第三篇 电磁学 3
第10章 静电学 3
10.1 电场 3
10.1.1 电荷 3
10.1.2 库仑定律 4
10.1.3 电力叠加原理 5
10.1.4 电场 6
10.2 电场的描述 6
10.2.1 电场强度 6
10.2.2 电场强度的计算 7
10.2.3 电场线 13
10.3 高斯定理 15
10.3.1 电通量 15
10.3.2 高斯定理 16
10.3.3 高斯定理的应用 18
10.4 静电场环路定理 23
10.4.1 电场的环量 23
10.4.2 环路定理 23
10.4.3 电势差和电势 24
10.4.4 电势的计算 25
10.4.5 等势面与电势梯度 29
10.5 静电场中的导体 33
10.5.1 导体静电平衡条件 33
10.5.2 导体上的电荷分布 34
10.5.3 导体表面附近的场强 35
10.5.4 有导体存在时静电场的分布 37
10.5.5 传导电流 42
10.5.6 电动势 稳恒电场 44
10.6 电介质 46
10.6.1 电介质的极化 46
10.6.2 介质中静电场的性质 49
10.7 电容和电容器 52
10.7.1 孤立导体的电容 52
10.7.2 电容器的电容 52
10.7.3 电容器的串联和并联 54
10.8 静电场的能量 54
10.8.1 点电荷系的电能 55
10.8.2 电容器的储能 56
10.8.3 电场能量 57
阅读材料 热电体 压电体 铁电体和驻极体 58
思考题 64
习题 66
第11章 静磁学 71
11.1 磁场 71
11.1.1 磁现象的电本质 71
11.1.2 磁场 72
11.2 磁场的描述 72
11.2.1 磁感应强度 72
11.2.2 毕奥-萨伐尔定律及其应用 78
11.2.3 磁感应线 83
11.3 磁场的高斯定理 84
11.3.1 磁通量 84
11.3.2 磁场的高斯定理 84
11.4 安培环路定理 85
11.4.1 安培环路定理 85
11.4.2 安培环路定理的应用 87
11.5 运动电荷的磁场 89
11.6 磁场对运动电荷及电流的作用 92
11.6.1 洛伦兹力 92
11.6.2 洛伦兹力的应用 92
11.6.3 安培力 95
11.6.4 安培力的功 99
11.7 磁介质 100
11.7.1 磁介质的磁化 100
11.7.2 磁介质中磁场的性质 104
11.8 铁磁质 107
11.8.1 铁磁质的磁滞回线 107
11.8.2 铁磁质的理论解释 109
阅读材料 磁流体发电 109
思考题 112
习题 115
第12章 变化的电磁场 120
12.1 电磁感应定律 120
12.1.1 法拉第电磁感应定律 120
12.1.2 楞次定律 122
12.2 动生电动势与感生电动势 123
12.2.1 动生电动势 123
12.2.2 感生电动势 感生电场 128
12.3 自感和互感 133
12.3.1 自感现象 自感系数 133
12.3.2 互感现象 互感系数 135
12.4 磁场能量 140
12.4.1 载流线圈的磁能 140
12.4.2 磁场能量与能量密度 140
12.5 位移电流 143
12.5.1 位移电流 143
12.5.2 全电流安培环路定律 146
12.6 麦克斯韦方程组 147
12.6.1 麦克斯韦方程组的积分形式 147
12.6.2 麦克斯韦方程组的微分形式 149
12.7 电磁波 150
12.7.1 电磁波的产生和传播 150
12.7.2 电磁波的波动方程 151
12.7.3 平面电磁波的基本性质 152
12.7.4 电磁波的能流密度 153
12.7.5 电磁波谱 154
阅读材料 超导电性和高温超导 155
人物小传 麦克斯韦（Maxwell,1831～1879） 161
思考题 163
习题 168
第四篇 波动光学 175
第13章 光的干涉 175
13.1 光波的相干叠加 175
13.1.1 光波 175
13.1.2 光源 175
13.1.3 光波叠加原理 176
13.1.4 相干光的获得 178
