第七章 恒定磁场 1
7.1 恒定电流的基本概念 1
7.1.1 电流与电流密度 1
7.1.2 电动势 3
7.1.3 欧姆定律的微分形式 5
7.2 磁场的磁感应强度 6
7.2.1 磁现象 6
7.2.2 磁起源于电流 6
7.2.3 磁场 8
7.2.4 磁感应强度 8
7.2.5 磁场的叠加原理 9
7.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用 10
7.3.1 毕奥-萨伐尔定律 10
7.3.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 11
7.3.3 运动电荷的磁场 20
7.4 恒定磁场的基本性质 21
7.4.1 磁场的高斯定理 21
7.4.2 磁场的安培环路定理 26
7.5 磁场对运动电荷的作用 31
7.5.1 洛伦兹力 31
7.5.2 带电粒子在磁场中的运动 33
7.5.3 霍尔效应 35
7.5.4 磁聚焦和磁约束 37
7.6 磁场对电流的作用 39
7.6.1 安培定律 39
7.6.2 磁场对载流导线的作用 39
7.6.3 磁场对载流线圈的作用 44
7.7 磁场中的磁介质 46
7.7.1 磁介质 47
7.7.2 顺磁质和抗磁质的磁化机制 48
7.7.3 磁化强度与磁化电流 50
7.7.4 磁介质中的安培环路定理 51
7.7.5 铁磁质 54
本章提要 59
习题 62
第八章 变化的电磁场 69
8.1 电磁感应的基本定律 69
8.1.1 电磁感应现象 69
8.1.2 楞次定律 69
8.1.3 法拉第电磁感应定律 70
8.2 动生电动势和感生电动势 74
8.2.1 动生电动势 74
8.2.2 感生电动势 80
8.2.3 感生电场的应用 84
8.3 互感和自感 88
8.3.1 互感 88
8.3.2 自感 90
8.3.3 自感的串联 92
8.4 磁场能量 94
8.4.1 自感磁能 94
8.4.2 磁场能量 95
8.5 位移电流 98
8.5.1 位移电流假设 98
8.5.2 全电流全电流定理 100
8.6 麦克斯韦方程组 103
8.6.1 静电场和恒定磁场基本规律的回顾 103
8.6.2 麦克斯韦方程组 103
8.6.3 电磁场是物质的一种形态 105
本章提要 105
习题 108
物质与波 117
第九章 振动学基础 117
9.1 简谐振动 117
9.1.1 简谐振动的运动方程 118
9.1.2 简谐振动的特征量 120
9.1.3 简谐振动的实例 125
9.1.4 简谐振动的旋转矢量法 129
9.1.5 简谐振动的能量 131
9.2 简谐振动的合成与分解 133
9.2.1 同一直线上同频率的简谐振动的合成 134
9.2.2 同一直线上不同频率的简谐振动的合成 137
9.2.3 相互垂直的简谐振动的合成 139
9.2.4 振动的分解 142
9.3 阻尼振动 144
9.3.1 阻尼振动 144
9.3.2 受迫振动 共振 146
本章提要 150
习题 152
第十章 波动学基础 156
10.1 波动的基本概念 156
10.1.1 机械波的产生 156
10.1.2 横波和纵波 157
10.1.3 波线和波面 158
10.1.4 波的特征量 159
10.1.5 波形曲线 162
10.1.6 波动所遵从的基本原理 163
10.2 简谐波 165
10.2.1 波函数 165
10.2.2 波函数的物理意义 167
10.2.3 波动微分方程 171
10.3 波的能量 172
10.3.1 波的能量和强度 172
10.3.2 声波 176
10.4 波的干涉 181
10.4.1 波的干涉 181
10.4.2 驻波 185
10.5 电磁波 193
10.5.1 电磁波的产生和传播 193
10.5.2 电磁波的性质 196
10.5.3 电磁波谱 198
10.6 多普勒效应 200
10.6.1 机械波的多普勒效应 200
