第10章 振动 1
10.1 简谐振动 1
10.1.1 简谐振动方程 1
10.1.2 简谐振动的特征量 3
10.1.3 简谐振动的能量 5
10.1.4 简谐振动的旋转矢量表示法 6
10.2 几种简谐振动系统 9
10.2.1 单摆与复摆 9
10.2.2 LC振荡电路 10
【前沿进展】 11
10.3 简谐振动的合成 12
10.3.1 同方向、同频率简谐振动的合成 12
10.3.2 同方向、频率相近的简谐振动的合成 拍 13
10.3.3 振动方向垂直、同频率简谐振动的合成 14
10.3.4 振动方向垂直、不同频率简谐振动的合成 15
10.4 振动的分解与频谱分析 17
10.5 阻尼振动 受迫振动 共振 18
10.5.1 阻尼振动 18
10.5.2 受迫振动 20
10.5.3 共振 21
【网络资源】 22
小结 22
习题与思考题 23
第11章 机械波 26
11.1 波动的基本概念 26
11.1.1 机械波的产生和传播 26
11.1.2 波的几何描述 27
11.1.3 描述波的物理量 28
11.2 平面简谐波 波动方程 29
11.2.1 平面简谐波的波函数 30
11.2.2 波动方程 32
11.3 波的能量 能流密度 33
11.3.1 波的能量 33
11.3.2 波的能流 能流密度 35
11.3.3 声强 声强级 37
【科技博览】 38
11.4 惠更斯原理 38
11.4.1 惠更斯原理 38
11.4.2 波的衍射 39
11.4.3 波的反射与折射 40
11.5 波的叠加原理 波的干涉 41
11.5.1 波的叠加原理 41
11.5.2 波的干涉 42
11.6 驻波 44
11.6.1 驻波的形成 44
11.6.2 驻波的方程 45
11.6.3 半波损失 46
11.6.4 弦线上的驻波 47
【前沿进展】 48
11.7 多普勒效应 49
【科技博览】 51
【网络资源】 52
小结 52
习题与思考题 53
第12章 电磁波 57
12.1 电磁波 57
12.1.1 电磁波的预言 57
【著名实验】 58
12.1.2 平面电磁波的波动方程 59
12.1.3 平面电磁波的性质 61
12.1.4 电磁波的能量传播 62
12.2 电偶极子辐射电磁波 63
12.2.1 电磁波的产生与传播 63
12.2.2 电偶极子辐射电磁波 64
12.3 电磁波谱 65
【网络资源】 67
小结 67
习题与思考题 68
第13章 几何光学成像原理 70
13.1 光线及其传播的基本定律 70
13.1.1 光程与光线 70
13.1.2 几何光学基本定律 74
【科技博览】 76
13.2 成像基本概念与光路计算 77
13.2.1 物像的基本概念 77
13.2.2 实际光路计算 79
13.3 高斯光学 82
13.3.1 折射球面近轴成像光路 82
13.3.2 球面反射镜近轴成像光路 85
13.3.3 薄透镜近轴成像光路 86
13.4 典型光学仪器 88
13.4.1 眼睛与视觉放大率 89
13.4.2 显微镜 91
13.4.3 望远镜 92
【网络资源】 93
小结 93
习题与思考题 94
第14章 光的干涉 96
14.1 光的相干性 96
14.1.1 光的干涉 相干条件 96
14.1.2 光程差 98
14.1.3 获得相干光的方法 100
14.2 分波阵面干涉 102
14.2.1 杨氏双缝干涉 102
【著名实验】 102
14.2.2 劳埃德镜实验 105
14.2.3 空间相干性和时间相干性 107
14.3 分振幅干涉 109
14.3.1 薄膜干涉 109
14.3.2 劈尖干涉 112
14.3.3 牛顿环 114
【科技博览】 116
14.4 迈克耳孙干涉仪 117
【科技博览】 119
【网络资源】 119
小结 119
习题与思考题 120
第15章 光的衍射 123
15.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 123
15.1.1 光的衍射现象 123
15.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 124
15.2 夫琅禾费单缝衍射 125
15.2.1 夫琅禾费单缝衍射的实验装置 125
15.2.2 单缝衍射强度 126
15.2.3 单缝衍射条纹特点 130
15.3 夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 132
15.3.1 夫琅禾费圆孔衍射 132
15.3.2 光学仪器的分辨本领 133
15.4 光栅衍射 135
15.4.1 衍射光栅 135
15.4.2 光栅衍射条纹的形成 136
15.4.3 光栅光谱 140
【科技博览】 144
15.5 伦琴射线的衍射 布拉格公式 145
15.5.1 伦琴射线 145
15.5.2 劳厄实验 146
15.5.3 布拉格公式 147
15.6 全息照相 148
15.6.1 全息照相 148
15.6.2 全息照相原理 148
15.6.3 全息照相的应用 151
【网络资源】 152
小结 152
习题与思考题 153
第16章 光的偏振 156
16.1 自然光和偏振光 156
16.1.1 自然光 157
16.1.2 部分偏振光 157
16.1.3 偏振光 158
16.2 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 159
