第3篇 电磁学 3
第10章 静电学 3
10.1 场的描述 3
10.1.1 标量场的等值面和梯度 3
10.1.2 矢量场的通量和环量 4
10.2 库仑定律 8
10.2.1 电荷 8
10.2.2 库仑定律 9
10.2.3 电力叠加原理 10
10.3 电场和电场强度 11
10.3.1 电场 11
10.3.2 电场强度 11
10.3.3 电场强度的计算 12
10.4 电场的高斯定理与散度 18
10.4.1 电场线与电通量 18
10.4.2 高斯定理与电场的散度 20
10.4.3 高斯定理的应用 22
10.5 电场的环路定理与旋度 26
10.5.1 电场的环量 26
10.5.2 环路定理与电场的旋度 26
10.5.3 电势差和电势 27
10.5.4 电势的计算 29
10.6 电场强度与电势的关系 33
10.6.1 等势面 33
10.6.2 电势梯度 33
10.7 导体电学 36
10.7.1 导体静电平衡条件 36
10.7.2 静电平衡下导体上的电荷分布 36
10.7.3 导体表面附近的场强 38
10.7.4 传导电流 44
10.7.5 电动势和稳恒电场 46
10.8 介质静电学 48
10.8.1 电介质的极化和极化强度 48
10.8.2 电介质中电场的性质 51
10.9 电容和电容器 53
10.9.1 孤立导体的电容 53
10.9.2 电容器的电容 54
10.9.3 电容器的串联和并联 55
10.10 静电场的能量 56
10.10.1 带电体的带电过程 56
10.10.2 电容器的储能 56
10.10.3 电场的能量 57
阅读材料J 58
思考题 63
习题10 65
第11章 静磁学 71
11.1 磁现象的电本质 71
11.1.1 磁力和磁场 71
11.1.2 运动电荷的场和磁感应强度 72
11.2.1 毕奥-萨伐尔定律 78
11.2 毕奥-萨伐尔定律 78
11.1.3 磁感应线（磁力线） 78
11.2.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例 79
11.3 磁场的高斯定理与散度 83
11.3.1 磁通量 83
11.3.2 磁场的高斯定理与散度 83
11.4 磁场的安培环路定理与旋度 84
11.4.1 安培环路定理与旋度 84
11.4.2 环路定理的应用 86
11.5 运动电荷的磁场 88
11.6 磁场对运动电荷及电流的作用 91
11.6.1 洛仑兹力 91
11.6.2 洛仑兹力的应用 91
11.6.3 安培力 94
11.6.4 磁场作用于载流线圈的力矩 95
11.6.5 安培力的功 97
11.7 介质静磁学 98
11.7.1 磁介质和磁化强度 98
11.7.2 磁介质中磁场的性质 102
11.8 铁磁性 104
11.8.1 铁磁质的磁滞回线 104
11.8.2 铁磁质的理论解释 106
阅读材料K 107
思考题 109
习题11 111
第12章 变化的电磁场 115
12.1 电磁感应定律 115
12.1.1 法拉第电磁感应定律 115
12.1.2 楞次定律 117
12.2 感应电动势 117
12.2.1 动生电动势 117
12.2.2 感生电动势和感应电场 121
12.3自感和互感 126
12.3.1自感现象和自感系数 126
12.3.2 互感现象和互感系数 127
12.4.1 通电线圈的储能 130
12.4 磁场能量 130
12.4.2 磁场能量与能量密度 131
12.5 位移电流 133
12.6 麦克斯韦方程组 135
12.7 电磁波 137
12.7.1电磁波的产生和传播 138
12.7.2 电磁波的波动方程 139
12.7.3 平面电磁波的基本性质 140
12.7.4 电磁波的能流密度 141
12.7.5 电磁波谱 142
12.8 电磁学计算机模拟举例 143
12.8.1 电偶极子的电场线和等势线 143
12.8.2 均匀电场中均匀极化介质球的场 146
12.8.3 带电粒子在均匀磁场中的运动轨迹 149
阅读材料L 153
思考题 159
习题12 164
13.1.2 光源 171
13.1.1 可见光波 171
第4篇 波动光学 171
13.1 光波的相干叠加 171
第13章 光的干涉 171
13.1.3 光波叠加原理 172
13.1.4 光波的相干叠加 172
13.1.5 相干光的获得 173
13.2 光程和光程差 174
13.2.1 光程 174
13.2.2 光程差 174
13.2.3 薄透镜的等光程性 175
13.3 双缝干涉实验和空间相干性 175
13.3.1 杨氏双缝干涉实验 175
13.3.2 类似双缝的干涉实验 178
13.3.3 空间相干性 179
13.4 薄膜干涉 180
13.4.1 薄膜干涉公式 180
13.4.2 增透膜与高反射膜 181
13.4.3 劈尖干涉 182
13.4.4 牛顿环 183
13.5 迈克耳孙干涉仪和时间相干性 185
13.5.1 迈克耳孙干涉仪 185
13.5.2 时间相干性 186
阅读材料M 187
思考题 192
习题13 194
第14章 光的衍射 197
14.1 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理 197
14.1.1 光的衍射现象 197
14.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 197
14.2 单缝夫琅禾费衍射 198
14.2.1 单缝衍射的实验装置 198
14.2.2 单缝衍射的明暗纹特点和菲涅耳半波带法 198
14.2.3 单缝衍射光强的推导 200
