大学物理学 第2卷 近代物理基础PDF电子书下载

第五部分 相对论基础 1

第十八章 狭义相对论 2

第一节 伽利略相对性原理伽利略变换 2

一、伽利略相对性原理 3

二、伽利略变换 4

三、经典力学的绝对时空观（伽利略-牛顿时空观） 7

第二节 狭义相对论的基本原理 8

一、电磁学向伽利略-牛顿相对性原理提出的挑战 8

二、狭义相对论基本原理的内容 15

第三节 洛伦兹变换 17

一、洛伦兹变换的内容 17

二、洛伦兹坐标变换的推导 19

三、相对论速度变换公式 22

第四节 狭义相对论的时空观 24

一、同时的相对性 24

二、时间延缓效应 26

三、长度的相对性 29

第五节 相对论的质量、动量和能量 32

一、相对论质量 32

二、相对论动力学方程 36

三、相对论动能 38

四、相对论质量和能量的关系 40

五、动量与能量的关系 42

第六节 物理学思想与方法简述 43

一、时间的测量 43

二、时间的本质 44

三、经典时空观的困难 44

四、狭义相对论中的时间 44

第十九章 广义相对论简介 45

第一节 惯性质量与引力质量 46

第二节 广义相对论的基本假设 48

一、爱因斯坦升降机的理想实验 48

二、直线加速参考系中的惯性力 49

三、等效原理 50

四、局域惯性系 51

五、广义相对性原理 53

第三节 广义相对论的检验 53

一、行星近日点的进动 53

二、光线在引力场中偏折 54

三、雷达回波延迟 55

第四节 有引力场的空间与时间 55

第五节 物理学思想与方法简述 56

一、牛顿引力理论 56

二、爱因斯坦引力理论 57

第六部分 量子物理 58

第二十章光（辐射）的波粒二象性 60

第一节 热辐射 普朗克的量子假设 60

一、热辐射的基本概念 61

二、基尔霍夫辐射定律 64

三、绝对黑体 64

四、绝对黑体的热辐射实验定律 66

五、经典理论的困难和普朗克的能量子假设 68

第二节 光电效应 70

一、光电效应的实验规律 71

二、光电效应与光的波动学的剧烈冲突 73

三、爱因斯坦光量子论及其对光电效应的解释 75

四、多光子光电效应 77

五、内光电效应 78

第三节 康普顿效应 78

一、实验规律 79

二、X射线实验结果的解释 80

三、简短的历史回顾 83

第四节 光的波粒二象性 84

一、爱因斯坦光量子关系式 84

二、单光子双缝干涉实验分析 85

三、光子的不确定性关系 87

第五节 物理学思想与方法简述 89

一、光的本性的历史争论 89

二、对光的波粒二象性的认识 90

第二十一章 电子的波粒二象性 91

第一节 德布罗意假设 91

第二节 德布罗意波的实验证明 93

一、戴维孙-革末电子衍射实验 94

二、电子显微镜 97

第三节 不确定性关系 98

一、电子单缝衍射实验 98

二、不确定性关系的讨论 99

第四节 波函数及其统计诠释 101

一、德布罗意平面波波函数 102

二、波函数的统计诠释 103

三、统计论释对波函数提出的要求 109

第五节 物理学思想与方法简述 110

量子物理体系的建立 110

第二十二章 薛定谔方程 111

第一节 自由粒子的薛定谔方程 111

一、方程的形式 112

二、方程的讨论 112

第二节 力场中粒子的薛定谔方程 114

一、方程的形式 114

二、算符与方程 116

第三节 定态薛定谔方程 117

一、分离变量法 117

二、定态的基本特征 119

第四节 一维无限深势阱中的粒子 120

一、一维无限深势阱模型 120

二、薛定谔方程及其解 121

三、结果讨论-一解的物理意义 123

第五节 势垒与隧道效应 126

一、薛定谔方程 127

二、方程解的讨论 128

三、隧道效应的应用 130

第六节 物理学思想与方法简述 131

经验归纳与探索演绎 131

第二十三章 氢原子中的电子 133

第一节 氢原子的玻尔模型 133

一、提出玻尔模型的历史背景 133

二、玻尔氢原子结构模型要点 136

第二节 用薛定谔方程解氢原子问题 139

一、玻尔模型的缺陷 139

二、氢原子的薛定谔方程 140

第三节 量子数的物理解释 147

一、主量子数和能量量子化 147

二、角量子数和角动量量子化 148

三、磁量子数和角动量空间量子化 150

第四节 氢原子的波函数与概率密度 151

一、低量子数的氢原子波函数 151

二、电子概率径向分布函数 153

三、电子概率角度分布函数 155

第五节 物理学思想与方法简述 157

半经典半量子方法 157

第七部分 激光 159

第二十四章 激光原理 160

第一节 激光概述 160

一、激光的诞生 160

二、激光器的分类 162

第二节 原子的能级、分布和跃迁 163

一、原子在能级上的分布 163

二、原子能级跃迁 164

第三节 光的吸收与辐射 166

一、自发辐射 167

二、受激吸收 167

三、受激辐射 168

第四节 爱因斯坦辐射理论 169

一、自发辐射系数A 169

二、受激吸收系数B12 171

三、受激辐射系数B21 171

四、爱因斯坦系数A21，B12和B21之间的关系 172

第五节 产生激光的基本物理条件 175

