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第4篇 电 磁学 3

第9章 静电场 3

9.1电荷 库仑定律 3

9.1.1电荷及其性质 3

9.1.2库仑定律 4

9.2电场 电场强度 5

9.2.1电场 5

9.2.2电场强度 5

9.2.3电场强度计算 6

9.3高斯定理 10

9.3.1电场线 10

9.3.2电场强度通量 10

9.3.3高斯定理 12

9.4静电场的环路定理 电势能 16

9.4.1静电场力做功的特点 16

9.4.2静电场的环路定理 17

9.4.3电势能 17

9.5电势 18

9.5.1电势 18

9.5.2电势差 19

9.5.3电势的计算 19

9.6等势面 电势梯度 22

9.6.1等势面 22

9.6.2电势梯度 23

9.7电场中的导体 25

9.7.1导体的静电平衡状态及条件 25

9.7.2导体表面的电荷和电场 26

9.7.3静电屏蔽 27

9.8电容 电容器 29

9.8.1孤立导体的电容 29

9.8.2电容器及其电容 30

9.9静电场中的电介质 31

9.9.1电介质的分类 31

9.9.2电介质的极化过程 32

9.9.3有介质时的高斯定理 33

9.9.4电介质中静电场的计算 34

9.9.5电介质的击穿 36

9.10静电场的能量 37

习题 40

第10章 稳恒磁场 45

10.1磁场 磁感应强度 45

10.2毕奥-萨伐尔定律 46

10.2.1毕奥-萨伐尔定律 46

10.2.2运动电荷的磁场 47

10.2.3用毕奥-萨伐尔定律求电流产生的磁场 48

10.3磁通量 磁场的高斯定理 51

10.3.1磁感线 51

10.3.2磁通量 51

10.3.3磁场的高斯定理 53

10.4安培环路定理 54

10.4.1安培环路定理 54

10.4.2安培环路定理的应用 56

10.5磁场对运动电荷的作用 57

10.5.1洛伦兹力 57

10.5.2带电粒子在磁场中的运动 58

10.6磁场对载流导体的作用 62

10.6.1安培力 62

10.6.2磁场作用于载流线圈的磁力矩 64

10.7磁场中的磁介质 65

10.7.1磁介质 65

10.7.2顺磁质与抗磁质的磁化 66

10.7.3磁介质中的安培环路定律 67

10.7.4铁磁质 68

习题 70

第11章 电磁感应 75

11.1电磁感应定律 75

11.1.1法拉第电磁感应定律 75

11.1.2感应电动势的方向 76

11.2动生电动势 79

11.2.1电源的工作原理 79

11.2.2动生电动势 80

11.3感生电动势 82

11.4自感与互感 85

11.4.1自感 85

11.4.2互感 86

11.5磁场能量 89

11.6位移电流 电磁场基本方程的积分形式 91

11.6.1位移电流与全电流安培环路定理 91

11.6.2电磁场 麦克斯韦电磁场方程的积分形式 94

习题 95

第5篇 近代物理 103

第12章 狭义相对论简介 103

12.1爱因斯坦基本原理 103

12.1.1伽利略变换与经典时空观 103

12.1.2狭义相对论产生的背景和条件 104

12.1.3狭义相对论的基本原理 105

12.2爱因斯坦时空观 107

12.2.1同时性的相对性 107

12.2.2长度收缩效应 108

12.2.3时间延缓效应 111

12.3狭义相对论动力学 111

12.3.1质量与速度的关系 112

12.3.2相对论动力学基本方程 113

12.3.3质能关系 113

12.3.4质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 114

12.3.5能量和动量关系 116

习题 120

第13章量子论简介 123

13.1黑体辐射 普朗克能量子假设 123

13.1.1黑体 黑体辐射 123

13.1.2斯特藩-玻尔兹曼定律 维恩位移定律 124

13.1.3黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难 125

13.1.4普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 126

13.2光的量子性 128

13.2.1光电效应现象 128

13.2.2光子 爱因斯坦方程 129

13.2.3光的波粒二象性 130

13.2.4康普顿效应 131

13.3氢原子的玻尔理论 134

13.3.1氢原子光谱的规律性 134

13.3.2卢瑟福的原子有核模型 135

13.3.3氢原子的玻尔理论 136

13.3.4玻尔理论的成果和局限性 138

13.4德布罗意波 实物粒子的波动性 139

13.4.1德布罗意波 139

13.4.2德布罗意波的实验证明 139

13.4.3应用举例 141

13.4.4德布罗意波的统计解释 141

13.5海森伯不确定关系 141

13.6波函数 薛定谔方程 143

13.6.1波函数 概率密度 143

13.6.2薛定谔方程 144

13.6.3一维无限深势阱问题 145

13.6.4一维方势垒 隧道效应 148

习题 149

部分习题参考答案 153

参考文献 159