第三篇 电磁学 143
第7章 静电场 144
7.1电荷与库仑定律 144
7.1.1电荷 144
7.1.2点电荷 144
7.1.3库仑定律 145
7.1.4叠加原理 146
7.2电场与电场强度 146
7.2.1电场 146
7.2.2电场强度E 147
7.2.3电场强度的计算 147
7.3静电场的高斯定理 152
7.3.1电场线 152
7.3.2“静电场”电场线的性质 153
7.3.3电通量 154
7.3.4静电场的高斯定理 155
7.3.5高斯定理的应用举例 157
7.4静电力的功 电势 161
7.4.1静电力的功 162
7.4.2静电场的环路定理 162
7.4.3电势差和电势 163
7.4.4电势的计算 164
7.4.5等势面 166
7.4.6电场强度与电势梯度的关系 167
7.5静电场中的导体 169
7.5.1导体的静电平衡条件 169
7.5.2静电平衡时导体上的电荷分布 170
7.5.3导体表面附近的电场强度E与面上对应点的电荷面密度σ的关系 171
7.5.4孤立导体的形状对电荷分布的影响 172
7.5.5导体静电平衡时的讨论方法 172
7.5.6静电屏蔽 173
7.6电容器 电场的能量 174
7.6.1孤立导体的电容 174
7.6.2电容器及其电容 175
7.6.3电容器的串联和并联 177
7.6.4电场的能量 178
7.7介质中的静电场 179
7.7.1电介质的电结构 179
7.7.2电介质的极化 179
7.7.3电极化强度 极化电荷与极化强度的关系 180
7.7.4电极化强度P与场强E的关系 181
7.7.5有介质时的高斯定理 181
习题 183
第8章 恒定电流和稳恒磁场 187
8.1恒定电流 187
8.1.1电流强度和电流密度 187
8.1.2电流的连续性方程和恒定电流条件 188
8.1.3欧姆定律 189
8.1.4焦耳定律 190
8.1.5电源和电动势 190
8.1.6闭合电路的欧姆定律 190
8.1.7含源电路的欧姆定律 191
8.1.8基尔霍夫方程组 192
8.2磁场 磁感应强度 193
8.2.1磁现象 193
8.2.2磁感应强度 193
8.3毕奥—萨伐尔定律 194
8.3.1毕奥—萨伐尔定律 194
8.3.2运动点电荷的磁场 195
8.3.3毕奥—萨伐尔定律的应用 196
8.4磁场的高斯定理 198
8.5磁场的安培环路定理 200
8.5.1安培环路定理 200
8.5.2安培环路定理的应用 202
8.6磁场对运动电荷的作用 203
8.6.1洛伦兹力 203
8.6.2带电粒子在均匀磁场中的运动 204
8.6.3霍耳效应 205
8.7磁场对载流导线的作用 206
8.7.1安培定律 206
8.7.2两平行长直电流之间的相互作用 206
8.7.3电流强度的单位——“安培”的定义 207
8.7.4磁力对载流导线做的功 207
8.8磁场对载流线圈的磁力矩 209
8.9磁场中的磁介质 磁场强度 210
8.9.1磁介质的磁化 磁化强度 210
8.9.2磁化电流 212
8.9.3磁场强度 有磁介质时的安培环路定理 213
习题 216
第9章 电磁感应 220
9.1电源 电动势 220
9.1.1非静电力 220
9.1.2电动势 221
9.2电磁感应定律 222
9.2.1电磁感应现象 222
9.2.2楞次定律 223
9.2.3法拉第电磁感应定律 224
9.3动生电动势 225
9.3.1动生电动势 226
9.3.2交流发电机的基本原理 227
9.4感生电动势和感生电场 228
9.4.1感生电场 228
9.4.2感生电场和感应电动势的计算 231
9.4.3感生电场的应用 232
9.5自感和互感 233
9.5.1自感现象 233
9.5.2自感系数和自感电动势的计算 234
9.5.3互感现象 234
9.5.4互感系数和互感电动势的计算 235
9.6磁场的能量 236
9.6.1 R——L串联电路 236
9.6.2自感线圈的磁能 237
9.6.3互感线圈的磁能 238
9.6.4磁场的能量 238
9.7位移电流 麦克斯韦方程组 239
9.7.1位移电流 239
9.7.2麦克斯韦方程组 240
习题 241
第10章 电磁波理论 246
10.1电磁振荡 246
10.2电磁波的产生 247
10.2.1从电磁振荡到电磁波 247
10.2.2偶极振子发射的电磁波 248
10.3电磁波的性质 249
10.3.1电磁波的基本性质 249
