模块4机械振动和机械波 2
第11章 机械振动 2
11.1简谐振动 2
11.1.1简谐振动的特征及其表达式 3
11.1.2振幅周期和频率相位 4
11.2简谐振动的旋转矢量表示法 7
11.3几种常见的简谐振动 9
11.3.1单摆 9
11.3.2复摆 10
11.4简谐振动的能量 11
11.5简谐振动的合成 13
11.5.1两个同方向同频率简谐振动的合成 13
11.5.2两个同方向不同频率简谐振动的合成拍 15
11.5.3两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成 16
11.5.4多个同方向、不同频率简谐振动的合成 17
11.6阻尼振动受迫振动共振 18
11.6.1阻尼振动 18
11.6.2受迫振动 20
11.6.3共振 21
11.7电磁振荡 22
11.7.1振荡电路无阻尼自由电磁振荡 22
11.7.2无阻尼电磁振荡的振荡方程 23
11.7.3无阻尼自由电磁振荡的能量 24
11.8非线性系统的振动和混沌 25
11.8.1非线性系统的振动 25
11.8.2混沌 26
11.9习题 27
第12章 机械波 33
12.1机械波的一般概念 33
12.1.1机械波产生的条件 33
12.1.2横波和纵波 34
12.1.3波面波前波线 34
12.2平面简谐波的波函数 37
12.2.1平面简谐波的波函数 37
12.2.2波函数的物理含义 39
12.3波的能量能流密度 41
12.3.1波的能量 41
12.3.2能流能流密度 43
12.4惠更斯原理波的衍射反射和折射 44
12.4.1惠更斯原理 44
12.4.2波的衍射 44
12.4.3波的反射和折射 45
12.5波的叠加原理波的干涉 46
12.6驻波 48
12.6.1驻波方程 48
12.6.2半波损失 50
12.6.3驻波的能量 51
12.6.4振动的简正模式 51
12.7多普勒效应 53
12.8声波 56
12.8.1声波 56
12.8.2超声波 58
12.8.3次声波 58
12.9平面电磁波 59
12.9.1电磁波的产生与传播 59
12.9.2平面电磁波的性质 61
12.9.3电磁波的能量 61
12.9.4电磁波谱 62
12.10习题 63
模块5波动光学 70
第13章 光的干涉 70
13.1光源单色性光程相干光 70
13.1.1光源 70
13.1.2光源单色性 71
13.1.3光程与光程差 71
13.1.4光的相干现象 73
13.2双缝干涉 75
13.2.1杨氏双缝干涉实验 75
13.2.2干涉条纹的分布 76
13.3薄膜干涉 77
13.3.1等倾干涉 77
13.3.2等厚干涉 81
13.4迈克尔孙干涉仪 85
13.4.1迈克尔孙干涉仪 85
13.4.2迈克尔孙一莫雷实验 86
13.5分波面干涉装置 87
13.5.1菲涅尔双面镜 88
13.5.2菲涅尔双棱镜 88
13.5.3劳埃德镜 88
13.5.4比耶对切透镜 89
13.6时间相干条纹可见度 89
13.6.1时间相干性 90
13.6.2条纹的可见度 90
13.7习题 92
第14章 光的衍射 95
14.1惠更斯一菲涅尔原理 95
14.1.1光的衍射现象 95
14.1.2惠更斯一菲涅尔原理 96
14.1.3菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 96
14.2单缝衍射 97
14.2.1单缝夫琅禾费衍射 97
14.2.2单峰衍射的条纹空间分布 97
14.2.3单缝衍射的光强计算 100
14.3圆孔衍射 102
14.3.1圆孔衍射 102
14.3.2光学仪器的分辨能力 102
14.4光栅衍射 104
14.5 X射线衍射 108
14.6习题 109
第15章 光的偏振 111
15.1自然光偏振光 111
15.2偏振片马吕斯定律 112
15.2.1偏振片 112
15.2.2马吕斯定律 113
15.3反射光和折射光的偏振规律 114
15.4双折射 115
15.4.1双折射现象 115
15.4.2光轴主平面 115
15.4.3双折射现象的解释 116
15.4.4尼科耳棱镜 117
15.5椭圆偏振光和圆偏振光 118
15.5.1椭圆偏振光和圆偏振光 118
15.5.2四分之一波片 119
15.5.3偏振光的干涉 120
15.6旋光现象 121
15.7习题 122
模块6近代物理 126
第16章 相对论基础 126
16.1狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式 126
16.1.1迈克尔孙一莫雷实验 126
16.1.2狭义相对论的基本原理 127
16.1.3洛伦兹变化式 128
16.2相对论速度变换式 129
16.3狭义相对论的时空观 131
16.3.1关于“同时”的相对性 131
16.3.2时间延缓 132
16.3.3长度收缩 132
16.3.4相对性与绝对性 133
16.4狭义相对论动力学基础 133
16.4.1相对论力学的基本方程 133
16.4.2质量和能量的关系 134
16.4.3动量和能量的关系 135
16.5广义相对论简介 136
16.6习题 138
第17章 量子物理 141
17.1黑体辐射普朗克的量子假设 141
17.1.1黑体黑体辐射 142
17.1.2黑体辐射的实验定律 143
17.1.3普朗克量子假设普朗克黑体辐射公式 143
17.2光电效应爱因斯坦光子理论 145
17.2.1光电效应的实验规律 145
17.2.2爱因斯坦光子理论 146
17.2.3光的波-粒二象性 147
17.2.4光电效应的应用 147
17.3康普顿效应 148
17.4氢原子光谱玻尔的氢原子理论 150
17.4.1近代关于氢原子光谱的研究 150
17.4.2玻尔的氢原子理论及其缺陷 151
17.5德布罗意波实物粒子的波-粒二象性 153
17.5.1德布罗意波 153
17.5.2德布罗意波的实验证明 154
17.6不确定度关系 155
17.7波函数薛定谔方程 157
17.7.1波函数 157
17.7.2薛定谔方程 159
17.8一维无限深势阱问题 160
17.8.1一维无限深势阱 160
17.8.2一维势垒隧道效应 163
17.9量子力学中的氢原子问题 163
17.9.1氢原子的薛定谔方程 163
17.9.2量子化和量子数 164
17.9.3基态氢原子的电子分布概率 165
17.10电子的自旋多电子原子中的电子分布 166
17.10.1电子的自旋 166
17.10.2多电子原子中的电子分布 167
17.11习题 168
附录 171
复习题答案 174
参考文献 180