11 静电场 1
11.1 电荷 库仑定律 2
11.1.1 电荷 电荷守恒定律 2
11.1.2 库仑定律 2
11.1.3 静电力叠加原理 3
11.2 电场 电场强度 5
11.2.1 电场 5
11.2.2 电场强度 6
11.2.3 电场强度叠加原理 7
11.3 电场强度和电场力的计算 8
11.3.1 点电荷电场中的电场强度 8
11.3.2 点电荷系电场中的电场强度 9
11.3.3 连续分布电荷电场中的电场强度 10
11.3.4 电荷在电场中所受的力 16
11.4 电通量 真空中静电场的高斯定理 17
11.4.1 电场线 17
11.4.2 电通量 18
11.4.3 高斯定理 20
11.4.4 高斯定理的应用示例 22
11.5 静电场的环路定理 电势 24
11.5.1 静电力的功 24
11.5.2 静电场的环路定理 26
11.5.3 电势能 27
11.5.4 电势 电势差 27
11.5.5 电势的计算 28
11.6 等势面 电场强度与电势的关系 30
11.6.1 等势面 31
11.6.2 电场强度与电势的关系 32
11.7 静电场中的金属导体 33
11.7.1 金属导体的电结构 34
11.7.2 导体的静电平衡条件 34
11.7.3 静电平衡时导体上的电荷分布 36
11.7.4 静电屏蔽 38
11.7.5 算示例 39
11.8 静电场中的电介质 40
11.8.1 电介质的电结构 40
11.8.2 电介质在外电场中的极化现象 42
11.9 有电介质时的静电场和高斯定理 43
11.9.1 有电介质时的静电场 43
11.9.2 有电介质时静电场的高斯定理 电位移矢量D 44
11.9.3 有电介质时静电场的高斯定理的应用 46
11.10 电容 电容器 49
11.10.1 孤立导体的电容 49
11.10.2 电容器的电容 49
11.10.3 电容器的串联和并联 53
11.11 电场的能量 56
习题11 58
12 恒定电流的稳恒磁场 64
12.1 恒定电流 64
12.1.1 电流 64
12.1.2 电流密度 65
12.1.3 电流的连续性方程 稳恒电场 66
12.1.4 欧姆定律 67
12.1.5 焦耳定律 68
12.1.6 电源 电动势 68
12.2 磁的基本现象 70
12.2.1 磁现象的早期认识 70
12.2.2 磁力、磁性的起源 71
12.3 磁场 磁感应强度 72
12.3.1 磁场 72
12.3.2 磁感应强度 73
12.4 毕奥-萨伐尔定律及其应用 75
12.4.1 毕奥-萨伐尔定律 75
12.4.2 应用示例 77
12.4.3 运动电荷的磁场 81
12.5 磁感应线 磁通量 真空中磁场的高斯定理 82
12.5.1 磁感应线 82
12.5.2 磁通量 83
12.5.3 真空中磁场的高斯定理 84
12.6 安培环路定理 85
12.6.1 安培环路定理 85
12.6.2 应用示例 87
12.7 磁场对载流导线的作用 安培定律 90
12.7.1 安培定律 90
12.7.2 两条无限长直电流之间的相互作用力“安培”的定义 92
12.7.3 均匀磁场中的载流线圈 94
12.8 带电粒子在电场和磁场中的运动 98
12.8.1 磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 98
12.8.2 带电粒子在电场和磁场中的运动 100
12.9 磁场中的磁介质 104
12.9.1 磁介质在外磁场中的磁化现象 105
12.9.2 抗磁质和顺磁质的磁化机理 105
12.9.3 磁介质的磁导率 107
12.10 有磁介质时磁场的高斯定理和安培环路定律 108
12.11 铁磁质 110
12.11.1 铁磁质的磁化特性 磁滞回线 110
12.11.2 铁磁性的磁畴理论 111
习题12 112
13 电磁感应和电磁场理论基础 118
13.1 电磁感应及其基本定律 118
13.1.1 电磁感应现象 118
13.1.2 楞次定律 120
13.1.3 法拉第电磁感应定律 121
13.2 动生电动势 125
13.2.1 动生电动势 126
13.2.2 动生电动势的表达式 126
13.3 感生电动势 涡旋电场 129
13.3.1 感生电动势与感生电场 涡旋电场 129
13.3.2 电子感应加速器 131
13.3.3 涡电流及其应用 131
13.4 自感和互感 132
13.4.1 自感 132
13.4.2 互感 136
13.5 磁场的能量 138
13.6 麦克斯韦的位移电流假设 140
13.7 麦克斯韦方程组的积分形式 143
13.7.1 电场 143
13.7.2 磁场 143
13.7.3 电磁场的麦克斯韦方程组（积分形式） 144
13.8 电磁振荡 电磁波 145
13.8.1 电磁振荡 145
13.8.2 电磁波 147
13.8.3 电磁波的辐射和传播 148
13.8.4 电磁波的能量 151
13.9 电磁波谱 152
习题13 154
14 几何光学 160
14.1 几何光学的基本定律 161
14.1.1 光的直进定律 161
14.1.2 光的反射定律 平面镜 162
14.1.3 光的折射定律 全反射 163
14.2 棱镜 166
14.2.1 棱镜 全反射棱镜 166
14.2.2 棱镜的偏向角 167
14.2.3 光的色散 168
14.3 球面傍轴成像 170
14.3.1 基本概念和符号法则 170
14.3.2 球面反射成像 171
14.3.3 球面折射成像 174
14.4 薄透镜的成像 176
14.4.1 透镜 176
14.4.2 薄透镜的成像公式 177
14.4.3 薄透镜的焦距 178
14.4.4 薄透镜成像的作图法 179
14.5 光学仪器简介 180
14.5.1 眼睛 180
