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第11章 真空中的静电场 1

11.1 电荷 库仑定律 2

11.1.1 电荷 电荷守恒定律 2

11.1.2 库仑定律 静电力叠加原理 4

11.2 电场 电场强度 6

11.2.1 电场 6

11.2.2 电场强度 7

11.2.3 电场强度叠加原理 8

11.3 电场强度和电场力的计算 9

11.3.1 点电荷电场中的电场强度 9

11.3.2 点电荷系电场中的电场强度 10

11.3.3 连续分布电荷电场中的电场强度 11

11.3.4 电荷在电场中所受的力 16

11.4 电场强度通量 真空中静电场的高斯定理 17

11.4.1 电场线 17

11.4.2 电场强度通量 18

11.4.3 高斯定理 19

11.4.4 利用高斯定理求静电场的电场强度 21

11.5 静电场的环路定理 电势 24

11.5.1 静电力的功 24

11.5.2 静电场的环路定理 25

11.5.3 电势能 26

11.5.4 电势 电势差 27

11.5.5 电势的计算 28

11.6 等势面 电场强度与电势的关系 31

11.6.1 等势面 31

11.6.2 电场强度与电势的关系 31

习题11 33

第12章 静电场中的导体和电介质 37

12.1 静电场中的金属导体 37

12.1.1 金属导体的电结构 37

12.1.2 导体的静电平衡条件 38

12.1.3 静电平衡时导体上的电荷分布 39

12.1.4 静电屏蔽 41

12.1.5 计算示例 43

12.2 静电场中的电介质 44

12.2.1 电介质的电结构 44

12.2.2 电介质在外电场中的极化现象 45

12.3 有电介质时的静电场和高斯定理 46

12.3.1 有电介质时的静电场 46

12.3.2 有电介质时静电场的高斯定理电位移矢量D 47

12.3.3 有电介质时静电场的高斯定理的应用 49

12.4 电容 电容器 51

12.4.1 孤立导体的电容 51

12.4.2 电容器的电容 51

12.4.3 电容器的串联和并联 55

12.5 电场的能量 57

习题12 60

第13章 恒定电流 63

13.1 电流 电流密度 64

13.1.1 电流 64

13.1.2 电流密度 64

13.1.3 电流密度与电荷定向速度的关系 65

13.2 恒定电场 恒定电流 67

13.2.1 恒定电场 67

13.2.2 电流的连续性方程 67

13.2.3 电流恒定的条件 基耳霍夫第一定律 68

13.3 欧姆定律 电阻 68

13.3.1 电流与电压的关系 68

13.3.2 欧姆定律 69

13.3.3 导体的电阻 69

13.3.4 导体的电阻率与温度的关系 70

13.3.5 欧姆定律的微分形式 71

13.3.6 电阻的连接 72

13.4 电功率 焦耳定律 75

13.4.1 电流的功和功率 75

13.4.2 焦耳定律 75

13.5 电动势 闭合电路的欧姆定律 76

13.5.1 电源 76

13.5.2 电源的电动势 含源电路的欧姆定律 77

13.5.3 电源的路端电压 79

13.6 一段含源电路 多回路电路 81

13.6.1 一段含源电路的欧姆定律 81

13.6.2 多回路电路 基耳霍夫第二定律 83

习题13 84

第14章 恒定电流的磁场 87

14.1 磁的基本现象 88

14.1.1 磁现象的早期认识 88

14.1.2 磁力 磁性的起源 89

14.2 磁场 磁感应强度 90

14.2.1 磁场 90

14.2.2 磁感应强度 91

14.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用 92

14.3.1 毕奥-萨伐尔定律 92

14.3.2 应用示例 94

14.3.3 运动电荷的磁场 97

14.4 磁感应线 磁通量 真空中磁场的高斯定理 98

14.4.1 磁感应线 98

14.4.2 磁通量 99

14.4.3 真空中磁场的高斯定理 100

14.5 安培环路定理及其应用 101

14.5.1 安培环路定理 101

