第11章 稳恒磁场 1
11.1 磁感应强度 2
11.2 磁通量 磁场的高斯定理 3
11.2.1 磁感线 3
11.2.2 磁通量 磁场的高斯定理 4
11.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用 5
11.3.1 毕奥-萨伐尔定律 5
11.3.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例 7
11.3.3 磁偶极矩 10
11.4 磁场的安培环路定理 11
11.4.1 安培环路定理 11
11.4.2 利用安培环路定理求磁场的分布 13
11.5 带电粒子在电磁场中的运动 16
11.5.1 洛伦兹力 16
11.5.2 带电粒子在均匀磁场中的运动 17
11.5.3 霍尔效应 18
11.5.4 量子霍尔效应 20
11.6 载流导线在磁场中所受的力 20
11.6.1 安培定律 20
11.6.2 安培定律的应用 22
11.7 磁场对载流线圈的作用 24
阅读材料 等离子体及磁约束 26
习题11 28
第12章 磁场中的磁介质 32
12.1 磁介质磁化及其分类 32
12.1.1 磁介质的分类 32
12.1.2 顺磁质和抗磁质的磁化机制 33
12.2 磁化强度 磁化电流 35
12.2.1 磁化强度 35
12.2.2 磁化电流 36
12.3 磁介质中的安培环路定理 37
12.3.1 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 37
12.3.2 磁介质中的安培环路定理的应用 39
12.4 铁磁质 40
12.4.1 磁化曲线和磁滞回线 40
12.4.2 铁磁性材料的分类 41
12.4.3 磁畴 42
阅读材料 磁单极 44
习题12 45
第13章 电磁感应 电磁场 48
13.1 电磁感应的基本定律 48
13.1.1 电磁感应现象 48
13.1.2 楞次定律 49
13.1.3 法拉第电磁感应定律 50
13.2 动生电动势 52
13.2.1 产生动生电动势的非静电力 52
13.2.2 动生电动势的计算 52
13.3 感生电动势和感生电场 56
13.3.1 感生电动势 感生电场 56
13.3.2 电子感应加速器的基本原理 61
13.3.3 涡电流 61
13.4 自感应和互感应 63
13.4.1 自感电动势 自感 63
13.4.2 互感电动势 互感 65
13.5 磁场的能量 磁场能量密度 68
13.5.1 通电电感器的能量 69
13.5.2 磁场的能量 69
13.6 位移电流 麦克斯韦方程组 71
13.6.1 位移电流 71
13.6.2 电磁场 麦克斯韦方程组 75
阅读材料 磁悬浮列车 77
习题13 81
第14章 机械振动 87
14.1 简谐运动的特征与描述 87
14.1.1 简谐运动的动力学特征 87
14.1.2 简谐运动的运动学特征 88
14.1.3 描述简谐运动的重要参量 89
14.1.4 机械简谐运动的判断方法 92
14.1.5 简谐运动的旋转矢量表示法 95
14.1.6 简谐运动的图像表示 96
14.2 简谐运动的能量 97
14.3 简谐运动的合成 100
14.3.1 两个同方向、同频率的简谐运动的合成 100
14.3.2 两个互相垂直的同频率的简谐运动的合成 105
14.3.3 两个互相垂直的不同频率的简谐运动的合成 106
14.4 阻尼振动 受迫振动 共振 107
14.4.1 阻尼振动 107
14.4.2 受迫振动 共振 109
阅读材料 非线性振动与混沌 110
习题14 115
第15章 波动概论 118
15.1 机械波的产生和传播 118
15.1.1 机械波产生和传播的条件 118
15.1.2 横波和纵波 118
15.1.3 波长 频率与波速的关系 120
15.1.4 波线和波面 122
15.2 平面简谐波的表达式 123
15.2.1 平面简谐行波的表达式 123
15.2.2 平面简谐波表达式的物理意义 124
15.2.3 其他情况下平面简谐行波的表达式 126
15.2.4 波动微分方程 127
15.3 波动过程中的能量传播 128
15.3.1 波的能量 128
15.3.2 能流密度 130
15.4 声波 131
15.4.1 声波与声速 131
15.4.2 声强与声强级 131
15.4.3 噪声 132
15.5 惠更斯原理及其应用 133
15.5.1 惠更斯原理 133
15.5.2 惠更斯原理的应用 133
15.6 波的干涉 135
15.6.1 波的叠加原理 135
15.6.2 波的干涉 135
15.7 驻波 138
15.7.1 驻波的形成 138
15.7.2 驻波的波动表达式 139
15.7.3 半波损失 140
15.7.4 驻波的能量 141
15.8 多普勒效应 141
