第四篇 波动学 1
第一章 振动和波 1
1.1 简谐机械振动 2
一、简谐振动 2
二、简谐振动的特征量 2
三、简谐振动的振动曲线与旋转矢量表示法 3
1.2 简谐振动的微分方程和简谐机械振动的动力学条件 8
1.3 简谐振动的能量 12
1.4 机械波 15
一、机械波的产生 15
二、波的分类 16
三、描述波的物理量 17
1.5 平面简谐波方程 21
1.6 波的能量 27
1.7 多普勒效应 31
内容提要 34
思考题 37
习题 41
第二章 电磁振荡和电磁波 51
2.1 电磁振荡 51
2.2 电磁波的基本性质 55
一、电磁波 55
二、电磁波的基本性质 55
2.3 平面简谐电磁波 57
一、平面简谐电磁波方程 57
二、电磁波的能量 58
内容提要 59
思考题 60
习题 61
第三章 波的叠加 62
3.1 振动的合成 62
一、同方向简谐振动的合成 62
二、相互垂直方向简谐振动的合成 67
三、振动的分解 68
3.2 波的叠加原理 70
一、波的叠加原理 70
二、惠更斯原理 71
三、惠更斯-菲涅耳原理 76
3.3 波的干涉 76
一、驻波的特征 81
3.4 驻波 81
二、驻波的能量 83
三、反射波的半波损失 84
内容提要 86
思考题 88
习题 90
第四章 光的干涉 96
4.1 光的相干性 96
一、普通光的发光特性 96
二、光的相干性 97
三、相干光的获得 97
4.2 相位差和光程差 99
一、光程和光程差 99
二、相干长度和相干时间 101
三、光反射时的相位跃变和半波损失 102
四、薄透镜的等光程性 102
4.3 双缝干涉 104
一、双缝干涉的实验装置 104
二、干涉极值的一般公式和双缝干涉中明、暗条纹的位置 106
三、双缝干涉条纹的特征 108
四、干涉条纹的光强分布 109
4.4 薄膜干涉 114
一、等厚干涉 114
二、垂直入射等厚干涉条纹的特征 117
三、等倾干涉 118
一、劈形膜干涉 122
4.5 几种常见的等厚干涉 122
二、牛顿环 123
三、干涉在生产和科学技术中的应用 125
4.6 迈克耳逊干涉仪 130
内容提要 132
思考题 134
习题 137
第五章 光的衍射 142
5.1 夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射 142
一、菲涅耳衍射 142
二、夫琅禾费衍射 143
5.2 单缝夫琅禾费衍射 143
一、用半周期带法确定明、暗衍射条纹的位置 144
二、衍射条纹的光强分布 147
三、单缝衍射条纹的特征 149
5.3 光栅衍射 151
一、光栅方程 151
二、光栅衍射条纹的特征 153
三、谱线的亮度与缺级现象 155
5.4 光学仪器的分辨本领 159
5.5 X射线衍射 162
内容提要 164
思考题 165
习题 166
第六章 光的偏振 169
6.1 自然光和偏振光 169
6.2 偏振片的起偏和检偏 171
一、偏振片的起偏和检偏 171
二、马吕斯定律 173
6.3 反射和折射时光的偏振 175
6.4 光的双折射 177
一、双折射现象 177
二、单轴晶体的双折射 177
三、惠更斯原理对双折射现象的解释 179
6.5 偏振光的应用 184
一、消除反射炫光和晃眼的汽车灯光 184
二、测定旋光物质的浓度 184
三、人为双折射及其应用 185
内容提要 186
思考题 187
习题 188
习题答案 190