58

思考题 59

习题 59

今日物理趣闻J大气电学 62

J.1晴天大气电场 63

J.2雷暴的电荷和电场 65

J.3闪电 67

第18章 静电场中的电介质 70

18.1电介质对电场的影响 70

18.2电介质的极化 71

18.3 D的高斯定律 74

18.4电容器和它的电容 79

18.5电容器的能量 81

提要 84

思考题 84

习题 85

第19章 恒定电流 90

19.1电流和电流密度 90

19.2恒定电流与恒定电场 92

19.3欧姆定律和电阻 94

19.4电动势 96

19.5有电动势的电路 98

19.6电容器的充电与放电 100

19.7电流的一种经典微观图像 102

提要 104

思考题 105

习题 106

第20章 磁场和它的源 108

20.1磁力与电荷的运动 108

20.2磁场与磁感应强度 109

20.3毕奥-萨伐尔定律 112

20.4匀速运动点电荷的磁场 117

20.5安培环路定理 119

20.6利用安培环路定理求磁场的分布 121

20.7.与变化电场相联系的磁场 124

20.8电场和磁场的相对性和统一性 127

提要 128

思考题 129

习题 130

科学家介绍 麦克斯韦 133

第21章 磁力 136

21.1带电粒子在磁场中的运动 136

21.2霍尔效应 138

21.3载流导线在磁场中受的磁力 140

21.4载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩 142

21.5平行载流导线间的相互作用力 144

提要 146

思考题 147

习题 148

今日物理趣闻K 等离子体 154

K.1物质的第四态 154

K.2等离子体内的磁场 156

K.3磁场对等离子体的作用 157

K.4热核反应 158

K.5等离子体的约束 160

K.6冷聚变 162

第22章 磁场中的磁介质 164

22.1磁介质对磁场的影响 164

22.2原子的磁矩 165

22.3磁介质的磁化 168

22.4 H的环路定理 170

22.5铁磁质 172

22.6简单磁路 177

提要 178

思考题 179

习题 180

第23章 电磁感应 183

23.1法拉第电磁感应定律 183

23.2动生电动势 185

23.3感生电动势和感生电场 188

23.4互感 191

23.5自感 192

23.6磁场的能量 195

提要 197

思考题 197

习题 198

科学家介绍 法拉第 202

今日物理趣闻L超导电性 205

L.1超导现象 205

L.2临界磁场 206

L.3超导体中的电场和磁场 207

L.4第二类超导体 208

L.5 BCS理论 209

L.6约瑟夫森效应 210

L.7超导在技术中的应用 212

L.8高温超导 213

第24章 麦克斯韦方程组和电磁辐射 215

24.1麦克斯韦方程组 215

24.2加速电荷的电场 218

24.3加速电荷的磁场 220

24.4电磁波的能量 223

24.5同步辐射 226

24.6电磁波的动量 227

24.7 A-B效应 229

提要 231

思考题 231

习题 232

第5篇 近代物理 237

第25章 狭义相对论基础 237

25.1牛顿相对性原理和伽利略变换 237

25.2爱因斯坦相对性原理和光速不变 240

25.3同时性的相对性和时间延缓 241

25.4长度收缩 246

25.5洛伦兹坐标变换 248

25.6相对论速度变换 251

25.7相对论质量 254

25.8力和加速度的关系 256

25.9相对论动能 257

25.10相对论能量 259

25.11动量和能量的关系 262

25.12相对论力的变换 264

提要 265

思考题 267

习题 267

科学家介绍 爱因斯坦 270

今日物理趣闻M弯曲的时空——广义相对论简介 273

M.1等效原理 273

M.2光线的偏折和空间弯曲 275

M.3广义相对论 277

M.4引力时间延缓 278

M.5引力波 279

M.6黑洞 281

今日物理趣闻N大爆炸和宇宙膨胀 283

N.1现时的宇宙 283

N.2宇宙膨胀和大爆炸 284

N.3从大爆炸到今天 286

N.4宇宙的未来 289

N.5至大和至小的理论结合起来了 292

第26章 波粒二象性 294

26.1黑体辐射 294

26.2光电效应 297

26.3光的二象性 光子 299

26.4康普顿散射 302

26.5粒子的波动性 305

26.6概率波与概率幅 308

26.7不确定关系 312

提要 316

思考题 317

习题 318

科学家介绍 德布罗意 321

第27章 薛定谔方程 323

27.1薛定谔得出的波动方程 323

27.2无限深方势阱中的粒子 327

27.3势垒穿透 331

27.4谐振子 335

提要 337

思考题 338

习题 338

科学家介绍 薛定谔 340

第28章 原子中的电子 342

28.1氢原子 342

28.2电子的自旋与自旋轨道耦合 351

28.3微观粒子的不可分辨性和泡利不相容原理 356

28.4各种原子核外电子的组态 358

28.5 X射线 362

28.6激光 365

28.7分子结构 369

28.8分子的转动和振动能级 373

提要 377

思考题 379

习题 379

科学家介绍 玻尔 383

今日物理趣闻O 自由电子激光 385

今日物理趣闻P激光应用二例 388

P.1多光子吸收 388

P.2激光冷却与捕陷原子 390

第29章 固体中的电子 393

29.1自由电子按能量的分布 393

29.2金属导电的量子论解释 397

29.3量子统计 398

29.4能带导体和绝缘体 402

29.5半导体 404

29.6 PN结 406

29.7半导体器件 407

提要 409

思考题 410

习题 411

今日物理趣闻Q新奇的纳米科技 412

Q.1什么是纳米科技 412

Q.2纳米材料 413

Q.3纳米器件 414

第30章 核物理 417

30.1核的一般性质 417

30.2核力 421

30.3核的结合能 422

30.4核的液滴模型 425

30.5放射性和衰变定律 427

30.6 α衰变 431

30.7穆斯堡尔效应 434

30.8 β衰变 438

30.9核反应 441

提要 444

思考题 445

习题 445

元素周期表 448

数值表 449

习题答案 451

诺贝尔物理学奖获得者名录 462