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第4篇 电磁学 4

第9章 电荷与真空中的静电场 4

9.1电荷 库仑定律 4

9.1.1电荷的量子化 4

9.1.2电荷守恒定律 4

9.1.3真空中的库仑定律 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点电荷与点电荷系的电场强度 7

9.2.4电场强度的计算 9

9.3电通量 真空中静电场的高斯定理 12

9.3.1电场线 12

9.3.2电通量 14

9.3.3真空中静电场的高斯定理 15

9.3.4高斯定理的应用 16

9.4静电场力的功 真空中静电场的环路定理 18

9.4.1静电场力做功的特点 19

9.4.2静电场的环路定理 19

9.5电势 20

9.5.1电势能 20

9.5.2电势和电势差 21

9.5.3点电荷的电势 电势的叠加原理 22

9.5.4电势的计算 23

9.6电场强度和电势的关系 25

9.6.1等势面 25

9.6.2电场强度与电势梯度 26

习题9 27

第10章 导体和电介质中的静电场 31

10.1静电场中的导体 31

10.1.1导体的静电平衡 31

10.1.2静电平衡时导体上的电荷分布 32

10.1.3静电屏蔽 33

10.2电容及电容器 34

10.2.1孤立导体的电容 35

10.2.2电容器的电容 35

10.2.3几种常见的电容器 36

10.2.4电容器的串联和并联 37

10.3静电场中的电介质 39

10.3.1电介质的极化 39

10.3.2电介质对电容器电容的影响 40

10.3.3电介质中的静电场 41

10.3.4电介质中的高斯定理 42

10.4静电场的能量 44

10.4.1电容器储存的能量 44

10.4.2静电场的能量 45

习题10 46

第11章 恒定电流与真空中的恒定磁场 50

11.1恒定电流和恒定电场 电动势 50

11.1.1电流形成的条件 50

11.1.2恒定电流和恒定电场 51

11.1.3电流和电流密度 51

11.1.4欧姆定律的微分形式焦耳-楞次定律的微分形式 53

11.1.5电源及电源电动势 55

11.2恒定磁场和磁感应强度 57

11.2.1磁性起源于电荷的运动 57

11.2.2磁场 磁感应强度 58

11.3毕奥-萨伐尔定律 60

11.3.1毕奥-萨伐尔定律 60

11.3.2毕奥-萨伐尔定律应用举例 61

11.3.3匀速运动电荷的磁场 68

11.4真空中磁场的高斯定理 69

11.4.1磁感应线 69

11.4.2磁通量 70

11.4.3 真空中恒定磁场的高斯定理 70

11.5真空中恒定磁场的安培环路定理 71

11.5.1恒定磁场的安培环路定理 71

11.5.2安培环路定理的应用 73

11.6磁场对运动电荷和载流导线的作用 76

11.6.1洛伦兹力 76

11.6.2带电粒子在磁场中的运动 77

11.6.3应用电场和磁场控制带电粒子的实例 78

11.6.4安培力 81

11.7磁力的功 86

11.7.1磁力对运动载流导线的功 86

11.7.2磁力矩对转动载流线圈的功 86

习题11 88

第12章磁介质中的恒定磁场 94

12.1磁介质及其磁化 94

12.1.1磁介质及其分类 94

12.1.2分子磁矩 分子附加磁矩 95

12.1.3顺磁质和抗磁质的磁化 96

12.1.4磁化强度矢量与磁化电流 97

12.2磁介质中的高斯定理和安培环路定理 99

12.2.1磁介质中的高斯定理 99

12.2.2磁介质中的安培环路定理 99

12.3铁磁质 102

12.3.1铁磁质的特点 102

12.3.2铁磁质的起始磁化曲线 磁滞回线 102

12.3.3磁畴 103

习题12 104

第13章电磁场与麦克斯韦方程组 107

13.1电磁感应定律 107

13.1.1电磁感应现象 107

13.1.2法拉第电磁感应定律 108

13.1.3楞次定律 108

13.1.4全磁通 感应电流 感应电量 110

