第4篇 电磁学 4
第9章 静电场 4
9.1 电荷和库仑定律 4
9.1.1 电荷及其基本性质 4
9.1.2 库仑定律和库仑力的叠加原理 5
9.2 电场强度 8
9.2.1 电场强度 9
9.2.2 电场强度的计算式 10
9.3 电场线 17
9.3.1 电场线 17
9.3.2 静电场电场线的性质 19
9.4 静电场的高斯定理 19
9.4.1 电通量 19
9.4.2 静电场的高斯定理 21
9.4.3 高斯定理的应用举例 23
9.5 静电场的环路定理 27
9.5.1 静电场的环路定理 27
9.5.2 电势差和电势 29
9.5.3 电势的计算举例 31
9.5.4 等势面 34
9.5.5 电场强度与电势梯度的关系 35
习题 37
第10章 静电场中的导体和电介质 43
10.1 静电场中的导体 43
10.1.1 导体的静电平衡 43
10.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布 45
10.1.3 导体表面附近的电场强度与面上对应点的电荷面密度σ的关系 46
10.1.4 静电屏蔽 47
10.2 电介质的极化和有介质时的高斯定理 49
10.2.1 电介质的电结构 49
10.2.2 电介质的极化 50
10.2.3 电极化强度、极化电荷与极化强度的关系 51
10.2.4 电极化强度与场强的关系 52
10.2.5 有介质时的高斯定理 53
10.3 电容和电容器 56
10.3.1 孤立导体的电容 56
10.3.2 电容器及其电容 57
10.3.3 电容器的串联和并联 59
10.4 电场的能量 61
10.4.1 电容器储存的静电能 61
10.4.2 电场的能量 61
习题 63
第11章 稳恒电流 69
11.1 电流及其连续性方程 69
11.1.1 电流 69
11.1.2 电流的连续性方程 71
11.1.3 稳恒电流 71
11.2 欧姆定律和焦耳定律 73
11.2.1 欧姆定律 73
11.2.2 电阻定律 73
11.2.3 欧姆定律的微分形式 74
11.2.4 电流的功和功率、焦耳楞次定律 75
11.3 电源和电动势，闭合电路和一段含源电路的欧姆定律 77
11.3.1 电源及其电动势 77
11.3.2 闭合电路的欧姆定律 79
11.3.3 含源电路的欧姆定律 80
11.3.4 基尔霍夫方程组 81
习题 82
第12章 恒定磁场 86
12.1 磁场 86
12.1.1 奥斯特实验 86
12.1.2 磁感应强度 88
12.2 毕奥-萨伐尔定律 89
12.2.1 毕奥-萨伐尔定律 90
12.2.2 运动点电荷的磁场 91
12.2.3 毕奥-萨伐尔定律的应用 91
12.3 磁通连续性定理 96
12.4 安培环路定理 97
12.4.1 安培环路定理 97
12.4.2 安培环路定理的应用 100
12.5 磁场对载流导体的作用，磁力的功 104
12.5.1 安培定律 104
12.5.2 磁场对载流导线的作用力 104
12.5.3 载流线圈在均匀外磁场中受到的磁力矩 106
12.5.4 磁力的功 108
12.5.5 平行电流间的互相作用，电流单位安培的定义 110
12.5.6 运动电荷在磁场中所受的力——洛仑兹力 110
12.6 带电粒子在电磁场中的运动 111
12.6.1 运动方程（动力学方程） 111
12.6.2 带电粒子在电磁场中的运动 112
12.6.3 霍尔效应 115
习题 117
第13章 磁介质 122
13.1 磁介质存在时静磁场的基本规律 122
13.1.1 磁介质的磁化，磁化强度 122
13.1.2 磁化电流 124
13.1.3 有磁介质时的安培环路定理 126
13.1.4 稳恒磁场与静电场方程的对比 128
13.2 顺磁性与抗磁性 129
13.2.1 顺磁性 129
13.2.2 抗磁性 130
13.3 铁磁性与铁磁质 131
13.3.1 铁磁质的磁化性能 132
13.3.2 铁磁性的起因 134
习题 135
第14章 电磁感应 137
14.1 电磁感应的基本定律 137
14.1.1 电磁感应现象 137
14.1.2 楞次定律 137
14. 1.3 法拉第电磁感应定律 139
14.2 动生电动势 140
14.2.1 动生电动势及相应的非静电力 141
14.2.2 在磁场中转动的线圈中的感应电动势——发电机的基本原理 142
14.3 感生电动势和感生电场 143
14.3.1 感生电动势和感生电场 144
14.3.2 感生电场的性质 145
14.3.3 螺线管磁场变化引起的感生电场 146
14.4 自感应与互感应 148
14.4.1 自感应 148
14.4.2 互感应 152
14.5 磁场的能量 154
14.5.1 自感线圈的磁能 154
14.5.2 磁场的能量 156
附录 两线圈互感系数相等的直接证明 157
习题 161
第15章 电磁场理论的基本概念 170
15.1 麦克斯韦方程组 170
15.1.1 电磁场基本规律小结 170
15.1.2 位移电流 171
15.1.3 麦克斯韦方程组 173
15.2 电磁波的辐射和传播 175
15.2.1 振荡电偶极子辐射的电磁波 175