15.8.1 相对于介质波源不动，观察者以速度vR运动 142
15.8.2 相对于介质观察者不动，波源以速度vs运动 143
15.8.3 相对于介质观察者和波源同时运动 144
15.9 电磁波 145
15.9.1 电磁波的产生与传播 145
15.9.2 电磁波的波动表达式 147
15.9.3 电磁波的特性 148
15.9.4 电磁波的能量 149
阅读材料 非线性波 孤波 149
习题15 152
第16章 光的干涉 157
16.1 光源 光的相干性 158
16.1.1 光源 158
16.1.2 单色光和光谱 158
16.1.3 光的相干性 159
16.1.4 获得相干光的方法 160
16.2 杨氏双缝干涉 161
16.2.1 杨氏双缝干涉实验 161
16.2.2 菲涅耳双面镜实验 163
16.2.3 劳埃德镜实验 163
16.3 光程 光程差 164
16.3.1 光程 164
16.3.2 光程差 165
16.4 薄膜干涉 167
16.5 劈尖干涉 牛顿环 170
16.5.1 劈尖 170
16.5.2 牛顿环 174
16.6 迈克耳孙干涉仪 175
16.6.1 迈克耳孙干涉仪 175
16.6.2 时间的相干性 178
阅读材料 全息照相技术 178
习题16 181
第17章 光的衍射 184
17.1 光的衍射 惠更斯-菲涅耳原理 184
17.1.1 光的衍射 184
17.1.2 光的两类衍射 185
17.1.3 惠更斯-菲涅耳原理 185
17.2 单缝夫琅禾费衍射 186
17.3 圆孔夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领 190
17.3.1 圆孔夫琅禾费衍射 190
17.3.2 光学仪器的分辨本领 191
17.4 光栅衍射 194
17.4.1 光栅衍射 194
17.4.2 衍射光谱 196
17.4.3 光谱的缺级现象和缺级条件 197
17.4.4 干涉和衍射的区别和联系 199
17.5 X射线的衍射 199
阅读材料 光纤通信 201
习题17 204
第18章 光的偏振 206
18.1 自然光和偏振光 206
18.1.1 横波的偏振性 206
18.1.2 自然光与偏振光 207
18.2 起偏和检偏 马吕斯定律 208
18.2.1 起偏和检偏 208
18.2.2 马吕斯定律 209
18.3 反射与折射时光的偏振 210
18.3.1 反射光和折射光的偏振 210
18.3.2 布儒斯特定律 210
18.4 光的双折射 212
18.4.1 双折射的寻常光和非寻常光 212
18.4.2 晶体的光轴、主截面和主平面 213
18.4.3 双折射晶体的折射率 213
18.4.4 尼科耳棱镜 214
阅读材料 非线性光学简介 215
习题18 218
第19章 量子物理 219
19.1 黑体辐射 普朗克能量子假设 219
19.1.1 黑体 黑体辐射 220
19.1.2 斯特潘-玻尔兹曼定律 维恩位移定律 220
19.1.3 维恩公式 瑞利-金斯公式 经典物理的困难 221
19.1.4 普朗克量子假设 普朗克黑体辐射公式 222
19.2 光的量子性 223
19.2.1 光电效应的实验规律 223
19.2.2 爱因斯坦的光子理论 225
19.2.3 光的波粒二象性 226
19.2.4 光电效应的应用 227
19.3 康普顿效应 228
19.3.1 康普顿效应 228
19.3.2 康普顿效应的量子解释 229
19.4 玻尔的氢原子理论 232
19.4.1 氢原子光谱的实验规律 232
19.4.2 玻尔的氢原子理论 233
19.4.3 氢原子轨道半径和能量的计算 234
19.4.4 玻尔理论的缺陷 236
19.5 实物粒子的波粒二象性 236
19.5.1 德布罗意假设 236
19.5.2 戴维孙-革末电子衍射实验 237
19.6 不确定关系 240
19.7 波函数 薛定谔方程 242
19.7.1 波函数及其统计解释 242
19.7.2 薛定谔方程 243
19.8 一维定态问题 245
19.8.1 一维无限深势阱 245
19.8.2 一维势垒 隧道效应 248
阅读材料 量子计算机 249
习题19 252
第20章 新技术的物理基础 254
20.1 固体的能带结构 254
20.1.1 固体中的能带 254
20.1.2 导体和绝缘体 256
20.1.3 半导体 257
20.2 激光原理 259
20.2.1 自发辐射 受激辐射和受激吸收 259
20.2.2 粒子数反转和光放大 262
20.2.3 激光器和激光的形成 263
20.2.4 激光的纵模与横模 265
20.2.5 激光的特性与应用 267
阅读材料 纳米材料简介 269
习题20 270
参考文献 271
附录4 历年诺贝尔物理学奖获得者 272
习题参考答案 279