13.2动生电动势 112

13.2.1产生动生电动势的原因——洛伦兹力 112

13.2.2动生电动势的计算 113

13.3感生电动势 115

13.3.1产生感生电动势的原因——感生电场 115

13.3.2感生电场及感生电动势的计算 116

13.4自感与互感 117

13.4.1自感现象 自感系数 117

13.4.2自感系数及自感电动势的计算 118

13.4.3互感现象及互感系数 119

13.4.4互感系数及互感电动势的计算 120

13.4.5 LC谐振电路 122

13.5磁场的能量 123

13.5.1自感线圈的磁能 123

13.5.2磁场的能量 124

13.6位移电流与电磁场 125

13.6.1位移电流的引入 126

13.6.2全电流定律 127

13.6.3电磁场 128

13.7麦克斯韦方程组与电磁波 129

13.7.1麦克斯韦方程组 129

13.7.2电磁波 130

13.7.3平面电磁波的性质 130

13.7.4平面电磁波的能量密度和能流密度 131

13.7.5电偶极振子发射的电磁波 132

13.7.6电磁波谱 133

习题13 134

第5篇 光学 142

第14章 波动光学 142

14.1光的相干性 142

14.1.1光的电磁理论 142

14.1.2光的相干性 143

14.1.3普通光源发光微观机制的特点 144

14.1.4光程 薄透镜不引起附加光程差 145

14.2双缝干涉 146

14.2.1杨氏双缝实验 146

14.2.2劳埃德镜 149

14.3薄膜干涉 151

14.3.1薄膜干涉 151

14.3.2等厚干涉——劈尖干涉和牛顿环 153

14.3.3增反膜和增透膜 156

14.3.4等倾干涉 157

14.3.5迈克耳孙干涉仪 158

14.4单缝衍射和圆孔衍射 159

14.4.1惠更斯-菲涅耳原理 159

14.4.2单缝夫琅禾费衍射 161

14.4.3圆孔衍射和光学仪器的分辨本领 165

14.5光栅衍射 167

14.5.1衍射光栅 167

14.5.2光栅方程 169

14.5.3光栅光谱和色分辨本领 170

14.6 X射线的衍射 172

14.7光的偏振现象 173

14.7.1光的偏振态 173

14.7.2偏振片 马吕斯定律 175

14.8反射和折射时的偏振现象布儒斯特定律 177

14.9双折射现象 178

14.9.1晶体双折射现象的基本规律 178

14.9.2惠更斯对双折射现象的解释 180

14.9.3偏振棱镜 183

14.10偏振光的干涉 人为双折射现象旋光现象 185

14.10.1偏振光的干涉 185

14.10.2人为双折射现象 186

14.10.3旋光现象 188

习题14 189

第6篇 量子物理基础 196

第15章 早期量子论 196

15.1黑体辐射和普朗克量子假设 196

15.1.1黑体辐射及其基本规律 196

15.1.2普朗克量子假设 198

15.2光电效应和光的量子性 200

15.2.1光电效应 200

15.2.2爱因斯坦光子假说 203

15.3康普顿散射 205

15.4玻尔氢原子理论 208

15.4.1经典氢原子模型 209

15.4.2氢原子光谱 210

15.4.3玻尔氢原子理论 211

习题15 214

第16章 量子力学简介 217

16.1微观粒子的波粒二象性和不确定关系式 217

16.1.1微观粒子的波粒二象性 217

16.1.2不确定关系式 220

16.2波函数及其统计解释 223

16.2.1概率波 224

16.2.2态叠加原理 227

16.3薛定谔方程 228

16.4一维定态问题 232

16.4.1一维无限深方势阱 232

16.4.2隧道效应 235

16.4.3一维谐振子 237

16.5原子中的电子 原子的壳层结构 239

16.5.1氢原子中电子的波函数及其概率分布 239

16.5.2电子的自旋 施特恩-格拉赫实验 242

16.5.3泡利原理 多电子原子的壳层结构 243

16.5.4元素周期表 274

习题16 274