14.5.2 应用示例 103

14.6 磁场对载流导线的作用 安培定律 106

14.6.1 安培定律 106

14.6.2 两条无限长直电流之间的相互作用力“安培”的定义 107

14.6.3 均匀磁场中的载流线圈 109

14.7 带电粒子在电场和磁场中的运动 113

14.7.1 磁场对运动电荷的作用力 113

14.7.2 带电粒子在电场和磁场中的运动 115

14.8 磁场中的磁介质 119

14.8.1 磁介质在外磁场中的磁化现象 119

14.8.2 抗磁质和顺磁质的磁化机理 120

14.8.3 磁介质的磁导率 121

14.9 有磁介质时磁场的高斯定理和安培环路定理 122

14.10 铁磁质 124

14.10.1 铁磁质的磁化特性 磁滞回线 124

14.10.2 铁磁性的磁畴理论 125

14.10.3 铁磁质在工程上的应用 126

习题14 127

第15章 电磁感应 电磁场与电磁波 133

15.1 电磁感应现象及其基本规律 134

15.1.1 电磁感应现象 楞次定律 134

15.1.2 法拉第电磁感应定律 135

15.2 动生电动势 139

15.2.1 动生电动势 140

15.2.2 动生电动势的表达式 140

15.3 感生电动势 涡旋电场 144

15.3.1 涡旋电场的产生和性质 144

15.3.2 涡电流及其应用 145

15.4 自感和互感 146

15.4.1 自感 146

15.4.2 互感 150

15.5 磁场的能量 152

15.6 麦克斯韦的位移电流假设 154

15.7 麦克斯韦电磁场理论的方程组（积分形式） 157

15.7.1 电场 157

15.7.2 磁场 158

15.7.3 电磁场的麦克斯韦方程组的积分形式 159

15.8 电磁振荡 电磁波 160

15.8.1 电磁振荡 160

15.8.2 电磁波 162

15.8.3 电磁波的辐射和传播 163

15.8.4 电磁波的能量 166

15.9 电磁波谱 167

习题15 170

第16章 几何光学 175

16.1 几何光学的基本定律 176

16.1.1 光的直进定律 176

16.1.2 光的反射定律 光路可逆性原理平面镜 177

16.1.3 光的折射定律 全反射 178

16.1.4 棱镜 全反射棱镜 181

16.2 球面傍轴成像 182

16.2.1 基本概念和符号法则 182

16.2.2 球面反射成像 183

16.2.3 球面折射成像 185

16.3 薄透镜的成像 187

16.3.1 透镜 187

16.3.2 薄透镜成像 188

16.3.3 薄透镜的焦距 189

16.3.4 薄透镜成像的作图法 190

16.4 光学仪器简介 192

16.4.1 眼睛 192

16.4.2 放大镜 192

16.4.3 显微镜 193

16.4.4 望远镜 194

16.4.5 照相机 195

习题16 196

第17章 波动光学 198

17.1 光强 光的干涉 199

17.1.1 光强 199

17.1.2 光的干涉 干涉场中的光强分布 200

17.1.3 相干光的获得 202

17.2 双缝干涉 205

17.2.1 杨氏双缝干涉实验 205

17.2.2 劳埃德镜 光波的半波损失 207

17.3 光程 用光程差表述光波的相干条件 209

17.3.1 光程 209

17.3.2 用光程差表述光波的相干条件 211

17.3.3 透镜不引起额外的光程差 212

17.4 薄膜的光干涉 213

17.4.1 平行平面薄膜的等倾干涉 213

17.4.2 增透膜和增反膜 216

17.4.3 劈形薄膜的等厚干涉 217

17.4.4 牛顿环 221

17.4.5 迈克耳孙干涉仪 223

17.5 光的衍射 224

17.5.1 光的衍射现象 224

17.5.2 惠更斯-菲涅耳原理 225

17.6 单缝的夫琅禾费衍射 226

17.7 衍射光栅 衍射光谱 230

17.7.1 衍射光栅 230

17.7.2 光栅衍射条纹的成因 232

17.7.3 光栅公式 233

17.7.4 光栅光谱 234

17.8 光学仪器分辨率 235

