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第8章 气体动理论 1

8.1 热学的基本概念 1

8.1.1 热力学系统 平衡态 1

8.1.2 热力学第零定律 2

8.1.3 理想气体状态方程 4

8.2 理想气体的压强和温度 5

8.2.1 理想气体的压强 5

8.2.2 理想气体的温度 8

8.3 能量均分原理 10

8.3.1 自由度 10

8.3.2 能量按自由度均分原理 11

8.3.3 理想气体的内能 11

8.4 麦克斯韦速率分布律 12

8.4.1 速率分布函数 13

8.4.2 麦克斯韦速率分布函数 14

8.4.3 麦克斯韦速率分布函数的实验验证 15

8.5 玻耳兹曼分布律 17

8.6 碰撞及输运过程 19

8.6.1 气体分子的碰撞和平均自由程 19

8.6.2 气体分子的输运过程 21

8.7 实际气体的状态方程 23

习题 27

第9章 热力学基础 30

9.1 热力学第一定律 30

9.1.1 内能、功和热量 30

9.1.2 热力学第一定律 33

9.2 几个典型的热力学过程 34

9.2.1 等体过程 35

9.2.2 等压过程 35

9.2.3 等温过程 36

9.2.4 绝热过程和多方过程 37

9.3 循环过程 40

9.3.1 准静态的循环过程 41

9.3.2 卡诺循环 42

9.3.3 循环过程的应用 43

9.4 热力学第二定律 熵 47

9.4.1 热力学过程的方向性 47

9.4.2 热力学第二定律 48

9.4.3 热力学第二定律的微观意义 49

9.4.4 克劳修斯熵公式 52

9.4.5 熵增加原理 53

专题C 熵概念的扩展 56

专题D 耗散结构简介 60

习题 63

第10章 静电场 67

10.1 真空中的静电场 67

10.1.1 库仑定律 67

10.1.2 电场 电场强度 69

10.2 真空中的高斯定理及其应用 73

10.3 环路定理 电势 78

10.3.1 静电场的环路定理 78

10.3.2 电势与电势差 79

10.3.3 电势的计算 80

10.3.4 电场强度与电势的微分关系 81

10.4 静电场中的导体 83

10.4.1 导体的静电平衡 83

10.4.2 静电屏蔽 84

10.5 静电场中的电介质 86

10.5.1 电介质的极化 87

10.5.2 电介质中的高斯定理 88

10.6 电容与电容器 90

10.6.1 孤立导体的电容 90

10.6.2 电容器的电容 90

10.7 静电场的能量 92

10.7.1 电容器的能量 93

10.7.2 电场的能量 93

习题 96

第11章 稳恒电流磁场 100

11.1 稳恒电流 电动势 100

11.1.1 稳恒电流 电流密度 100

11.1.2 电源 电动势 101

11.2 稳恒电流的磁场 102

11.2.1 磁场 磁感应强度 102

11.2.2 毕奥-萨伐尔定律 103

11.3 磁场的高斯定理 107

11.4 磁场的安培环路定理及应用 109

11.4.1 磁场的安培环路定理 109

11.4.2 安培环路定理的应用 111

11.5 磁场中的磁介质 112

11.5.1 磁介质的磁化 112

11.5.2 磁介质中的安培环路定理 114

11.6 磁场对运动电荷及电流的作用 115

11.6.1 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 115

11.6.2 磁场对电流的作用——安培力 121

11.6.3 磁场对载流线圈的作用 122

11.6.4 磁力的功 123

11.6.5 磁力的应用 124

习题 125

第12章 电磁感应 130

12.1 电磁感应定律 130

12.1.1 电磁感应现象 130

12.1.2 法拉第电磁感应定律 130

12.2 动生电动势 132

12.3 感生电动势和感生电场 134

12.4 自感和互感 137

12.4.1 自感和自感系数 137

12.4.2 互感和互感系数 139

12.5 磁场能量 140

12.5.1 自感磁能 140

12.5.2 磁场能量 140

12.6 位移电流 142

12.7 麦克斯韦方程组及电磁波 144

12.7.1 麦克斯韦电磁场基本理论 144

12.7.2 电磁波 145

专题E 巨磁电阻效应 147

专题F 等离子体 150

习题 153

第13章 量子物理基础 156

13.1 经典物理的困难 157

13.1.1 黑体辐射 157

13.1.2 光电效应 159

13.1.3 原子的线状光谱和原子的结构 160

13.2 量子论的诞生 163

13.2.1 普朗克的能量子理论 163

13.2.2 爱因斯坦的光电效应方程 168

13.2.3 康普顿散射 170

13.3 玻尔氢原子模型 173

13.3.1 玻尔的三个假设 173

13.3.2 玻尔的氢原子理论 174

13.3.3 弗兰克-赫兹实验 176

13.3.4 对应性原理 179

13.4 微观粒子的波粒二象性 182

13.4.1 德布罗意物质波的假设 182

13.4.2 德布罗意假设的实验验证 183

13.5 波函数 不确定关系 186

13.5.1 波函数 186

13.5.2 波函数的统计诠释 187

13.5.3 粒子的力学量的平均值 191

13.5.4 不确定关系 194

13.5.5 不确定关系的物理意义 196

13.6 薛定谔方程及其应用 197

13.6.1 薛定谔方程 198

13.6.2 薛定谔方程的简单应用 200

13.7 氢原子结构 208

13.7.1 氢原子中电子的定态薛定谔方程 208

13.7.2 三个量子数及其物理意义 209

13.7.3 概率密度和电子云 211

13.8 原子的壳层结构 213

13.8.1 自旋 213

13.8.2 元素周期表 217

专题G 量子光学 220

习题 223

第14章 固体物理简介 228

14.1 晶体结构 228

14.2 晶体的结合 231

14.3 晶体的能带及其应用 233

14.3.1 固体能带 233

14.3.2 导体、绝缘体和半导体的能带论解释 235

14.3.3 半导体PN结 237

14.4 超导电性 239

14.4.1 超导体的两个基本特征 239

14.4.2 超导的基本理论 240

14.4.3 高温超导 241

14.4.4 超导体的应用 241

习题 242

参考文献 244