第5部分 电磁学 3
第10章 真空中的静电场 3
10.1 电荷和库仑定律 4
10.1.1 电荷 电荷守恒定律 4
10.1.2 库仑定律 6
10.1.3 静电力叠加原理 7
10.2 电场和电场强度 7
10.2.1 电场和电场强度 7
10.2.2 电场强度的计算 8
10.2.3 电偶极子 9
10.3 静电场线及电通量 13
10.3.1 电场线 13
10.3.2 电通量 14
10.4 静电场的高斯定理 17
10.4.1 高斯定理 17
10.4.2 高斯定理的应用 20
10.5 静电场的环路定理和电势能 23
10.5.1 静电场力做的功 23
10.5.2 静电场环路定理 24
10.5.3 电势能 25
10.6 电势 26
10.6.1 电势 26
10.6.2 电势的计算 27
10.7 电场强度与电势梯度 31
10.7.1 等势面 31
10.7.2 电场强度与电势梯度 32
习题 35
气象物语E 大气电荷 大气电流 38
E.1 大气电荷 38
E.2 晴天大气电流 39
第11章 静电场中的导体和电介质 41
11.1 静电场中的导体 41
11.1.1 导体的静电平衡 41
11.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布 42
11.1.3 空腔导体 44
11.1.4 静电屏蔽 45
11.2 电容 电容器 47
11.2.1 孤立导体的电容 47
11.2.2 电容器 48
11.2.3 几种常见电容器电容的计算 49
11.2.4 电容器的串、并联 51
11.3 静电场中的电介质 52
11.3.1 电介质对电容器电容的影响 52
11.3.2 电介质的电极化 53
11.3.3 极化强度 55
11.3.4 极化电荷与自由电荷的关系 56
11.4 有电介质时的高斯定理 57
11.5 静电场的能量 60
11.5.1 带电电容器中的能量 60
11.5.2 静电场的能量 能量密度 61
习题 63
气象物语F 大气静电场 67
F.1 大气静电场 67
F.2 大气静电场的测量 69
第12章 电流和恒定磁场 71
12.1 恒定电流条件和导电规律 71
12.1.1 电流强度和电流密度 71
12.1.2 电流连续性方程 恒定电流 73
12.1.3 恒定电场的建立 74
12.1.4 欧姆定律的微分形式 75
12.1.5 电功率和焦耳定律 76
12.2 磁场 磁感应强度 77
12.2.1 基本磁现象 77
12.2.2 磁感应强度 78
12.2.3 磁感应线 79
12.3 毕奥-萨伐尔定律与应用 80
12.3.1 毕奥-萨伐尔定律 80
12.3.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 81
12.4 磁场的高斯定理 安培环路定理 84
12.4.1 磁通量 84
12.4.2 磁场的高斯定理 85
12.4.3 安培环路定理 86
12.4.4 安培环路定理的应用 87
12.5 磁场对运动电荷的作用 89
12.5.1 带电粒子在磁场中的运动 89
12.5.2 霍尔效应 92
12.6 磁场对载流导线的作用 93
12.6.1 安培力 93
12.6.2 两平行载流长直导线的相互作用 95
12.6.3 磁场对载流线圈的作用 95
12.7 磁介质的磁化 97
12.7.1 顺磁性和抗磁性 97
12.7.2 原子中电子的磁矩 97
12.7.3 磁化强度和磁化电流 98
12.7.4 磁介质中的磁场 100
习题 102
第13章 电磁感应 电磁场 108
13.1 电磁感应的基本定律 108
13.1.1 电磁感应现象 108
13.1.2 法拉第电磁感应定律 109
13.1.3 楞次定律 110
13.2 动生电动势 113
13.2.1 动生电动势 113
13.2.2 洛伦兹力传递能量 114
13.3 感生电动势 感生电场 116
13.3.1 感生电场 116
13.3.2 感生电动势 117
13.3.3 涡电流 118
13.4 自感与互感 119
13.4.1 自感 119
13.4.2 互感 121
13.5 磁场的能量 磁场能量密度 123
13.5.1 自感磁能 123
13.5.2 磁场的能量 磁场能量密度 124
13.6 位移电流 电磁场理论 125
13.6.1 位移电流 126
13.6.2 全电流安培环路定理 127
13.6.3 麦克斯韦方程组 128
习题 129
第6部分 光学 139
第14章 几何光学简介 139
14.1 几何光学的基本定律 140
14.1.1 光波和光线 140
14.1.2 基本定律 141
14.2 光在平面上的反射和折射成像 144
14.2.1 平面反射成像 144
14.2.2 平面折射成像 144
14.3 光在球面上的反射和折射成像 145
14.3.1 球面镜反射成像 145
14.3.2 球面折射成像 147
14.4 薄透镜成像 149
14.4.1 傍轴光线薄透镜成像公式 149