13.2 光程和光程差 178
13.2.1 光程 178
13.2.2 光程差 179
13.2.3 薄透镜的等光程性 179
13.3 双缝干涉实验 空间相干性 180
13.3.1 杨氏双缝干涉实验 180
13.3.2 类似双缝的干涉实验 183
13.3.3 空间相干性 184
13.4 薄膜干涉 185
13.4.1 薄膜干涉 185
13.4.2 等厚干涉 188
13.4.3 等倾干涉 192
13.5 迈克耳孙干涉仪 时间相干性 192
13.5.1 迈克耳孙干涉仪 192
13.5.2 时间相干性 193
阅读材料 光纤通信 194
思考题 199
习题 200
第14章 光的衍射 203
14.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 203
14.1.1 光的衍射现象 203
14.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 204
14.2 单缝的夫琅禾费衍射 204
14.2.1 单缝衍射的实验装置 204
14.2.2 单缝衍射的明暗纹特点 菲涅耳半波带法 205
14.2.3 单缝衍射光强的推导 207
14.3 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 209
14.3.1 夫琅禾费圆孔衍射 209
14.3.2 光学仪器的分辨本领 210
14.4 光栅衍射 212
14.4.1 光栅 212
14.4.2 光栅衍射 212
14.4.3 光栅衍射的光强推导 214
14.4.4 光栅光谱 216
14.4.5 反射式闪耀光栅的衍射 217
14.4.6 光栅的分辨本领 218
14.5 X射线的衍射 220
14.6 衍射光强的计算机模拟 221
14.6.1 单缝衍射光强的计算机模拟 221
14.6.2 光栅衍射光强的计算机模拟 223
阅读材料 二元光学 226
思考题 231
习题 232
第15章 光的偏振 235
15.1 光的偏振态 235
15.1.1 自然光 线偏振光 部分偏振光 235
15.1.2 椭圆偏振光和圆偏振光 237
15.2 偏振片 马吕斯定律 237
15.2.1 起偏和检偏 237
15.2.2 偏振片 237
15.2.3 马吕斯定律 238
15.3 反射和折射时的偏振光 239
15.3.1 由反射获得偏振光 布儒斯特定律 239
15.3.2 由折射获得偏振光 240
15.4 光在晶体中的双折射 242
15.4.1 双折射现象 242
15.4.2 o光和e光 242
15.4.3 光轴、主截面和主平面 243
15.4.4 关于双折射的解释 243
15.4.5 尼科耳棱镜 245
15.5 偏振光的干涉 247
15.5.1 波片 247
15.5.2 偏振光的干涉 248
15.6 人工双折射 旋光现象 250
15.6.1 人工双折射 250
15.6.2 旋光现象 252
阅读材料 量子光学 252
思考题 256
习题 258
第五篇 量子论 263
第16章 早期的量子论 263
16.1 量子论的提出 263
16.1.1 黑体辐射 263
16.1.2 维恩位移定律 264
16.1.3 经典理论对黑体辐射的解释 264
16.1.4 普朗克的量子假说 265
16.2 卢瑟福的原子结构模型 265
16.2.1 汤姆孙原子模型及困难 265
16.2.2 α粒子散射实验 266
16.2.3 原子结构 267
16.3 爱因斯坦的光量子论 267
16.3.1 光电效应 268
16.3.2 光电效应与经典物理学的矛盾 270
16.3.3 爱因斯坦光子说 270
16.3.4 光电效应的解释 271
16.3.5 光的本性 272
16.4 固体的比热 274
16.5 玻尔的原子量子理论 276
16.5.1 氢原子光谱 276
16.5.2 原子光谱与经典物理学的矛盾 277
16.5.3 玻尔理论 278
