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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 29

11 静电场与物质的相互作用 32

11.1 静电场中的导体 32

11.1.1 导体的静电平衡 33

11.1.2 导体电荷分布 33

11.2 静电场中的电介质 38

11.2.1 电介质与电场的相互作用 39

11.2.2 极化强度和极化电荷 41

11.2.3 介质中静电场的基本规律 41

11.3 电容和电容器 45

11.3.1 孤立导体的电容 45

11.3.2 电容器的电容 46

11.3.3 电容器的连接 48

11.4 静电场的能量 48

11.4.1 带电体系的静电能 48

11.4.2 点电荷系的静电能量 49

11.4.3 带电电容器的静电能 52

11.4.4 静电场的能量 52

习题11 54

思考题11 57

12 稳恒磁场 59

12.1 电流与电源 59

12.1.1 电流、稳恒电场与电源 59

12.1.2 电流强度和电流密度 61

12.2 磁场的磁感应强度 63

12.3 毕奥-萨伐尔定律 64

12.4 磁场的基本规律 68

12.4.1 磁感应强度线与磁通量 68

12.4.2 磁场的高斯定理 69

12.4.3 安培环路定理 70

12.5 磁场对电流的作用 76

12.5.1 安培力公式 76

12.5.2 载流线圈在磁场中受到的作用 78

12.5.3 安培力的功 80

12.6 带电粒子的运动 81

12.6.1 运动带电粒子的磁场 82

12.6.2 带电粒子在匀强磁场中的运动 82

12.6.3 霍尔效应 84

12.7 磁介质 86

12.7.1 抗磁性和顺磁性 87

12.7.2 磁化强度 88

12.7.3 介质中磁场的基本规律 89

12.7.4 介质中磁场的高斯定理 89

12.7.5 介质中磁场的安培环路定理 90

习题12 92

思考题12 97

13 电磁感应 101

13.1 电磁感应定律 101

13.1.1 电磁感应现象 101

13.1.2 法拉第定律 103

13.2 动生电动势 105

13.3 感生电动势 108

13.3.1 感应电场与感生电动势 108

13.3.2 电子感应加速器 113

13.3.3 涡旋电场与涡电流 115

13.4 自感和互感 117

13.4.1 自感 117

13.4.2 互感 120

13.5 磁场能量 123

习题13 127

思考题13 131

14 电磁场与电磁波 134

14.1 麦克斯韦电磁理论 134

14.1.1 位移电流 134

14.1.2 麦克斯韦方程组 139

14.2 电磁波 140

14.2.1 电磁波波动方程 140

14.2.2 电磁波的性质 141

14.2.3 坡印廷矢量 142

14.2.4 电磁场的物质性 145

14.3 电磁波的产生 149

14.3.1 LC振荡电路 149

14.3.2 电磁波的产生 150

14.3.3 赫兹实验 151

14.3.4 电磁波谱 152

习题14 155

思考题14 156

15 光学 158

15.1 光的传播与偏振 158

15.1.1 光源 158

15.1.2 与光的传播有关的一些基本概念 160

15.1.3 偏振光与自然光 161

15.1.4 偏振片 马吕斯定律 163

15.1.5 反射和折射时的偏振现象 166

15.1.6 晶体的双折射现象 166

15.1.7 偏振光的获得与检验 169

15.2 光的干涉 170

15.2.1 光的相干性 170

15.2.2 杨氏双缝实验 172

15.2.3 薄膜干涉 176

15.2.4 迈克耳孙干涉仪 183

15.3 光的衍射 184

15.3.1 光的衍射现象 184

15.3.2 单缝衍射 185

15.3.3 双缝衍射 187

15.3.4 圆孔衍射光学仪器的分辨本领 188

15.3.5 光栅衍射 190

15.3.6 X射线在晶体上的衍射 195

习题15 197

思考题15 201

16 量子力学基础 205

16.1 普朗克的能量子假说 205

16.1.1 热辐射现象 205

16.1.2 黑体辐射的基本规律 207

16.1.3 普朗克的能量子假说 210

16.2 爱因斯坦的光量子假设 211

16.2.1 光电效应 211

16.2.2 爱因斯坦的光量子假设 212

16.2.3 康普顿效应 215

16.3 氢原子光谱 玻尔理论 219

16.3.1 氢原子光谱实验规律 219

16.3.2 经典原子模型的困难 220

16.3.3 玻尔理论 221

16.4 物质波 224

16.4.1 德布罗意物质波假设 224

16.4.2 物质波的实验验证 226

16.4.3 波函数 227

16.5 不确定关系 229

16.5.1 位置和动量不确定关系 230

16.5.2 能量和时间的不确定关系 232

16.6 薛定谔方程 233

16.6.1 薛定谔方程的建立 233

16.6.2 定态薛定谔方程 236

16.7 一维定态问题 237

16.7.1 一维无限深势阱中的粒子 237

16.7.2 一维谐振子（抛物线势阱） 242

16.7.3 一维散射问题 245

16.8 氢原子量子理论 247

16.8.1 氢原子的能量 248

16.8.2 氢原子的角动量 249

16.8.3 塞曼效应 250

16.8.4 氢原子电子概率密度 251

16.8.5 电子的自旋 252

16.8.6 泡利不相容原理 254

习题16 255

思考题16 258

17 固体量子理论简介 263

17.1 晶体 263

17.2 固体的能带结构 264

17.2.1 能带 264

17.2.2 能带的宽度 266

17.2.3 满带 导带和价带 266

17.2.4 导体 半导体和绝缘体 267

17.3 半导体的电子论 268

17.3.1 近满带和空穴 268

17.3.2 p型半导体和n型半导体 269

17.3.3 p-n结 270

17.4 超导电现象 272

17.4.1 零电阻 272

17.4.2 完全抗磁性 273

17.4.3 临界磁场与临界电流 273

17.4.4 两类超导体 274

17.4.5 BCS理论 275

习题17 276

思考题17 276

18 原子核物理和粒子物理简介 278

18.1 原子核的基本性质 278

18.1.1 原子核的组成 278

18.1.2 原子核的模型 280

18.1.3 核力和介子 281

18.2 原子核的量子性质 282

18.2.1 原子核的自旋 282

18.2.2 原子核的磁矩 283

18.2.3 核磁共振 284

18.3 原子核的放射性衰变 285

18.3.1 放射性衰变规律 285

18.3.2 α衰变 287

18.3.3 β衰变 288

18.3.4 γ衰变 288

18.4 核裂变和核聚变 289

18.4.1 原子核的结合能 289

18.4.2 重核的裂变 290

18.4.3 轻核的聚变 292

18.5 粒子物理简介 293

18.5.1 粒子及其分类 294

18.5.2 强子的夸克模型 295

18.5.3 基本粒子的相互作用 298

18.5.4 粒子的对称性和守恒定律 299

参考答案 302