14.4.2 横向放大率 150
14.4.3 焦点和焦距 151
14.4.4 薄透镜成像作图法 152
14.5 光学仪器 153
14.5.1 眼睛 153
14.5.2 放大镜 154
14.5.3 显微镜 154
14.5.4 望远镜 156
习题 156
第15章 光的干涉 158
15.1 光源和光的相干叠加 158
15.1.1 光源 158
15.1.2 光的单色性 159
15.1.3 相干光的获得 159
15.1.4 相干叠加与非相干叠加 159
15.2 分波前干涉（双缝干涉） 161
15.2.1 杨氏双缝干涉 161
15.2.2 其他分波前干涉装置 165
15.2.3 干涉条纹可见度 167
15.3 光程与光程差 167
15.3.1 光程 167
15.3.2 光程差 168
15.3.3 薄透镜不引起附加光程差 168
15.4 分振幅干涉（薄膜干涉） 169
15.4.1 薄膜干涉 169
15.4.2 等倾干涉（膜上、下表面平行） 171
15.4.3 等厚干涉（膜上、下表面不平行） 174
15.4.4 迈克耳孙干涉仪 178
习题 180
第16章 光的衍射 183
16.1 光衍射的基本定律 184
16.1.1 光的衍射现象 184
16.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 184
16.1.3 衍射的分类 185
16.2 单缝夫琅禾费衍射 186
16.2.1 实验描述 186
16.2.2 半波带法分析 186
16.2.3 振幅矢量法分析 189
16.3 圆孔夫琅禾费衍射 192
16.3.1 实验装置和现象 192
16.3.2 瑞利判据和光学仪器的分辨率 193
16.4 平面衍射光栅 195
16.4.1 光栅常数 196
16.4.2 光栅衍射图样 196
16.5 X射线衍射 201
16.5.1 实验装置 201
16.5.2 布拉格方程 201
习题 203
第17章 光的偏振及吸收 205
17.1 自然光和偏振光 马吕斯定律 205
17.1.1 自然光 205
17.1.2 线偏振光 部分偏振光 206
17.1.3 圆偏振光 椭圆偏振光 206
17.1.4 偏振片 起偏和检偏 207
17.1.5 马吕斯定律 208
17.2 反射光和折射光的偏振 210
17.2.1 布儒斯特定律 210
17.2.2 玻璃堆起偏 211
17.3 晶体的双折射 212
17.3.1 双折射效应 212
17.3.2 惠更斯原理解释双折射现象 214
17.3.3 晶体光学器件 215
17.4 偏振光的干涉 216
17.4.1 偏振光干涉原理 216
17.4.2 干涉加强和减弱条件 217
17.4.3 偏振干涉的应用 217
17.5 光的吸收、散射和色散 218
17.5.1 光的吸收 219
17.5.2 光的散射 220
17.5.3 光的色散 221
习题 222
气象物语G 大气散射现象与基本理论简介 223
G.1 瑞利分子散射 223
G.2 球形粒子光散射的米氏理论 224
G.3 非球形粒子的光散射 225
G.4 大气层中常见的光学现象 225
第7部分 近代物理Ⅱ 231
第18章 波与粒子 231
18.1 热辐射 普朗克的量子假设 231
18.1.1 热辐射 231
18.1.2 基尔霍夫辐射定律 231
18.1.3 黑体辐射实验定律 232
18.1.4 大气辐射简介 235
18.1.5 普朗克量子假设 235
18.2 光电效应 爱因斯坦的光子理论 238
18.2.1 光电效应的实验规律 238
18.2.2 光的波动说的缺陷 240
18.2.3 爱因斯坦的光电效应方程 241
18.2.4 光的波粒二象性 242
18.3 康普顿效应 244
18.3.1 康普顿实验 244
18.3.2 康普顿效应的量子解释 244
18.4 氢原子光谱玻尔的氢原子理论 248
18.4.1 氢原子光谱的规律性 248
18.4.2 玻尔的氢原子理论 249
18.5 德布罗意波 波粒二象性 253
18.5.1 德布罗意波 253
18.5.2 戴维孙-革末实验 253
18.5.3 微观粒子的波粒二象性 254
18.6 不确定度关系 258
习题 261
第19章 量子力学基础 263
19.1 波函数薛定谔方程 263
19.1.1 波函数及其统计解释 263
19.1.2 薛定谔方程 264
19.2 势阱中的粒子 266
19.3 一维方势垒隧道效应 271
19.4 一维谐振子 273
19.5 氢原子的量子理论 274
19.5.1 氢原子的定态薛定谔方程 274
19.5.2 量子化条件和量子数 275
19.5.3 基态径向波函数和电子分布概率 276
19.6 电子的自旋 原子的电子壳层结构 278
19.6.1 施特恩格拉赫实验 278
19.6.2 电子的自旋 279
19.6.3 原子的壳层结构 281
习题 282
部分习题参考答案 283
参考文献 291