16.5.4 玻尔理论对氢原子光谱的解释 279
16.5.5 玻尔理论的缺陷 281
16.5.6 同位素 281
16.5.7 玻尔理论的推广量子化通则 283
16.6 原子能级的实验验证——弗兰克-赫兹实验 285
16.7 康普顿效应 287
16.7.1 康普顿效应 287
16.7.2 康普顿效应的理论解释 288
16.7.3 康普顿效应与光电效应的区别 290
16.8 激光 291
16.8.1 原子的自发辐射 291
16.8.2 原子的受激辐射 291
16.8.3 受激吸收 292
16.8.4 粒子数反转 292
16.8.5 谐振腔 293
16.8.6 激光器 294
16.8.7 激光的特点 295
人物小传 普朗克（Planck,1858～1947） 296
思考题 298
习题 300
第17章 量子力学 302
17.1 物质的波粒二象性 302
17.1.1 物质波的提出 302
17.1.2 戴维逊-革末实验 303
17.1.3 物质波的物理解释 305
17.2 不确定关系 307
17.2.1 不确定关系 307
17.2.2 不确定关系的理解 309
17.2.3 能量和时间之间的不确定关系 309
17.3 薛定谔方程 311
17.3.1 波函数 311
17.3.2 波函数的物理意义和性质 311
17.3.3 自由粒子的波函数 312
17.3.4 薛定谔方程 313
17.3.5 量子力学中的算符 314
17.3.6 定态薛定谔方程 315
17.4 一维无限深势阱 316
17.4.1 一维无限深势阱 316
17.4.2 定态薛定谔方程的求解 316
17.5 势垒贯穿 319
17.5.1 方势垒 319
17.5.2 波函数 319
17.5.3 势垒贯穿 320
17.6 氢原子的量子力学处理 321
17.6.1 氢原子量子力学处理方法 321
17.6.2 量子力学的结论 323
17.6.3 电子的概率分布 电子云 324
17.7 多电子原子 326
17.7.1 电子的自旋 326
17.7.2 多电子原子 328
17.7.3 多电子原子核外电子的排列 329
17.7.4 元素周期律 330
17.8 量子力学的理论体系 331
阅读材料 量子力学的本性之争 332
人物小传 玻尔 335
思考题 336
习题 338
第18章 固体的能带结构 339
18.1 晶体与非晶体 339
19.1.1 固体的分类 339
18.1.2 晶体 339
18.1.3 非晶体 341
18.1.4 准晶体 342
18.2 晶体中电子的能级结构 342
18.2.1 公有化电子 342
18.2.2 能带结构 343
18.2.3 能带中电子的填充 344
18.3 能带理论的主要应用 345
18.3.1 导带、空带和满带 345
18.3.2 能带论对导体、半导体和绝缘体的解释 346
18.4 半导体的导电机制 347
18.4.1 本征半导体 347
18.4.2 杂质半导体 348
18.5 半导体二极管 349
思考题 351
习题 351
第19章 粒子物理学简介 353
19.1 原子核简介 353
19.1.1 原子核的组成 353
19.1.2 原子核的性质 354
19.1.3 原子核的放射衰变 357
19.1.4 原子核的理论模型 359
19.2 基本粒子分类 362
19.2.1 基本粒子的相互作用 362
19.2.2 基本粒子的分类 362
19.2.3 守恒定律 364
19.2.4 强子结构的夸克模型 365
习题 366
第20章 软物质 367
20.1 什么是软物质 367
20.2 液晶 368
20.2.1 液晶的发现 368
20.2.2 液晶的分类及分子形态 368
20.2.3 液晶的软物质特性 370
20.3 聚合物体系 371
20.3.1 什么是聚合物体系 371
20.3.2 聚合物体系的软物质特性 372
20.4 胶体 373
20.4.1 什么是胶体 373
20.4.2 胶体系统的软物质特性 373