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第11章 静电场 1

11.1 电荷的量子化库仑定律 1

11.1.1 电荷守恒定律与电荷的量子化 1

11.1.2 库仑定律 2

11.2 电场强度 3

11.2.1 静电场 3

11.2.2 电场强度矢量 3

11.2.3 点电荷电场强度 4

11.2.4 电场强度叠加原理 5

11.3 电场强度通量高斯定理 11

11.3.1 电场线 11

11.3.2 电场强度通量 13

11.3.3 高斯定理 14

11.3.4 高斯定理应用举例 16

11.4 静电场的环路定理电势能 20

11.4.1 静电场力所做的功 20

11.4.2 静电场的环路定理 21

11.4.3 电势能 21

11.5 电势 22

11.5.1 电势 电势差 22

11.5.2 点电荷电场的电势 23

11.5.3 电势的叠加原理 24

11.6 电场强度与电势梯度 28

11.6.1 等势面 28

11.6.2 电场强度与电势的微分关系 29

11.7 静电场中的电偶极子 30

11.8 静电场中的导体 31

11.8.1 静电感应 静电平衡条件 31

11.8.2 静电平衡时导体上电荷的分布和表面附近的场强 32

11.8.3 静电屏蔽 34

11.9 电容电容器 36

11.9.1 孤立导体的电容 36

11.9.2 电容器 37

11.9.3 电容器的并联和串联 39

11.10 静电场中的电介质 41

11.10.1 电介质对电容的影响相对电容率 41

11.10.2 电介质的极化 42

11.10.3 电极化强度矢量 43

11.11 电位移矢量 有电介质时的高斯定理 44

11.12 静电场的能量能量密度 49

11.12.1 电容器的电能 49

11.12.2 电场的能量 能量密度 50

本章提要 51

习题 54

第12章 恒定磁场 57

12.1 电流 57

12.1.1 电流和电流密度矢量 57

12.1.2 欧姆定律的微分形式 59

12.2 电源 电动势 60

12.2.1 非静电力 电源 60

12.2.2 电动势 61

12.3 磁场 磁感应强度 61

12.3.1 基本磁现象 61

12.3.2 磁场 63

12.3.3 磁感应强度 63

12.4 毕奥－萨伐尔定律及其应用 64

12.4.1 毕奥－萨伐尔定律 64

12.4.2 毕奥－萨伐尔定律应用举例 65

12.5 运动电荷的磁场 70

12.6 磁场的高斯定理 71

12.6.1 磁感应线 71

12.6.2 磁通量 磁场的高斯定理 72

12.7 安培环路定理及其应用 74

12.7.1 安培环路定理 74

12.7.2 安培环路定理的应用举例 75

12.8 磁场对载流导线的作用 78

12.8.1 安培定律 78

12.8.2 两根无限长平行载流直导线间的相互作用力电流单位“安培”的定义 80

12.8.3 均匀磁场对矩形载流线圈的作用 81

12.9 运动电荷在电场和磁场中所受的力 83

12.9.1 运动电荷在磁场中所受的力 洛伦兹力 83

12.9.2 洛伦兹力与安培力的关系 83

12.9.3 带电粒子在均匀磁场中运动分析及应用举例 84

12.9.4 运动电荷在电磁场中所受的力 86

12.9.5 带电粒子在电场和磁场中运动举例 86

12.10 磁介质 89

12.10.1 磁介质的磁化 89

12.10.2 磁介质中的磁场磁场强度 93

12.10.3 铁磁质 96

本章提要 99

习题 100

第13章 电磁感应 105

13.1 法拉第电磁感应定律 105

13.1.1 法拉第电磁感应定律 105

13.1.2 楞次定律 107

13.2 动生电动势 感生电动势 107

13.2.1 动生电动势 107

13.2.2 感生电动势 111

13.3 自感 互感 114

13.3.1 自感 114

13.3.2 互感 117

13.4 磁场的能量 118

13.5 麦克斯韦方程组 120

13.5.1 位移电流 120

13.5.2 麦克斯韦方程组的积分形式 121

13.6 电磁振荡 电磁波 122

13.6.1 电磁振荡 无阻尼自由电磁振荡 122

13.6.2 电磁波的产生 123

13.6.3 平面电磁波的基本性质 124

13.6.4 电磁波的能量 125

