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第4篇 波动与波动光学 3

第11章 机械振动 3

11.1简谐振动 3

11.1.1简谐振动的特征及其表达式 4

11.1.2简谐振动的振幅、周期及频率 5

11.1.3简谐振动的x-t图线 6

11.1.4简谐振动的速度和加速度 6

11.1.5简谐振动的相位 7

11.2旋转矢量法 11

11.3简谐振动系统的能量 14

11.4简谐振动的合成 16

11.4.1同方向同频率的简谐振动的合成 17

11.4.2同方向不同频率简谐振动的合成 18

11.5阻尼振动 受迫振动 21

11.5.1阻尼振动 22

11.5.2受迫振动 23

11.6共振及其应用 24

11.6.1共振 25

11.6.2共振的防止 26

11.6.3共振的应用 26

第12章 机械波 28

12.1机械波的几个概念 28

12.1.1机械波的产生 29

12.1.2机械波的分类 30

12.1.3波动的几何描述 30

12.1.4波动的物理描述 31

12.2平面简谐波的波函数 33

12.2.1平面简谐波的波函数表达式 33

12.2.2波函数的物理意义 34

12.3波的能量 能流密度 40

12.3.1波的能量 40

12.3.2能量密度 42

12.3.3波的能流 42

12.4惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 44

12.4.1惠更斯原理 波的衍射现象 44

12.4.2波的折射与反射 45

12.5波的叠加 波的干涉 47

12.5.1波的叠加原理 47

12.5.2波的干涉 47

12.6驻波 52

12.6.1驻波现象及其特点 52

12.6.2驻波的形成 53

12.6.3驻波方程 53

12.6.4驻波能量 54

12.6.5半波损失 55

12.6.6弦线上的驻波 56

12.7多普勒效应 59

12.7.1多普勒公式 60

12.7.2冲击波 61

12.7.3电磁波的多普勒效应 62

12.8超声波与次声波技术 63

12.8.1超声波 64

12.8.2次声波 65

12.9电磁波简介 67

12.9.1电磁波谱的产生 67

12.9.2电磁波谱 68

第13章 波动光学 70

13.1相干光 70

13.1.1光源 71

13.1.2普通光源获得相干光的途径 73

13.2杨氏双缝干涉实验 菲涅耳双镜和洛埃镜 73

13.2.1杨氏双缝干涉实验及其干涉条纹分析 73

13.2.2杨氏双缝干涉条纹的光强分布 76

13.2.3菲涅耳双面镜和洛埃镜实验 77

13.3光程 薄膜干涉 78

13.3.1光程和光程差 78

13.3.2透镜不会产生附加相位差 81

13.3.3薄膜干涉 81

13.3.4增透膜和增反膜 83

13.4劈尖 牛顿环 85

13.4.1劈尖 86

13.4.2牛顿环 89

13.5光的衍射 93

13.5.1光的衍射现象 94

13.5.2惠更斯-菲涅耳原理 94

13.5.3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 95

13.6单缝夫琅禾费衍射 95

13.6.1单缝夫琅禾费衍射分析——半波带法 95

13.6.2单缝夫琅禾费衍射条纹光强分布 97

13.6.3单缝夫琅禾费衍射条纹分布特征 98

13.7圆孔的夫琅禾费衍射与光学仪器的分辨本领 102

13.7.1圆孔夫琅禾费衍射 102

13.7.2光学仪器的分辨本领 102

13.8光栅衍射 104

13.8.1光栅 104

13.8.2光栅的夫琅禾费衍射 105

13.8.3光栅的多光束干涉 105

13.8.4光栅衍射的光强分布 106

13.8.5光线斜入射时的光栅方程 107

13.8.6光栅光谱 108

13.9光的偏振 马吕斯定律 110

13.9.1自然光 偏振光 111

13.9.2线偏振光的获得和检验 112

13.9.3马吕斯定律 113

13.10反射光和折射光的偏振 115

13.10.1反射和折射时光的偏振 116

13.10.2布儒斯特定律 117

13.11双折射现象 120

13.11.1光的双折射现象 120

13.11.2波片 121

13.12光学在工程中的应用 122

13.12.1光学瓦斯（CO）检测器 122

13.12.2光栅光谱仪 123

13.12.3激光的调Q技术 123

13.12.4激光加工技术应用简介 124

第5篇 近代物理学基础 127

第14章 狭义相对论基础 127

14.1经典时空观及其局限性 127

14.1.1伽利略相对性原理 127

14.1.2绝对时空观 128

14.1.3光速不变与迈克耳孙-莫雷实验 129

14.2狭义相对论时空观 130

14.2.1相对论的基本假设 131

14.2.2同时的相对性 131

14.2.3时间膨胀效应 132

14.2.4长度收缩效应 133

14.2.5洛伦兹变换 134

14.2.6洛伦兹速度变换 135

14.2.7狭义相对论的时空观 136

14.3相对论动力学 138

14.3.1相对论质量 138

14.3.2相对论动量及动力学方程 139

14.3.3质能关系 140

14.3.4核能 140

14.3.5核技术应用 141

第15章量子物理基础 144

15.1黑体辐射 普朗克量子假设 144

15.1.1热辐射 黑体 145

15.1.2黑体辐射的实验定律 146

15.1.3黑体辐射的经典理论与实验曲线的矛盾 147

15.1.4普朗克量子假说 148

15.2光电效应 光的波粒二象性 150

15.2.1光量子 150

15.2.2光电效应 151

15.2.3光电方程 153

15.2.4光的波粒二象性 154

15.2.5光电效应在近代技术中的应用 155

15.3康普顿效应 157

15.3.1康普顿散射实验 157

15.3.2康普顿效应的理论解释 159

15.3.3康普顿散射的意义和讨论 160

15.4氢原子的玻尔理论 161

15.4.1玻尔理论的实验基础 162

15.4.2玻尔的理论及其困难 164

15.4.3玻尔的氢原子理论的意义和困难 166

15.5弗兰克-赫兹实验 168

15.6德布罗意波 实物粒子的二象性 168

15.6.1实物粒子的波动性——德布罗意假设 169

15.6.2对粒子波动性的实验验证 170

15.6.3物质波的解释——概率波 171

15.7海森堡不确定关系 174

15.8量子力学简介 177

15.8.1波函数和概率密度 177

15.8.2薛定谔方程 178

15.8.3一维势阱问题 180

15.9氢原子的量子理论 184

15.9.1氢原子的薛定谔方程 185

15.9.2量子化条件和量子数 185

15.9.3多电子原子 187

15.10近代物理技术在工程中的应用 188

15.10.1扫描隧道显微镜 188

15.10.2激光技术 190

15.10.3超导技术 192

15.10.4核磁共振技术 193

部分练习题答案 197

参考文献 206