10.6.2 电磁波的多普勒效应 203
10.6.3 冲击波 205
10.7 非线性波简介 206
10.7.1 非线性效应对波动的影响 206
10.7.2 孤波与孤子 207
本章提要 208
习题 209
第十一章 波动光学 214
11.1 光的干涉 214
11.1.1 光的相干性 214
11.1.2 分波阵面干涉 219
11.1.3 分振幅干涉 224
11.2 光的衍射 232
11.2.1 光的衍射现象 232
11.2.2 惠更斯-菲涅耳原理 233
11.2.3 单缝夫琅禾费衍射 234
11.2.4 光栅衍射 241
11.2.5 圆孔衍射、光学仪器的分辨本领 245
11.2.6 X射线的衍射 248
11.3 光的偏振 249
11.3.1 自然光与偏振光 249
11.3.2 偏振光的起偏和检偏 251
11.3.3 反射光和折射光的偏振 253
11.3.4 光的双折射 255
11.3.5 椭圆偏振光与圆偏振光 257
11.3.6 旋光现象 260
本章提要 263
习题 266
第十二章 场的量子性 272
12.1 黑体辐射与普朗克量子假设 272
12.1.1 热辐射 黑体辐射的规律 272
12.1.2 经典理论的困难与普朗克量子假设 275
12.2 光电效应与爱因斯坦光子假说 277
12.2.1 光电效应的实验规律与经典电磁学理论的困难 277
12.2.2 光子假说与爱因斯坦光电效应方程 279
12.2.3 光的波粒二象性 281
12.3 康普顿效应 282
12.3.1 康普顿效应的实验规律 282
12.3.2 对康普顿效应的量子解释 283
12.3.3 单位与常量 285
12.4 氢原子光谱与玻尔理论 287
12.4.1 氢原子光谱与巴耳末公式 288
12.4.2 卢瑟福原子核式模型与经典理论的困难 289
12.4.3 玻尔理论的基本假设 290
12.4.4 氢原子的能级和光谱 291
12.4.5 玻尔理论的成功和局限 294
12.5 激光的基本原理 297
12.5.1 激光产生的基本原理 297
12.5.2 激光的特性 302
本章提要 303
习题 304
第十三章 量子力学基本原理 306
13.1 物质波假说及其实验验证 306
13.1.1 德布罗意的物质波假说 306
13.1.2 德布罗意波的实验验证 309
13.2 不确定性关系 311
13.2.1 海森伯不确定性关系 311
13.2.2 不确定性关系应用举例 313
13.3 微观粒子状态的描述—波函数 315
13.3.1 描述自由粒子的波函数 315
13.3.2 波函数的统计诠释 316
13.3.3 波函数的归一化条件和标准条件 318
13.4 微观粒子状态演化的描述—薛定谔方程 319
13.4.1 含时薛定谔方程 319
13.4.2 定态薛定谔方程 321
13.5 一维势阱 322
13.5.1 一维无限深势阱中的粒子 323
13.5.2 隧道效应 328
13.6 氢原子 329
13.6.1 氢原子的定态薛定谔方程 330
13.6.2 描述氢原子状态的三个量子数 331
13.6.3 电子自旋与第四个量子数 333
13.6.4 多电子原子的壳层结构 335
本章提要 338
习题 339
第十四章 量子力学的应用 341
14.1 固体中的电子 341
14.1.1 固体的量子理论 341
14.1.2 自由电子按能量分布 342
14.1.3 金属导电的量子论解释 348
14.1.4 能带、导体和绝缘体 351
14.1.5 半导体 354
14.1.6 PN结 356
14.1.7 晶体管 358
14.2 核物理 360
14.2.1 核的一般性质 360
14.2.2 核的结合能 363
14.2.3 核的自旋和磁矩 365
14.2.4 放射性衰变 368
14.2.5 穆斯堡尔效应 375
14.2.6 核反应 378
14.2.7 核裂变与核聚变 381
本章提要 382
习题 384
习题参考答案 386