10.3.2电磁波的能量 250
10.4电磁波的应用 250
习题 252
第四篇 光学 253
第11章 波动光学 256
11.1光波 相干光 光程差 256
11.1.1光波 256
11.1.2相干光 257
11.1.3光程和光程差 260
11.2光波的干涉 双缝干涉 262
11.2.1杨氏双缝干涉实验 262
11.2.2干涉明暗条纹的位置 263
11.2.3杨氏双缝干涉的光强分布 264
11.2.4缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性 265
11.2.5菲涅耳双镜实验 266
11.2.6洛埃德镜实验 267
11.3薄膜干涉 267
11.3.1等倾干涉 268
11.3.2等厚干涉 272
11.3.3迈克耳逊干涉仪 277
11.3.4时间相干性 280
11.4光波的衍射 惠更斯—菲涅耳原理 280
11.4.1光波的衍射现象 280
11.4.2惠更斯—菲涅耳原理 280
11.4.3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 281
11.5单缝衍射 光栅衍射 282
11.5.1单缝的夫琅禾费衍射 282
11.5.2圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨率 284
11.5.3光栅衍射 288
11.5.4 X射线的衍射 293
11.6光波的偏振 自然光和偏振光 294
11.6.1光的偏振性 马吕斯定律 294
11.6.2反射光和折射光的偏振 298
11.6.3双折射 偏振棱镜 300
11.6.4旋光现象 305
11.6.5偏振光的干涉 306
习题 315
第五篇 近代理物 319
第12章 相对论 321
12.1绝对时空观 伽利略变换 321
12.1.1绝对时空观 321
12.1.2伽利略坐标变换 321
12.2狭义相对论的基本原理 322
12.3洛仑兹变换 323
12.4狭义相对论的时空观 324
12.4.1同时性的相对性 324
12.4.2时间膨胀 325
12.4.3空间塌缩 325
12.4.4狭义相对论的速度变换公式 325
12.5相对论的质量和能量 326
12.5.1相对论质量 326
12.5.2相对论动能和能量 327
12.6广义相对论的建立 327
12.6.1引力质量与惯性质量的等同性 328
12.6.2等效原理 328
习题 330
第13章量子力学基础 332
13.1黑体辐射 普朗克量子假说 332
13.1.1黑体辐射 332
13.1.2黑体辐射的实验规律 334
13.1.3普朗克能量子假说 335
13.2光电效应 336
13.2.1光电效应的实验规律 336
13.2.2光电效应的理论解释，光量子假设 338
13.2.3光的波粒二象性 339
13.3德布罗意物质波 340
13.3.1德布罗意假设 340
13.3.2德布罗意物质波的实验证明 341
13.3.3德布罗意物质波的应用 343
13.4不确定关系 343
13.4.1位置和动量的不确定关系 343
13.4.2能量和时间的不确定关系 344
13.5波函数 345
13.5.1波函数的概念 345
13.5.2波函数的统计性解释 346
13.5.3波函数的性质 348
13.6薛定谔方程 349
13.6.1薛定谔方程 349
13.6.2定态薛定谔方程 349
13.6.3态叠加原理 350
13.7一维无限深势阱 350
习题 352
第14章 凝聚态物理基础 355
14.1金属的自由电子气模型 356
14.1.1金属自由电子气模型 356
14.1.2电子能级和波函数 357
14.1.3自由电子气模型中电子状态数密度 358
14.1.4费米能级和能量 358
14.1.5金属导电的量子理论 359
14.2固体的能带理论 360
14.2.1电子共有化 360
14.2.2能带的形成 361
14.2.3满带、导带和禁带 362
14.2.4导体、绝缘体和半导体 362
14.3半导体 363
14.3.1半导体的导电机理 363
14.3.2本征半导体和杂质半导体 364
14.3.3电阻和温度的关系 365
14.3.4半导体的光电导现象 365
14.3.5 PN结的形成与特性 365
14.3.6半导体器件 368
习题 372
附录1习题参考答案 373
附录2主要参考文献 377