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第9章 静电场 1

9.1电荷和库仑定律 2

9.1.1电荷的量子化 2

9.1.2电荷守恒定律 3

9.1.3库仑定律 4

9.1.4静电力叠加原理 5

9.2电场和电场强度 6

9.2.1电场 6

9.2.2电场强度 6

9.2.3点电荷的电场强度 7

9.2.4电场强度叠加原理 8

9.2.5电荷连续分布带电体电场中的电场强度 9

原理应用喷墨打印机 12

9.3电场强度通量 高斯定理 13

9.3.1电场线 13

9.3.2电场强度通量 15

9.3.3高斯定理 17

9.3.4高斯定理的应用 19

9.4静电场的环路定理 电势 23

9.4.1静电场力是保守力 23

9.4.2静电场的环路定理 24

9.4.3电势能 电势和电势差 24

9.4.4电势的计算 26

9.5等势面 电场强度与电势 29

9.5.1等势面 29

9.5.2电势与电场强度的关系 30

原理应用 离子推进器 31

内容提要 33

习题 34

第10章 静电场中的导体和电介质 38

10.1静电场中的导体 39

10.1.1导体的静电平衡条件 39

10.1.2导体表面的电场 40

10.1.3静电平衡时导体上电荷的分布 41

10.1.4导体静电平衡的应用 42

原理应用 静电除尘器 45

10.2电容 电容器 46

10.2.1孤立导体的电容 46

10.2.2电容器的电容 47

10.2.3电容器的并联和串联 50

10.3静电场中的电介质 51

10.3.1电介质对电场的影响 相对电容率 51

10.3.2电介质的极化 52

10.3.3电极化强度矢量 52

10.4电位移 有电介质时的高斯定理 53

10.4.1有电介质时的高斯定理 53

10.4.2电场强度、电极化强度和电位移之间的关系 54

10.5静电场的能量 57

原理应用 心脏除颤器 59

内容提要 60

习题 61

第11章 稳恒磁场 67

11.1恒定电流 67

11.1.1电流 电流密度 67

11.1.2恒定电流的条件 69

11.1.3电动势 69

11.2磁场 磁感应强度 70

11.2.1磁的基本现象 70

11.2.2磁感应强度 71

11.3磁场叠加原理 毕奥-萨伐尔定律 72

11.3.1磁场叠加原理 72

11.3.2毕奥-萨伐尔定律 73

11.3.3毕奥-萨伐尔定律的应用举例 74

11.3.4磁矩 76

11.4磁场的高斯定理 77

11.4.1磁感应线 77

11.4.2磁通量 77

11.4.3磁场的高斯定理及其应用 78

11.5安培环路定理及其应用 80

11.5.1安培环路定理 80

11.5.2安培环路定理的应用 81

11.6磁场对运动电荷的作用 84

11.6.1洛伦兹力 带电粒子在均匀磁场中的运动 84

11.6.2带电粒子在现代电磁场技术中的应用举例 86

11.7磁场对载流导线的作用 88

11.7.1安培定律 88

11.7.2磁场对平面载流线圈作用的力矩 90

原理应用 电力系统中母线所受的安培力 92

11.8磁场中的磁介质 93

11.8.1磁介质 磁化强度 93

11.8.2磁介质中的安培环路定理 磁场强度 95

原理应用 超导 98

内容提要 99

习题 101

第12章 电磁感应与电磁场 107

12.1电磁感应现象及其基本规律 107

12.1.1电磁感应现象 107

12.1.2法拉第电磁感应定律 108

12.1.3楞次定律 110

原理应用 电吉他 112

12.2动生电动势和感生电动势 113

12.2.1动生电动势 113

12.2.2感生电动势 115

12.2.3涡电流 117

原理应用 磁悬浮技术 118

12.3互感和自感 119

12.3.1互感 119

12.3.2自感 121

12.4磁场的能量 122

12.4.1载流长直螺线管的磁能 123

12.4.2磁场的能量 123

12.5麦克斯韦电磁场理论简介 125

12.5.1位移电流 全电流的安培环路定理 125

12.5.2涡旋电场 128

12.5.3麦克斯韦方程的积分形式 128

12.6电磁振荡 电磁波 129

12.6.1电磁波的产生与传播 129

12.6.2真空中的平面电磁波及其特性 130

12.6.3电磁波谱 132

原理应用 核磁共振及其医学成像原理 132

内容提要 134

习题 136

第13章 狭义相对论 140

13.1伽利略变换 牛顿力学相对性原理遇到的困难 142

13.1.1伽利略相对性原理 伽利略变换 142

13.1.2经典力学的绝对时空观 143

13.1.3光速依赖于惯性参考系的选取吗 144

13.2狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 145

13.2.1狭义相对论的基本原理 145

13.2.2 洛伦兹变换式 146

13.2.3洛伦兹速度变换式 148

13.3 狭义相对论的时空观 149

13.3.1同时性的相对性 149

13.3.2时间的延缓 150

13.3.3长度收缩 152

13.4狭义相对论动力学基础 153

13.4.1质量与速度的关系 153

13.4.2相对论的动量 154

13.4.3相对论的动能 155

13.4.4相对论能量 质能关系 155

13.4.5相对论的动量和能量关系 156

原理应用 原子核裂变和聚变 158

原理应用 光伏发电 159

内容提要 162

习题 163

第14章 量子物理 165

14.1黑体辐射 普朗克能量子假设 167

14.1.1黑体 黑体辐射 167

14.1.2黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难 168

14.1.3普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 168

14.2光电效应 爱因斯坦方程 170

14.2.1光电效应的实验规律 170

14.2.2光的波动说遇到的困难 172

14.2.3爱因斯坦光量子理论 172

14.2.4光的波粒二象性 174

14.3康普顿效应 175

14.4氢原子的玻尔理论 178

14.4.1氢原子光谱 178

14.4.2玻尔理论 179

14.5德布罗意波 实物粒子的二象性 183

14.5.1德布罗意波假设 183

14.5.2德布罗意假设的实验验证 184

原理应用 扫描隧穿显微镜 185

14.6不确定关系 187

14.7波函数 薛定谔方程及简单应用 190

14.7.1波函数及其统计解释 190

14.7.2薛定谔方程 191

14.7.3薛定谔方程的应用 192

原理应用 碳纳米管及其应用 196

内容提要 200

习题 201

附录 204

电磁学和近代物理的量和单位 204

习题参考答案 206

参考文献 210