14.3.1 光栅 202
14.3 光栅衍射 202
14.3.2 平面透射光栅的衍射 203
14.3.3 光栅光谱 206
14.3.4 反射式闪耀光栅的衍射 207
14.3.5 光栅的分辨本领 209
14.4 圆孔衍射和光学仪器的分辨本领 210
14.4.1 夫琅禾费圆孔衍射 210
14.4.2 光学仪器的分辨本领 210
14.5 X射线的衍射 212
14.6 衍射光强的计算机模拟 213
14.6.1 单缝衍射光强的计算机模拟 213
14.6.2 光栅衍射光强的计算机模拟 214
阅读材料O 216
思考题 223
习题14 224
15.1 光的偏振态 226
15.1.1 自然光、线偏振光和部分偏振光 226
第15章 光的偏振 226
15.1.2 椭圆偏振光和圆偏振光 227
15.2 偏振片和马吕斯定律 228
15.2.1 偏振片 228
15.2.2 马吕斯定律 228
15.3 反射和折射时的偏振光 229
15.3.1由反射获得偏振光和布儒斯特定律 229
15.3.2 由折射获得偏振光 230
15.4.2 o光和e光 231
15.4 光在晶体中的双折射 231
15.4.1 双折射现象 231
15.4.3 光轴、主截面和主平面 232
15.4.4 关于双折射的解释 232
15.4.5 尼科耳棱镜 234
15.5 偏振光的干涉 236
15.5.1 波片 236
15.5.2 偏振光的干涉 237
15.6.1 人工双折射 238
15.6 人工双折射和旋光现象 238
15.6.2 旋光现象 240
阅读材料P 240
思考题 244
习题15 245
第5篇 量子论 249
第16章 早期的量子论 249
16.1 量子论的提出 249
16.1.1 黑体辐射 249
16.1.2 经典理论对黑体辐射的解释 250
16.1.3 普朗克的量子假说 251
16.2 爱因斯坦的光量子论 251
16.2.1 光电效应 251
16.2.2 光电效应与经典物理学的矛盾 253
16.2.3 爱因斯坦光子说 254
16.2.4 光电效应的解释 254
16.2.5 光的本性 255
16.3.1 氢原子光谱 258
16.3 玻尔的原子量子理论 258
16.3.2 原子光谱与经典物理的矛盾 259
16.3.3 玻尔理论 260
16.3.4 玻尔理论对氢原子光谱的解释 260
16.3.5 玻尔理论的缺陷 262
16.3.6 对应原理 262
16.3.7 玻尔理论的推广——量子化通则 263
16.4 康普顿效应 265
16.4.1 康普顿效应 265
16.4.2 康普顿效应的理论解释 266
16.5 激光 269
16.5.1 原子的自发辐射 269
16.5.2 原子的受激辐射 270
16.5.3 受激吸收 270
16.5.4 粒子数反转 270
16.5.5 谐振腔 271
16.5.6 激光器 272
16.5.7 激光的特点 273
阅读材料Q 274
思考题 275
习题16 277
第17章 量子力学 279
17.1 物质的波粒二象性 279
17.1.1 物质波的提出 279
17.1.2 戴维孙革末实验 280
17.1.3 物质波的物理解释 281
17.2 不确定关系 282
17.2.1 不确定关系 283
17.2.2 不确定关系的理解 284
17.2.3 其他物理量之间的不确定关系 285
17.3 薛定谔方程 287
17.3.1 波函数 287
17.3.2 波函数的物理意义和性质 287
17.3.3自由粒子的波函数 287
17.3.4 薛定谔方程 288
17.3.5 量子力学中的算符 289
17.3.6 定态薛定谔方程 290
17.4 一维无限深势阱 291
17.4.1 一维无限深势阱 291
17.4.2 定态薛定谔方程的求解 291
17.5 势垒贯穿 294
17.5.1 方势垒 294
17.5.2 波函数 294
17.6 氢原子的量子力学处理 295
17.5.3 势垒贯穿 295
17.6.1 氢原子量子力学处理方法 296
17.6.2 量子力学的结论 297
17.6.3电子的几率分布和电子云 299
17.7 多电子原子 300
17.7.1 电子的自旋 300
17.7.2 多电子原子 302
17.7.3 多电子原子核外电子的排列 302
17.7.4 元素周期律 303
17.8 量子力学的理论假设 304
阅读材料R 305
思考题 308
习题17 310
第18章 固体的能带结构 311
18.1固体的分类 311
18.1.1晶体与非晶体 311
18.1.2 晶体 311
18.1.4 准晶体 313
18.1.3 非晶体 313
18.2 晶体中电子的能级结构 314
18.2.1 公有化电子 314
18.2.2 能带结构 314
18.2.3 能带中电子的填充 315
18.3 能带理论的主要应用 316
18.3.1 导带、空带和满带 316
18.3.2 能带论对导体、半导体和绝缘体的解释 317
18.4.2 杂质半导体 319
18.4 半导体的导电机制 319
18.4.1 本征半导体 319
18.5 半导体二极管 321
思考题 322
习题18 322
第19章 粒子物理学简介 324
19.1 原子核简介 324
19.1.1 原子核的组成 324
19.1.2 原子核的性质 325
19.1.3 原子核的放射衰变 328
19.1.4 原子核的理论模型 329
19.2 基本粒子分类 331
19.2.1 基本粒子的相互作用 331
19.2.2 基本粒子的分类 332
19.2.3守恒定律 333
19.2.4 强子结构的夸克模型 334
习题19 335