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10 真空中的静电场 1

10.1 电学基本概念 1

10.1.1电荷 1

10.1.2电荷守恒 2

10.1.3电荷量子化 2

10.1.4点电荷模型 3

10.1.5库仑定律 3

10.1.6电力叠加原理 4

10.2电场与电场强度 5

10.2.1电场 5

10.2.2电场强度 5

10.2.3电场强度的计算 6

10.3高斯定理 11

10.3.1电场线 11

10.3.2电通量 12

10.3.3高斯定理 13

10.4环流定理 电势 17

10.4.1电场力做功 17

10.4.2电势能和电势 18

10.4.3电势叠加原理 20

10.5电势与电场强度的微分关系 22

10.5.1等势面 22

10.5.2电势与电场强度的微分关系 23

习题10 26

思考题10 30

11静电场与物质的相互作用 33

11.1静电场中的导体 33

11.1.1导体的静电平衡 34

11.1.2导体电荷分布 34

11.2静电场中的电介质 39

11.2.1电介质与电场的相互作用 40

11.2.2极化强度和极化电荷 42

11.2.3介质中静电场的基本规律 44

11.2.4介质交界面两侧电场的关系 48

11.3电容和电容器 50

11.3.1孤立导体的电容 50

11.3.2电容器的电容 51

11.3.3电容器的连接 53

11.4静电场的能量 54

11.4.1带电体系的静电能 54

11.4.2点电荷系的静电能量 54

11.4.3带电电容器的静电能 57

11.4.4静电场的能量 58

习题11 60

思考题11 63

12真空中的磁场 66

12.1电流与电源 66

12.1.1电流、稳恒电场与电源 66

12.1.2电流强度和电流密度 68

12.2磁场的磁感应强度 70

12.3毕奥-萨伐尔定律 71

12.4磁场的基本规律 75

12.4.1磁感应强度线与磁通量 75

12.4.2磁场的高斯定理 76

12.4.3安培环路定理 77

12.5磁场对电流的作用 83

12.5.1安培力公式 83

12.5.2载流线圈在磁场中受到的作用 85

12.5.3安培力的功 87

12.6带电粒子的运动 88

12.6.1运动带电粒子的磁场 89

12.6.2带电粒子在匀强磁场中的运动 89

12.6.3霍尔效应 91

习题12 93

思考题12 98

13磁场与物质的相互作用 101

13.1抗磁性和顺磁性 102

13.1.1原子中电子的磁矩 102

13.1.2处于磁场中的核外电子 102

13.1.3抗磁质和顺磁质 103

13.2磁化强度和磁化电流 104

13.2.1磁化强度矢量 104

13.2.2磁化电流 105

13.3介质中磁场的基本规律 106

13.3.1介质中磁场的高斯定理 107

13.3.2介质中磁场的安培环路定理 107

13.3.3介质交界面两侧磁场的关系 110

13.4铁磁材料 110

13.4.1铁磁材料的磁滞回线 110

13.4.2铁磁现象的理论解释 112

13.4.3铁磁材料的应用 113

习题13 115

思考题13 117

14电磁感应 119

14.1电磁感应定律 119

14.1.1电磁感应现象 119

14.1.2法拉第定律 121

14.2动生电动势 123

14.3感生电动势 129

14.3.1感应电场与感生电动势 129

14.3.2电子感应加速器 133

14.3.3涡旋电场与涡电流 135

14.4自感和互感 137

14.4.1自感 137

14.4.2互感 141

14.5磁场能量 144

习题14 148

思考题14 153

15电磁场与电磁波 156

15.1麦克斯韦电磁理论 156

15.1.1位移电流 156

15.1.2麦克斯韦方程组 161

15.2电磁波 162

15.2.1电磁波波动方程 162

15.2.2电磁波的性质 163

15.2.3坡印廷矢量 164

15.2.4电磁场的物质性 167

15.3电磁波的产生 171

15.3.1 LC振荡电路 171