13.6.5 电磁波谱 125

本章提要 126

习题 127

第14章 波动光学 132

14.1 相干光 132

14.2 杨氏双缝实验劳埃镜 133

14.2.1 杨氏双缝实验 133

14.2.2 劳埃镜 135

14.3 光程 光程差 136

14.3.1 光程及光程差的加强减弱条件 136

14.3.2 平行光通过薄透镜不产生附加光程差 137

14.4 薄膜干涉 138

14.5 劈尖 牛顿环 141

14.5.1 劈尖 141

14.5.2 牛顿环 144

14.6 迈克耳孙干涉仪 146

14.7 光的衍射 147

14.7.1 光的衍射现象衍射分类 147

14.7.2 衍射分类 148

14.7.3 惠更斯－菲涅耳原理 148

14.8 单缝衍射 148

14.8.1 单缝衍射的明暗纹公式 148

14.8.2 单缝衍射的条纹宽度 150

14.8.3 单缝衍射的光强分布 150

14.9 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 152

14.10 衍射光栅 153

14.10.1 光栅 153

14.10.2 光栅衍射条纹的形成 154

14.10.3 衍射光谱 156

14.11 X射线的衍射 158

14.12 光的偏振 159

14.12.1 自然光 线偏振光部分偏振光 159

14.12.2 偏振片 马吕斯定律 160

14.13 反射光与折射光的偏振 161

14.14 双折射现象 162

14.15 旋光现象 163

本章提要 163

习题 166

第15章 光的吸收、色散和散射 171

15.1 光的吸收 171

15.1.1 一般吸收和选择吸收 171

15.1.2 光的吸收定律 172

15.1.3 吸收光谱 173

15.2 光的色散 173

15.3 光的散射 175

本章提要 176

习题 177

第16章 量子物理基础 178

16.1 黑体辐射 普朗克量子假设 178

16.1.1 黑体 黑体辐射 178

16.1.2 斯特藩－玻尔兹曼定律维恩位移定律 179

16.1.3 黑体辐射的瑞利－金斯公式经典物理的困难 180

16.1.4 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 181

16.2 光电效应 光的波粒二象性 181

16.2.1 光电效应实验的规律 181

16.2.2 光子 爱因斯坦方程 182

16.2.3 光电效应在近代技术中的应用 183

16.2.4 光的波粒二象性 184

16.3 康普顿效应 185

16.3.1 康普顿效应的实验规律 185

16.3.2 康普顿效应的解释 185

16.4 氢原子 187

16.4.1 氢原子光谱的规律性 187

16.4.2 卢瑟福的原子有核模型 188

16.4.3 氢原子的玻尔理论 189

16.4.4 氢原子玻尔理论的困难和意义 191

16.5 德布罗意波 实物粒子的二象性 191

16.5.1 德布罗意假设 191

16.5.2 德布罗意波的实验证明 192

16.5.3 德布罗意波的统计解释 193

16.6 量子力学简介 194

16.6.1 不确定关系 194

16.6.2 波函数 概率密度 196

16.6.3 薛定谔方程 197

16.6.4 一维无限深势阱问题 199

16.6.5 一维方势垒 隧道效应 201

16.6.6 氢原子问题 203

本章提要 206

习题 207

第17章 现代物理技术 208

17.1 激光原理及激光技术的应用 208

17.1.1 激光器原理 208

17.1.2 激光器的种类 209

17.1.3 激光的巨大应用 210

17.2 光纤技术 212

17.2.1 光纤的结构与分类 212

17.2.2 光纤通信技术和发展 213

17.3 液晶技术 217

17.3.1 液晶的结构与分类 217

17.3.2 液晶的物理性质 218

17.4 纳米技术 219

17.4.1 纳米材料的性能特点 219

17.4.2 纳米材料的应用 220

17.5 等离子体技术 220

17.5.1 等离子体 220

17.5.2 主要应用 221

17.6 新材料技术 222

17.6.1 新材料简介 222

17.6.2 新材料的发展前景 225

17.7 新能源技术 228

习题答案 232