15.2.2 平面电磁波的基本性质 176
15.2.3 电磁波的能量 177
15.2.4 电磁波谱 177
附录 电偶极子辐射公式的推导 178
习题 182
第5篇 波光动学 189
第16章 光的干涉 189
16.1 光源和光的相干性 190
16.1.1 光源 190
16.1.2 单色光与复色光 190
16.1.3 光的相干性 191
16.2 获得相干光的方法 194
16.2.1 获得相干光的方法 194
16.2.2 杨氏双缝干涉实验 195
16.2.3 洛埃镜实验 198
16.3 薄膜表面的干涉 199
16.4 劈尖干涉和牛顿环 202
16.4.1 劈尖干涉 202
16.4.2 牛顿环 204
16.5 迈克尔孙干涉仪 206
16.5.1 迈克尔孙干涉仪 206
16.5.2 干涉现象的应用 208
16.5.3 相干长度 209
习题 210
第17章 光的衍射 214
17.1 惠更斯-菲涅耳原理 214
17.1.1 光的衍射现象 214
17.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 215
17.1.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 215
17.2 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射 216
17.2.1 单缝衍射 216
17.2.2 圆孔衍射 221
17.3 平面衍射光栅 222
17.3.1 光栅方程 222
17.3.2 光栅光谱 224
17.4 光学仪器的分辨率 225
17.5 X射线在晶体上的衍射 227
17.6 全息照相 229
17.6.1 全息照相 229
17.6.2 基本原理 230
17.6.3 全息照片的摄制与再现装置 231
17.6.4 全息照相的特点 232
附录1 单缝夫琅禾费衍射合振幅的计算 233
附录2 圆孔夫琅禾费衍射光强分布的计算 234
习题 239
第18章 光的偏振 242
18.1 自然光和偏振光 242
18.1.1 光的偏振性 242
18.1.2 自然光 243
18.2 偏振片，马吕斯定律 244
18.2.1 偏振片的起偏和检偏 244
18.2.2 马吕斯定律 246
18.3 反射时光的偏振 247
18.4 光的双折射 248
18.4.1 光的双折射现象 248
18.4.2 尼科耳（Nicol）棱镜 250
18.4.3 二向色性与偏振片 251
18.5 偏振光的干涉 252
18.5.1 偏振光的干涉 252
18.5.2 椭圆偏振光和圆偏振光 253
18.5.3 人为双折射现象 254
18.6 旋光现象 256
习题 257
第6篇 量子物理学 263
第19章 量子理论的实验基础 263
19.1 黑体辐射与能量子 263
19.1.1 热辐射 263
19.1.2 黑体辐射的实验定律 264
19.1.3 黑体辐射的经典解释及其困难 265
19.1.4 普朗克公式与能量子假设 266
19.2 光电效应与光子 269
19.2.1 光电效应 269
19.2.2 光量子假设 270
19.2.3 光的波粒二象性 271
19.2.4 康普顿效应 272
19.3 原子结构 275
19.3.1 氢原子光谱的规律性 275
19.3.2 卢瑟福的原子有核模型 276
19.3.3 玻尔理论 277
19.3.4 弗兰克-赫兹实验 281
19.3.5 玻尔理论的评论 282
19.4 波粒二象性 282
19.4.1 德布罗意假设 282
19.4.2 德布罗意波的实验证明 284
19.4.3 物质波应用——电子显微镜 284
19.4.4 波函数及其统计解释 285
19.5 不确定关系及其应用 287
19.5.1 不确定关系 287
19.5.2 能量与时间的不确定关系 289
19.5.3 不确定关系的应用 289
习题 292
第20章 量子力学入门 294
20.1 薛定谔方程 294
20.1.1 薛定谔方程的建立 294
20.1.2 定态薛定谔方程 296
20.1.3 波函数的叠加原理 297
20.1.4 力学量的算符表示 298
20.2 一维量子问题 298
20.2.1 一维无限深方势阱 299
20.2.2 一维简谐振子 302
20.2.3 势垒和隧穿效应 304
20.2.4 扫描隧穿显微镜 305
20.3 氢原子的薛定谔方程 306
20.3.1 氢原子的定态薛定谔方程 306
20.3.2 氢原子的角动量 307
20.3.3 氢原子的能量 309
20.3.4 氢原子的径向概率密度 311
20.4 电子自旋 312
20.4.1 碱金属原子 312
20.4.2 原子磁矩 313
20.4.3 斯特恩盖拉赫实验 315
20.4.4 电子自旋 316
20.5 元素周期律 317
20.5.1 多电子原子的状态和能量 317
20.5.2 泡利不相容原理 319
20.5.3 原子的壳层结构与元素周期律 320
习题 325
参考书目 327
附录A 中英文对照目录 328
附录B 物理文献及其查阅方法 331
附录C 参考答案 337