第一章 电荷、库仑定律及电场 1
一、电荷、库仑定律及电场研究背景 1
二、电荷、库仑定律及电场强度的数学描述及物理解析 4
三、电场与电场强度概念的科学意义及影响 5
四、静电场在工农业中的应用 6
五、应用举例 6
六、练习与思考 11
第二章 电场线、电通量与高斯定理 12
一、电场线、电通量和高斯定理建立的背景 12
二、电场线、电通量和高斯定理的数学表述及物理解析 13
三、电场线、电通量及高斯定理的意义 17
四、应用举例 17
五、练习与思考 21
第三章 静电场的环路定理与电势 22
一、静电场的环路定理与电势建立背景 22
二、静电场的环路定理与电势的数学描述及物理解析 22
三、静电场环路定理的科学意义 27
四、练习与思考 28
第四章 静电场与导体的相互作用 29
一、静电场与导体的相互作用建立背景 29
二、静电场与导体相互作用的数学表示及物理解析 30
三、应用举例 32
四、练习与思考 33
第五章 电介质与外加静电场的相互作用 35
一、电介质与外加静电场相互作用规律建立背景 35
二、电介质与外加静电场相互作用的数学描述及物理解析 36
三、电介质与电场相互作用的研究意义 40
四、应用举例 40
五、练习与思考 42
第六章 电容器与静电场能 43
一、电容器、电容器的电容以及静电场能的研究背景 43
二、电容器电容和静电场能的数学表达及物理解析 44
三、电容器在电路中的应用 47
四、应用举例 48
五、练习与思考 51
第七章 电源、稳恒电流 53
一、电源与电流的研究背景 53
二、电流、电流密度的数学表述及物理解析 54
三、电源的应用 56
四、练习与思考 58
第八章 磁感应强度与电流的磁效应 59
一、磁感应强度及电流的磁效应研究背景 59
二、磁感应强度的数学描述及物理解析 60
三、磁感应强度以及毕奥－萨伐尔定律的意义及影响 62
四、应用举例 62
五、练习与思考 64
第九章 磁场的高斯定理和安培环路定理 65
一、磁场中的高斯定理和安培环路定理建立背景 65
二、磁场高斯定理和安培环路定理的数学描述及物理解析 65
三、磁场的高斯定理及安培环路定理的意义与影响 69
四、应用举例 70
五、练习与思考 71
第十章 磁场对载流导线的作用 72
一、磁场对电流作用的研究背景 72
二、磁场对电流作用力的数学表述及物理解析 73
三、磁场安培力（力矩）做功原理分析及其应用 74
四、应用举例 74
五、练习与思考 77
第十一章 霍尔效应 79
一、霍尔效应的发现 79
二、霍尔效应的数学描述及物理解析 80
三、霍尔效应的应用 82
四、霍尔效应研究的发展 83
五、应用举例 85
六、练习与思考 85
第十二章 磁介质及其与磁场的相互作用 87
一、磁介质及其与磁场相互作用研究背景 87
二、顺磁质、抗磁质磁性的数学描述及物理解析 88
三、顺磁质、抗磁质理论的科学意义及对人类生活的影响 93
四、应用举例 94
五、练习与思考 95
第十三章 铁磁质 97
一、铁磁质的研究背景 97
二、铁磁质性质的数学描述及物理解析 97
三、铁磁材料在工业和日常生活中的应用 100
四、练习与思考 101
第十四章 电磁感应现象及电磁感应定律 102
一、电磁感应现象及电磁感应定律建立背景 102
二、电磁感应定律的数学描述及物理解析 103
三、电子感应加速器 109
四、电磁感应定律的意义和影响 110
五、电磁感应之美 111
六、练习与思考 112
第十五章 自感、互感以及磁场的能量 115
一、自感、互感及磁场能量的研究背景 115
二、自感、互感以及磁场能量的数学描述及物理解析 116
三、自感、互感在工业和日常生活中的应用 121
四、练习与思考 121
第十六章 麦克斯韦方程组及电磁波 123
一、麦克斯韦方程及电磁波研究背景 123
二、麦克斯韦电磁理论与麦克斯韦方程组 125
三、电磁波性质 128
四、电磁理论的发展及其对人类社会的影响 129
五、练习与思考 130
第十七章 光的直线传播、光的反射及折射 132
一、光的直线传播、反射及折射的研究背景 132
二、光的直线传播、反射和折射的数学描述及物理解析 133
三、光的折射和反射应用典型实例——光纤通信 136
四、练习与思考 137
第十八章 光的偏振 138
一、偏振光研究背景 138
二、偏振光的数学描述及物理解析 139
三、光的偏振理论的应用——波片与旋光 144
