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第三篇 波动光学 3

第9章 光的干涉 3

9.1光的电磁理论 光的相干性 3

9.1.1光的电磁理论 3

9.1.2普通光源发光的微观机制 4

9.1.3光波的叠加及相干性 5

9.1.4光程与光程差 8

9.1.5干涉相长与干涉相消 10

9.2分波阵面法干涉 空间相干性 11

9.2.1杨氏双缝干涉 11

9.2.2双缝型的其他干涉实验 15

9.2.3空间相干性 16

9.3分振幅法干涉 薄膜干涉 17

9.3.1薄膜干涉概述 18

9.3.2薄膜的等厚干涉 19

9.3.3薄膜的等倾干涉 24

9.4迈克耳孙干涉仪 时间相干性 28

9.4.1迈克耳孙干涉仪 28

9.4.2时间相干性 30

9.5多光束的干涉 31

思考题 32

习题9 33

阅读材料 35

第10章 光的衍射 37

10.1光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 37

10.1.1光的衍射现象 37

10.1.2衍射的分类 38

10.1.3惠更斯-菲涅耳原理 38

10.2单缝夫琅禾费衍射 39

10.2.1单缝夫琅禾费衍射的实验装置 39

10.2.2菲涅耳半波带法 40

10.2.3单缝夫琅禾费衍射的条纹特点 42

10.3圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 45

10.3.1圆孔衍射 45

10.3.2光学仪器的分辨本领 46

10.4光栅衍射 48

10.4.1光栅 48

10.4.2光栅衍射 48

10.4.3光栅光谱 51

10.5 X射线衍射 54

思考题 56

习题10 57

阅读材料 58

第11章 光的偏振 61

11.1光的横波性 自然光和偏振光 61

11.1.1横波的偏振性 61

11.1.2偏振光与自然光 61

11.2起偏与检偏 马吕斯定律 64

11.2.1偏振片 65

11.2.2起偏与检偏 65

11.2.3马吕斯定律 66

11.3反射和折射时光的偏振 布儒斯特定律 68

11.3.1由反射获得偏振光 68

11.3.2由折射获得偏振光 69

11.4双折射 寻常光和非常光 70

11.4.1晶体的双折射现象 寻常光（o光）和非常光（e光） 70

11.4.2双折射晶体 光轴和主平面 70

11.4.3光在单轴晶体中的传播 晶体的双折射作图法 72

11.4.4双折射现象的应用 偏振棱镜 74

11.4.5人工双折射 旋光现象 75

11.5椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉 77

11.5.1波片 77

11.5.2椭圆偏振光和圆偏振光 78

11.5.3偏振光的干涉 79

思考题 80

习题11 81

阅读材料 82

第四篇 热学 87

第12章 气体动理论 87

12.1热力学系统与状态 87

12.1.1热力学系统 87

12.1.2平衡态 87

12.1.3状态参量 88

12.1.4理想气体物态方程 90

12.2理想气体压强与温度 91

12.2.1分子运动理论的基本观点 91

12.2.2统计规律的基本概念 92

12.2.3理想气体的压强公式 94

12.2.4温度的微观解释 96

12.3麦克斯韦气体分子速率分布律 97

12.3.1测定气体分子速率分布的实验 97

12.3.2气体分子麦克斯韦速率分布定律 98

12.3.3三种速率 100

12.4玻尔兹曼分布 102

12.4.1玻尔兹曼分布 102

12.4.2重力场中微粒按高度的分布律 103

12.4.3等温气压公式 103

12.5能量均分定理 理想气体的热力学能 104

12.5.1自由度 104

12.5.2能量按自由度均分定理 105

12.5.3理想气体的热力学能 106

12.6气体分子平均碰撞频率和平均自由程 107

思考题 109

习题12 110

阅读材料 110

第13章 热力学基础 112

13.1热力学第一定律 112

13.1.1热力学过程 112

13.1.2热力学能 功和热量 112

13.1.3热力学第一定律 114

13.2理想气体的等值过程、绝热过程 多方过程 115

13.2.1理想气体等容过程 115

13.2.2理想气体等压过程 116

13.2.3等温过程 117

13.2.4绝热过程 118

13.2.5绝热自由膨胀过程 121

13.2.6多方过程 122

13.3循环过程 卡诺循环 122

13.3.1循环过程 122

13.3.2热机及热机效率 122

13.3.3制冷机及制冷系数 123

13.3.4卡诺循环 123

13.4热力学第二定律 126

13.4.1可逆过程与不可逆过程 126

13.4.2卡诺定理 128

13.4.3熵和熵增加原理 129

13.4.4热力学第二定律的统计意义 132

思考题 135

习题13 136

阅读材料 137

第五篇 相对论与量子力学基础 141

第14章 狭义相对论基础 141

14.1伽利略相对性原理 141

14.1.1伽利略相对性原理 142

14.1.2牛顿的绝对时空观 143

14.2伽利略变换与牛顿力学的困难 143

14.2.1伽利略变换 143

14.2.2牛顿力学的困难 145

14.3狭义相对论的基本假设与洛伦兹变换式 150

14.3.1狭义相对论的基本假设 150

14.3.2洛伦兹变换 151

14.3.3相对论速度变换公式 153

14.4狭义相对论的时空观 155

14.4.1同时性的相对性和因果律的绝对性 155

14.4.2沿运动方向长度收缩和垂直运动方向长度不变 159

14.4.3时间延缓和运动时钟变慢 161

14.5狭义相对论动力学基础 164

14.5.1相对论动量和相对论质量 164

14.5.2相对论动能 166

14.5.3相对论能量 167

14.5.4能量和动量的关系 169

思考题 171

习题14 171

阅读材料 172

第15章 量子力学基础 174

15.1黑体辐射 普朗克量子假设 174

15.1.1热辐射与黑体辐射 174

15.1.2黑体辐射的实验定律 175

15.1.3普朗克能量子假设 176

15.2光电效应 爱因斯坦光子理论 179

15.2.1光电效应 179

15.2.2爱因斯坦光量子论 180

15.2.3光的波粒二象性 181

15.3康普顿效应 182

15.4氢原子光谱 玻尔理论 185

15.4.1氢原子光谱 185

15.4.2玻尔的氢原子理论 186

15.5德布罗意假设 电子衍射实验 189

15.5.1德布罗意假设 189

15.5.2电子衍射实验 实物粒子的波动性 191

15.6海森伯不确定关系 192

15.6.1单缝电子衍射与不确定量估算式 192

15.6.2海森伯不确定关系及应用 193

15.7波函数及其统计解释 195

15.7.1自由粒子的波函数 196

15.7.2波函数的统计解释 196

15.7.3波函数的条件 198

15.8薛定谔方程及其应用 199

15.8.1一维定态薛定谔方程 199

15.8.2一维无限深方势阱 201

15.8.3隧穿效应 203

15.8.4线性谐振子 204

15.9氢原子的量子理论简介 205

15.9.1氢原子的薛定谔方程 205

15.9.2四个量子数 206

15.9.3氢原子核外电子的概率分布 207

15.10激光原理及其应用 208

15.10.1激光产生的基本原理 209

15.10.2激光的特性 211

15.10.3激光器 212

思考题 213

习题15 213

阅读材料 214

参考答案 218

主要参考书 221