14.5.2 放大镜 181
14.5.3 显微镜 182
14.5.4 望远镜 183
14.5.5 照相机 185
习题14 185
15 波动光学 187
15.1 光的干涉 光强度 188
15.1.1 波干涉现象的回想 188
15.1.2 光强度 光的干涉 188
15.1.3 相干光的获得 190
15.2 双缝干涉 193
15.2.1 杨氏双缝干涉实验 193
15.2.2 洛埃德镜实验 195
15.3 光程 光程差 196
15.3.1 光程 197
15.3.2 光程差 198
15.3.3 额外光程差 干涉条件的一般表述 199
15.3.4 透镜不引起额外的光程差 200
15.4 平行平面薄膜的光干涉 201
15.4.1 平行平面薄膜的光干涉 201
15.4.2 增透膜和增反膜 203
15.5 劈形薄膜的光干涉 205
15.5.1 劈形薄膜 205
15.5.2 牛顿环 210
15.6 迈克耳孙干涉仪 212
15.7 光的衍射现象 213
15.7.1 光的衍射现象 213
15.7.2 惠更斯-菲涅耳原理 214
15.8 单缝衍射 215
15.8.1 单缝的夫琅禾费衍射 215
15.8.2 单缝衍射条纹的形成 215
15.8.3 单缝衍射条纹的明、暗条件 216
15.9 衍射光栅 衍射光谱 220
15.9.1 衍射光栅 220
15.9.2 光栅衍射条纹的成因 221
15.9.3 光栅公式 222
15.9.4 衍射光谱 224
15.10 光学仪器的分辨率 225
15.10.1 圆孔衍射 226
15.10.2 光学仪器的分辨率 226
15.11 X射线的衍射 布拉格公式 227
15.12 光的偏振 230
15.13 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 232
15.13.1 偏振片的起偏和检偏 232
15.13.2 马吕斯定律 233
15.13.3 偏振片的应用 234
15.14 反射和折射时光的偏振 235
15.14.1 反射和折射的起偏 235
15.14.2 光的双折射现象 238
15.15 椭圆偏振光和圆偏振光 波片 239
15.16 偏振光的干涉 人为双折射 242
15.16.1 偏振光的干涉 242
15.16.2 人为双折射 243
习题15 244
16 早期量子论 248
16.1 热辐射 249
16.1.1 热辐射及其定量描述 249
16.1.2 绝对黑体辐射定律 普朗克公式 249
16.2 光电效应 252
16.2.1 光电效应的实验规律 252
16.2.2 光电效应与光的波动理论的矛盾 254
16.2.3 爱因斯坦的光子假设 光的波粒二象性 254
16.2.4 光电效应的应用 256
16.3 康普顿效应 电磁辐射的波粒二象性 257
16.3.1 康普顿效应 257
16.3.2 电磁辐射的波粒二象性 259
16.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 259
16.4.1 氢原子光谱的规律性 259
16.4.2 玻尔的氢原子理论 261
16.5 激光 265
16.5.1 激光的特点 265
16.5.2 激光的发光机理 265
16.5.3 激光器 267
16.5.4 激光的应用 268
习题16 269
17 量子力学基础 271
17.1 德布罗意的假设 海森伯的不确定关系 271
17.1.1 实物粒子的波动性——德布罗意假设 271
17.1.2 不确定关系 274
17.2 波函数及其统计解释 276
17.2.1 波函数 276
17.2.2 波函数的统计解释 278
17.2.3 波函数的归一化条件及标准条件 279
17.3 薛定谔方程 279
17.3.1 薛定谔方程 280
17.3.2 定态薛定谔方程 281
17.4 定态薛定谔方程的应用 282
17.4.1 一维无限深方形势阱 282
17.4.2 一维线性简谐振子 285
17.4.3 势垒贯穿 286
17.4.4 氢原子 288
17.5 电子的自旋 多电子的原子及电子壳层模型 292
17.5.1 电子的自旋 自旋磁量子数 292
17.5.2 多电子的原子 293
17.5.3 原子中的电子壳层模型 元素周期表的本源 295
17.6 固体的能带结构 半导体 297
17.6.1 固体的能带 298
17.6.2 导体 绝缘体 半导体 298
17.6.3 半导体的导电机构 p-n结 299
17.7 超导体 302
17.7.1 超导体的基本特性 302
17.7.2 临界磁场 临界电流 302
17.7.3 高临界温度超导体的研究和应用前景 303
习题17 303
18 原子核和基本粒子简介 305
18.1 原子核的结构和基本性质 305
18.1.1 原子核的组成 305
18.1.2 原子核的电荷 305
18.1.3 原子核的质量 305
18.1.4 原子核的结合能 307
18.1.5 核力 308
18.1.6 原子核的大小 308
18.2 原子核的衰变和衰变规律 309
18.2.1 天然放射性现象 309
18.2.2 原子核衰变的规律 310
18.2.3 位移定则 311
18.2.4 探测放射性现象的方法 312
18.3 核反应 313
18.3.1 人工核反应 中子 313
18.3.2 人工放射性 正电子 314
18.3.3 放射性同位素及其应用 314
18.3.4 获得高能粒子的方法 315
18.4 原子核能的利用 316
18.4.1 重核裂变 316
18.4.2 轻核聚变 318
18.5 基本粒子简介 319
18.5.1 基本粒子的发现 强子的夸克模型 319
18.5.2 夸克模型 320
18.5.3 基本粒子的相互作用 321
参考文献 323