四、偏振光知识在生活中的应用 146
五、练习与思考 147
第十九章 光的干涉 149
一、光的干涉理论建立背景 149
二、光的干涉现象的数学描述和物理解析 151
三、光的干涉理论的应用——对杨氏双缝干涉实验的理论解释 153
四、光的干涉理论和干涉现象对自然科学发展和人类生活的影响 156
五、练习与思考 157
第二十章 薄膜干涉 158
一、日常中的薄膜干涉现象 158
二、薄膜干涉的数学描述及物理解析 159
三、薄膜干涉的科学意义、对人类生活的影响及发展 163
四、应用举例 163
五、练习与思考 164
第二十一章 光的衍射 166
一、衍射现象的研究背景 166
二、光衍射现象的数学描述及物理解析 167
三、光的衍射理论的应用 168
四、衍射现象在现代信息记录、传递、搜集中的应用 171
五、练习与思考 172
第二十二章 光栅衍射 173
一、光栅衍射的研究背景 173
二、光栅衍射的数学描述及物理解析 174
三、光栅在现代工业和人类生活中的应用 178
四、应用举例 178
五、练习与思考 179
第二十三章 黑体辐射规律及普朗克能量量子假说 180
一、黑体辐射和普朗克能量量子论研究背景 180
二、黑体辐射规律和普朗克能量量子论的数学表述和物理解析 181
三、普朗克公式的拓展 184
四、黑体辐射研究的科学意义及对人类生活的影响 185
五、应用举例 185
六、练习与思考 187
第二十四章 光电效应 188
一、光电效应研究背景 188
二、光电效应的数学描述及物理解析 189
三、光电效应的科学意义及对人类生活的影响 194
四、练习与思考 194
第二十五章 原子结构、氢原子光谱、玻尔理论 196
一、原子结构、氢原子光谱及玻尔理论研究背景 196
二、氢原子线状光谱、玻尔理论的数学描述和物理解析 198
三、玻尔理论的意义及局限 202
四、里德伯公式和玻尔理论的应用举例 202
五、练习与思考 203
第二十六章 德布罗意波 204
一、德布罗意波的建立背景 204
二、德布罗意波的数学表述及物理解析 205
三、德布罗意波在科学技术、人类生活中的应用 206
四、应用举例 208
五、练习与思考 208
第二十七章 不确定关系 209
一、不确定关系以及态叠加原理建立背景 209
二、不确定关系以及态叠加原理的数学描述及物理解析 210
三、不确定关系的意义及影响 212
四、不确定关系的应用与发展 212
五、练习与思考 213
第二十八章 波函数统计诠释及态叠加原理 214
一、波函数统计诠释与态叠加原理的建立背景 214
二、波函数及其统计诠释、态叠加原理的数学描述及物理解析 215
三、波函数及其统计诠释和态叠加原理的意义 217
四、应用举例 217
五、练习与思考 218
第二十九章 薛定谔方程及其应用 219
一、薛定谔方程建立背景 219
二、薛定谔方程建立过程中所经历的困难 220
三、薛定谔方程的数学描述及物理解析 220
四、薛定谔方程的应用 222
五、薛定谔方程存在的问题 226
六、薛定谔方程的科学意义及影响 227
七、练习与思考 227
第三十章 一维散射——隧道效应 228
一、一维散射问题提出的背景 228
二、一维散射问题的数学描述和物理解析 228
三、一维散射问题的意义与影响 231
四、应用举例 231
五、练习与思考 232
第三十一章 氢原子的量子理论 233
一、氢原子研究背景 233
二、氢原子的量子理论描述和物理解析 234
三、氢原子中电子角动量取向量子化的证明——塞曼效应 235
四、氢原子量子理论的意义 237
五、练习与思考 237
第三十二章 电子自旋和泡利不相容原理 238
一、电子自旋和泡利不相容原理建立的背景 238
二、电子自旋与泡利不相容原理的数学描述及物理解析 239
三、电子自旋理论的应用——解释斯特恩－盖拉赫实验 241
四、对电子自旋的拓展理解 242
五、电子自旋理论的科学意义和可能的发展 243
六、练习与思考 244
第三十三章 激光 245
一、受激辐射理论的建立和激光技术的发展 245
二、激光理论的数学描述及物理解析 247
三、激光的意义及应用 250
四、练习与思考 252
第三十四章 量子纠缠、量子计算与量子信息 253
一、量子纠缠、量子计算与量子信息的研究历史 253
二、量子纠缠与量子信息的数学描述与物理解析 255
三、量子信息的应用举例 258
附录 典型难题详解 261