17.8.1 圆孔的夫琅禾费衍射 236

17.8.2 光学仪器的分辨率 236

17.9 X射线的衍射 布拉格公式 237

17.10 光的偏振性 马吕斯定律 240

17.10.1 自然光与偏振光 起偏和检偏 240

17.10.2 偏振片的起偏和检偏 242

17.10.3 马吕斯定律 243

17.11 反射和折射时光的偏振 布儒斯特定律 244

17.12 光的双折射现象 247

17.13 椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉及其应用 249

习题17 252

第18章 量子论概述 255

18.1 热辐射 255

18.1.1 热辐射及其定量表述 255

18.1.2 绝对黑体辐射定律 普朗克公式 257

18.2 光电效应 259

18.2.1 光电效应的实验定律 259

18.2.2 光电效应与光的波动理论的矛盾 261

18.2.3 爱因斯坦的光子假设 光的波粒二象性 262

18.2.4 光电效应的应用 264

18.3 康普顿效应 265

18.3.1 康普顿效应 265

18.3.2 电磁辐射的波粒二象性 267

18.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 268

18.4.1 氢原子光谱的规律性 268

18.4.2 玻尔的基本假设 269

18.5 激光 273

18.5.1 激光的发光机理 273

18.5.2 激光器 275

18.5.3 激光的特点及其应用 277

习题18 278

第19章 量子力学基础 279

19.1 德布罗意波 海森伯的不确定关系 280

19.1.1 实物粒子的波动性——德布罗意假设 280

19.1.2 不确定关系 282

19.2 波函数及其统计诠释 284

19.2.1 波函数 285

19.2.2 波函数的统计诠释 286

19.2.3 波函数的归一化条件及标准条件 288

19.3 薛定谔方程 289

19.3.1 薛定谔方程 289

19.3.2 定态薛定谔方程 290

19.4 定态薛定谔方程的应用 291

19.4.1 一维无限深方形势阱 291

19.4.2 势垒 隧道效应 294

19.4.3 一维线性简谐振子 295

19.4.4 氢原子 297

19.4.5 电子的自旋 自旋磁量子数 300

19.5 多电子的原子 元素周期表的本源 301

19.5.1 多电子的原子 301

19.5.2 原子中的电子壳层模型 元素周期表的本源 303

19.6 固体的能带结构 半导体 305

19.6.1 固体的能带 306

19.6.2 导体 绝缘体 半导体 306

19.6.3 半导体的导电机制 pn结 307

19.7 超导体简介 311

19.7.1 超导体的特性 311

19.7.2 临界磁场 临界电流 311

19.7.3 超导电性微观本质简介 312

19.7.4 超导体的约瑟夫森效应 312

19.7.5 高临界温度超导体的研究和应用前景 313

习题19 314

第20章 原子核和基本粒子简介 315

20.1 原子核的结构和基本组成 315

20.1.1 原子核的组成 315

20.1.2 原子核的电荷 316

20.1.3 原子核的质量 316

20.1.4 原子核的结合能 318

20.1.5 核力 319

20.1.6 原子核的大小 320

20.2 原子核的衰变和衰变规律 321

20.2.1 天然放射性现象 321

20.2.2 原子核衰变的规律 322

20.2.3 位移定则 324

20.2.4 探测放射性现象的方法 324

20.3 核反应 325

20.3.1 人工核反应 中子 325

20.3.2 人工放射性 正电子 326

20.3.3 放射性同位素及其应用 327

20.3.4 获得高能粒子的方法 328

20.4 原子核能的利用 328

20.4.1 重核裂变 329

20.4.2 轻核聚变 332

20.5 基本粒子简介 333

20.5.1 基本粒子的发现 333

20.5.2 强子的夸克模型 334

20.5.3 基本粒子的相互作用 335

参考文献 338