一、两对基本矛盾 175

二、解决矛盾的方法 176

第六节 激光器的工作原理 178

一、工作物质粒子数反转的实现 179

二、谐振腔的振荡阈值条件 180

三、谐振腔的选频 182

第七节 氦氖激光器 183

一、氦氖激光器的结构图 183

二、氦氖激光器的工作原理 184

第八节 物理学思想与方法简述 186

一、学科交叉与综合 186

二、激光产生与发展的启示 187

第八部分 固体物理基础 188

第二十五章 晶体结构与结合力 189

第一节 晶体结构及其描述 190

一、晶体的性质 190

二、晶体结构的实验研究 194

三、空间点阵 197

第二节 布喇菲格子 201

一、7个晶系 201

二、14种布喇菲胞（空间格子） 202

第三节 晶体的结合力 203

一、影响晶体结合力的若干因素 203

二、晶体中粒子的结合力 207

第四节 晶体的结合能 210

一、定义 210

二、经验原子对势 211

第五节 离子晶体的结合能 214

一、离子晶体的点阵结构 214

二、离子晶体的结合能 214

三、离子晶体内势能的计算 215

第六节 物理学思想与方法简述 218

一、价键理论的阶段性发展 218

二、对称性方法 219

第二十六章 晶格振动 220

第一节 晶体的热学性质 220

一、晶体的摩尔热容 221

二、固体的热传导 223

三、热膨胀 223

第二节一维晶格振动 225

一、一维无限长弹簧振子链模型 225

二、原子振动的运动学描述 225

三、原子振动的动力学描述 226

四、耦合振动方程的解 227

第三节 格波 231

一、格波的物理意义 231

二、κ的取值范围 231

三、玻恩-冯·卡门边界条件 232

四、格波与原子振动 233

第四节 物理学思想与方法简述 234

一、数学方法 234

二、研究晶格振动的近似假设 234

第二十七章 物质的电磁性质 236

第一节 电介质及其极化 236

一、分子（原子）的电结构 237

二、电介质极化的微观机理 238

三、极化面电荷 240

四、电极化强度 241

第二节 电介质的特殊效应 245

一、压电效应 246

二、铁电体 249

第三节 磁介质及其磁化 251

一、物质磁性的起源 251

二、磁介质磁化的微观机理 254

三、磁化面电流 258

四、磁化强度矢量 258

五、磁场强度矢量 261

六、磁介质的磁化规律 264

第四节 磁性材料 266

一、磁性材料的分类 266

二、铁磁性材料的磁化规律 267

三、铁磁性材料的磁化机理 270

第五节 物理学思想与方法简述 271

探索宏观性能的微观机理的方法 271

第二十八章 能带论基础 273

第一节固体能带的形成 274

一、固体中的离子实与价电子 274

二、电子能带的形成 275

第二节 固体中电子的波函数 276

一、近似处理方法 277

二、晶体中电子的波函数——布洛赫函数 278

第三节 固体的能带结构 281

一、满带、导带和空带 281

二、导体、绝缘体及半导体的能带 286

第四节 固体能带理论基础 288

一、克朗尼格-朋奈模型 289

二、求解周期场中定态薛定谔方程的基本思路 289

三、数学处理与结果讨论 290

第五节 物理学思想与方法简述 299

能带论的建立与研究方法 299

第二十九章 半导体 301

第一节 本征半导体 301

一、元素半导体 302

二、化合物半导体 305

第二节 掺杂半导体 306

一、施主型杂质与N型半导体 306

二、受主型杂质与P型半导体 308

第三节 杂质能级的计算 310

一、类氢模型 310

二、类氢施主杂质能级的计算 310

三、晶体中电子有效质量的物理意义 311

第四节PN结 313

一、PN结的空间电荷区 314

二、内建电场（自建电场） 314

三、接触势垒 315

四、PN结的整流效应 316

第五节 物理学思想与方法简述 318

半导体结构、性能与应用研究 318

第九部分 原子核物理 319

第三十章 原子核 320

第一节 原子核的基本特征及其组成 320

一、原子核的电荷和电荷数 320

二、原子核的质量和质量数 321

三、原子核形状、大小与密度 328

四、核力的基本性质 330

第二节 原子核的结合能 331

一、质量亏损 331

二、核结合能 333

三、比结合能 334

第三节 原子核的衰变与放射性 336

一、α衰变 337

二、β衰变 339

三、Y衰变 343

第四节 放射性衰变的一般规律 344

一、指数衰变规律 344

二、放射性衰变中的几个重要物理量 346

第五节 原子核反应 350

一、实验 351

二、核反应的一般表示式 351

三、核反应的类型 352

四、核反应过程的守恒定律 353

第六节 重核的裂变及应用 354

一、获取原子能的物理基础 354

二、原子核裂变 356

三、链式反应和反应堆 359

第七节 轻核聚变 361

一、基本的聚变反应过程 362

二、受控热核反应 363

第八节 物理学思想与方法简述 364

原子核的可分与不可分 364

附录 电子的自旋 366

物理名词索引（中英文对照） 368

参考文献 379