15.3.2电磁波的产生 172

15.3.3赫兹实验 173

15.3.4电磁波谱 174

习题15 177

思考题15 178

16光学 180

16.1光的传播与偏振 180

16.1.1光源 180

16.1.2与光的传播有关的一些基本概念 182

16.1.3费马原理 183

16.1.4偏振光与自然光 185

16.1.5偏振片 马吕斯定律 187

16.1.6反射和折射时的偏振现象 189

16.1.7晶体的双折射现象 190

16.1.8偏振光的获得与检验 192

16.2光的干涉 194

16.2.1光的相干性 194

16.2.2杨氏双缝实验 195

16.2.3薄膜干涉 199

16.2.4迈克耳孙干涉仪 207

16.3光的衍射 208

16.3.1光的衍射现象 208

16.3.2单缝衍射 209

16.3.3双缝衍射 211

16.3.4圆孔衍射光学仪器的分辨本领 212

16.3.5光栅衍射 214

16.3.6 X射线在晶体上的衍射 219

习题16 220

思考题16 225

17量子力学基础 229

17.1普朗克的能量子假说 229

17.1.1热辐射现象 229

17.1.2黑体辐射的基本规律 231

17.1.3普朗克的能量子假说 234

17.2爱因斯坦的光量子假设 235

17.2.1光电效应 235

17.2.2爱因斯坦的光量子假设 236

17.2.3康普顿效应 239

17.3氢原子光谱 玻尔理论 243

17.3.1氢原子光谱实验规律 243

17.3.2经典原子模型的困难 244

17.3.3玻尔理论 245

17.4物质波 248

17.4.1德布罗意物质波假设 248

17.4.2物质波的实验验证 250

17.4.3波函数 251

17.5不确定关系 253

17.5.1位置和动量不确定关系 254

17.5.2能量和时间的不确定关系 257

17.6薛定谔方程 258

17.6.1薛定谔方程的建立 258

17.6.2定态薛定谔方程 260

17.7一维定态问题 262

17.7.1一维无限深势阱中的粒子 262

17.7.2一维谐振子（抛物线势阱） 267

17.7.3一维散射问题 270

17.8氢原子量子理论 272

17.8.1氢原子的能量 273

17.8.2氢原子的角动量 273

17.8.3塞曼效应 275

17.8.4氢原子电子概率密度 275

17.8.5电子的自旋 277

17.8.6泡利不相容原理 279

习题17 280

思考题17 283

18固体量子理论简介 288

18.1晶体 288

18.2固体的能带结构 289

18.2.1能带 289

18.2.2能带的宽度 291

18.2.3满带 导带和价带 291

18.2.4导体 半导体和绝缘体 292

18.3半导体的电子论 293

18.3.1近满带和空穴 293

18.3.2 p型半导体和n型半导体 294

18.3.3 p-n结 295

18.4超导电现象 297

18.4.1零电阻 297

18.4.2完全抗磁性 298

18.4.3临界磁场与临界电流 298

18.4.4两类超导体 299

18.4.5 BCS理论 300

习题18 301

思考题18 301

19原子核物理和粒子物理简介 303

19.1原子核的基本性质 303

19.1.1原子核的组成 303

19.1.2原子核的模型 305

19.1.3核力和介子 306

19.2原子核的量子性质 307

19.2.1原子核的自旋 307

19.2.2原子核的磁矩 308

19.2.3核磁共振 309

19.3原子核的放射性衰变 310

19.3.1放射性衰变规律 310

19.3.2 α衰变 312

19.3.3β衰变 313

19.3.4 γ衰变 313

19.4核裂变和核聚变 314

19.4.1原子核的结合能 314

19.4.2重核的裂变 315

19.4.3轻核的聚变 317

19.5粒子物理简介 318

19.5.1粒子及其分类 319

19.5.2强子的夸克模型 320

19.5.3基本粒子的相互作用 323

19.5.4粒子的对称性和守恒定律 324

参考答案 327