16.2.1 偏振片 159
16.2.2 起偏和检偏 马吕斯定律 160
16.3 反射光和折射光的偏振 布儒斯特定律 163
16.3.1 反射起偏 布儒斯特定律 163
16.3.2 折射起偏 玻璃片堆 164
16.4 光的双折射 尼科耳棱镜 165
16.4.1 光的双折射现象 165
16.4.2 尼科耳棱镜 168
16.4.3 波片 169
16.5 偏振光的干涉 171
16.5.1 偏振光的干涉 171
16.5.2 人为双折射现象 173
【前沿进展】 176
16.6 旋光现象 176
【网络资源】 178
小结 178
习题与思考题 179
第17章 相对论基础 181
17.1 迈克耳孙-莫雷实验与狭义相对论的基本假设 181
17.1.1 迈克耳孙-莫雷实验 181
17.1.2 狭义相对论的基本假设 184
【前沿进展】 185
17.2 洛伦兹变换 185
17.2.1 洛伦兹坐标变换 185
17.2.2 洛伦兹速度变换 188
【著名实验】 189
17.3 狭义相对论的时空观 190
17.3.1 同时的相对性 190
17.3.2 运动的时钟变慢 191
17.3.3 运动的杆缩短 194
17.4 相对论质点动力学方程 196
17.4.1 质量和速度的关系 196
【科技博览】 197
17.4.2 相对论动力学基本方程 198
17.5 相对论能量 198
17.5.1 相对论能量 198
17.5.2 能量和动量关系 200
17.6 广义相对论基础 202
17.6.1 广义相对论的基本原理 202
17.6.2 相对论中的引力理论 204
17.6.3 广义相对论的时空性质 207
【网络资源】 210
小结 211
习题与思考题 212
第18章 波粒二象性 215
18.1 热辐射 普朗克能量子假说 215
18.1.1 热辐射 215
18.1.2 黑体辐射的实验规律 216
18.1.3 普朗克能量子假说 219
【科技博览】 221
18.2 光电效应 爱因斯坦光子假说 222
18.2.1 光电效应 222
18.2.2 爱因斯坦光子假说 224
【科技博览】 227
18.2.3 康普顿效应 227
18.3 原子光谱 玻尔原子理论 230
18.3.1 原子模型 230
【前沿进展】 232
18.3.2 原子光谱 233
18.3.3 玻尔的原子理论 234
18.4 实物粒子的波动性 238
18.4.1 德布罗意关系 238
18.4.2 电子衍射实验 240
18.4.3 不确定关系 242
【网络资源】 245
小结 245
习题与思考题 246
第19章 量子力学基础 249
19.1 波函数及其统计解释 249
19.1.1 波函数 249
19.1.2 波函数的统计解释 250
19.1.3 归一化与标准化条件 252
19.2 薛定谔方程 254
19.2.1 薛定谔方程的建立 254
19.2.2 本征值与本征值方程 256
19.2.3 定态薛定谔方程 259
19.3 一维无限深势阱 260
19.4 势垒 隧道效应 264
【科技博览】 266
19.5 线性谐振子 267
19.6 氢原子 268
19.6.1 氢原子中电子的薛定谔方程 268
19.6.2 氢原子中电子的状态描述 270
19.7 电子的自旋 273
19.7.1 斯特恩-格拉赫实验 273
19.7.2 电子的自旋 274
【前沿进展】 275
19.8 原子的电子壳层结构 276
19.8.1 泡利不相容原理 276
19.8.2 原子核外的电子排布 278
19.9 分子与分子光谱 282
19.9.1 氢分子H2 282
19.9.2 分子光谱 283
【网络资源】 285
小结 286
习题与思考题 288
第20章 激光的物理基础 289
20.1 自发辐射与受激辐射 289
20.1.1 自发辐射 290
20.1.2 受激辐射与受激吸收 291
20.1.3 三种作用过程的相互关系 293
20.2 激光形成的原理 294
20.2.1 粒子数反转原理 294
20.2.2 激光工作物质 296
20.2.3 光学谐振腔 298
【前沿进展】 299
20.3 激光的模式和高斯光束 302
20.3.1 激光的模式 302
20.3.2 激光束的传播 305
20.4 典型激光器 306
【前沿进展】 309
20.5 激光的特点与应用 310
20.5.1 激光的特点 310
20.5.2 激光应用 311
【网络资源】 313
小结 313
习题与思考题 315
第21章 固体物理基础 316
21.1 固体的能带结构 316
21.1.1 晶体的微观结构 316
21.1.2 晶体的结合 318
【前沿进展】 318
21.1.3 固体的能带结构 319
【前沿进展】 322
21.2 固体中的载流子及其统计分布 322
21.2.1 固体中的载流子 322
21.2.2 载流子的统计分布 326
21.3 半导体物理基础 329
21.3.1 半导体的电导和霍耳效应 329
21.3.2 p—n结 331
21.3.3 半导体的光吸收与光辐射 332
【科技博览】 333
21.4 超导电性 333
21.4.1 超导基本现象 333
21.4.2 超导的微观理论 336
【前沿进展】 338
21.5 纳米材料简介 338
21.5.1 纳米材料的特性 338
21.5.2 纳米技术的应用 340
【网络资源】 341
小结 341
习题与思考题 343
习题答案 344
索引 350
参考文献 365