第四篇 电磁场和相互作用第9章 静电场 3
9.1 库仑定律 静电场 3
9.1.1 电荷及电荷守恒定律 3
9.1.2 库仑定律 4
9.2 电场 电场强度 5
9.2.1 电场 5
9.2.2 电场强度 6
9.2.3 场强叠加原理 7
9.3 高斯定理及其应用 11
9.3.1 电场线 11
9.3.2 电通量 12
9.3.3 高斯定理 14
9.3.4 高斯定理的应用 15
9.4 静电场的环路定理 电势 21
9.4.1 静电场的环路定理 21
9.4.2 电势能 22
9.4.3 电势 电势差 23
9.4.4 电势的计算 24
9.5 电场强度与电势的关系 27
9.5.1 等势面 27
9.5.2 场强与电势的梯度关系 28
9.6 静电场中的导体 30
9.6.1 导体的静电平衡 30
9.6.2 空腔导体和静电屏蔽 32
9.7 静电场中的电介质 34
9.7.1 电介质的极化 34
9.7.2 电介质中的场强 极化电荷面密度 35
9.7.3 电介质中的高斯定理 电位移矢量 37
9.8 电容 电容器 38
9.8.1 孤立导体的电容 38
9.8.2 电容器的电容 39
9.8.3 电容器的串、并联 41
9.9 静电场的能量 42
9.9.1 电容器的能量 42
9.9.2 电场能量 电场能量密度 43
本章提要 45
思考题 47
习题 49
第10章 稳恒电流的磁场 51
10.1 稳恒电流 电动势 51
10.1.1 电流强度和电流密度 51
10.1.2 稳恒电流和稳恒电场 54
10.1.3 电源电动势 56
10.2 磁场 磁感应强度 57
10.2.1 磁现象 57
10.2.2 磁场 59
10.2.3 磁感应强度 60
10.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用 61
10.3.1 电流元 61
10.3.2 毕奥-萨伐尔定律 62
10.3.3 典型电流的磁场计算——毕-萨定律的应用 63
10.3.4 圆电流的磁矩 68
10.3.5 运动电荷激发的磁场 69
10.4 磁场的高斯定理和安培环路定理 71
10.4.1 高斯定理 72
10.4.2 安培环路定理 75
10.5 磁场对运动电荷及电流的作用 84
10.5.1 带电粒子在磁场中的运动 84
10.5.2 霍尔效应 87
10.5.3 磁场对载流导线的作用 安培定律 89
10.5.4 磁场对载流线圈的作用 94
10.5.5 磁力的功 97
10.6 磁介质 99
10.6.1 磁介质的分类 99
10.6.2 弱磁介质的磁化 101
10.6.3 磁介质中的磁场的基本定理 102
10.6.4 铁磁质 105
本章提要 107
思考题 110
习题 111
第11章 电磁场的统一理论 115
11.1 电磁感应 115
11.1.1 法拉第电磁感应定律 115
11.1.2 产生感应电动势的机理 122
11.1.3 自感和互感 135
11.2 磁场能量 141
11.2.1 自感磁能 141
11.2.2 磁场的能量密度 142
11.3 位移电流 144
11.3.1 位移电流 144
11.3.2 全电流定律 147
11.4 麦克斯韦方程组的积分形式 149
11.5 电磁波的产生及基本性质 152
11.5.1 电磁波的产生、传播及基本性质 152
11.5.2 电磁波谱 157
本章提要 159
思考题 161
习题 162
第五篇 量子物理基础 169
第12章 量子力学基础 169
12.1 黑体辐射和普朗克量子化 169
12.1.1 黑体辐射现象 169
12.1.2 黑体辐射的实验结果 170
12.1.3 普朗克的能量量子化 171
12.2 光电效应和爱因斯坦光子说 172
12.2.1 光电效应实验 172
12.2.2 爱因斯坦光子说 174
12.2.3 康普顿散射 175
12.3 玻尔的氢原子理论 178
12.3.1 氢原子光谱 178
12.3.2 原子结构模型 178
12.3.3 玻尔的三点基本假设 180
12.3.4 氢原子的能级和光谱公式 180
12.4 德布罗意物质波 182
12.5 量子力学基本公设 186
12.5.1 公设一：状态和波函数 186
12.5.2 公设二：薛定谔方程和状态演化 189
12.5.3 公设三：力学量和算符 191
12.5.4 公设四：测量公设 193
12.5.5 公设五：全同性原理 194
12.6 不确定度关系 195
12.7 定态 197
12.8 一维势场 198
12.8.1 一维无限深方势阱 198
12.8.2 隧道效应 202
12.8.3 谐振子势 204
12.9 氢原子结构的量子力学解释 207
12.9.1 氢原子的薛定谔方程 208
12.9.2 三个量子数 208
12.9.3 电子的概率分布 210
12.10 电子自旋和多电子原子结构 210
12.10.1 自旋 210
12.10.2 多电子原子 211
本章提要 213
思考题 215
习题 215
第六篇 多粒子体系的热物理第13章 气体动理论 219
13.1 物质的微观模型 统计规律性 219
13.1.1 宏观物体由大量分子或原子组成 219
13.1.2 分子在永不停息地做无规则运动 219
13.1.3 分子之间存在相互作用力 220
13.1.4 统计规律性 221
13.2 状态参量 平衡态 准静态过程 223
13.2.1 状态参量 223
13.2.2 平衡态 224
13.2.3 准静态过程 225
13.3 理想气体状态方程 226
13.4 理想气体的压强 227
13.4.1 理想气体的微观模型 228
13.4.2 理想气体的压强公式 229
13.5 温度的微观本质 231
13.5.1 理想气体的温度公式 232
13.5.2 气体分子的方均根速率 233
13.6 能量均分定理 理想气体的内能 235
13.6.1 自由度 235
13.6.2 能量均分定理 236
13.6.3 理想气体的内能 238
13.7 麦克斯韦速率分布律 240
13.7.1 测定气体分子速率分布的实验 240
13.7.2 气体分子的速率分布 242
13.7.3 三种统计速率 243
13.8 玻尔兹曼分布律 248
13.8.1 玻尔兹曼能量分布律 248
13.8.2 重力场中粒子按高度的分布 250
13.8.3 重力场中的等温气压公式 250
13.9 分子的平均自由程和平均碰撞频率 251
13.9.1 分子间的碰撞 251
13.9.2 平均自由程和平均碰撞频率 252
本章提要 254
思考题 255
习题 256
第14章 热力学基础 257
14.1 内能 功 热量与热容 257
14.1.1 内能 257
14.1.2 功 258
14.1.3 热量与热容 259
14.2 热力学第一定律及其应用 261
14.2.1 热力学第一定律 261
14.2.2 第一定律在各种等值过程中的应用 262
14.3 绝热过程 ＊多方过程 269
14.3.1 准静态绝热过程 270
14.3.2 绝热线与等温线 271
14.3.3 非静态绝热过程 272
14.3.4 多方过程 273
14.4 循环过程 卡诺循环 276
14.4.1 循环过程 276
14.4.2 卡诺循环 279
14.5 热力学第二定律及其统计意义 285
14.5.1 热力学第二定律 286
14.5.2 两种表述的等价性 287
14.5.3 可逆过程与不可逆过程 288
14.5.4 卡诺定理 289
14.5.5 热力学第二定律的统计意义 289
本章提要 290
思考题 292
习题 293
习题答案 296
参考文献 301