第四篇 电磁场和相互作用 3
第9章 静电场 3
9.1电荷 库仑定律 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静电场的高斯定理及其应用 12
9.3.1电场线 12
9.3.2电通量 13
9.3.3静电场的高斯定理 15
9.3.4高斯定理的应用 17
9.4静电场的环路定理 电势 22
9.4.1静电场的环路定理 22
9.4.2电势能 23
9.4.3电势 电势差 24
9.4.4电势的计算 25
9.5电场强度与电势的关系 28
9.5.1等势面 28
9.5.2场强与电势的梯度关系 29
9.6静电场中的导体 31
9.6.1导体的静电平衡 31
9.6.2空腔导体和静电屏蔽 33
9.7静电场中的电介质 35
9.7.1电介质的极化 35
9.7.2电介质中的场强 极化电荷面密度 37
9.7.3电介质中的高斯定理 电位移矢量 38
9.8电容 电容器 40
9.8.1孤立导体的电容 40
9.8.2电容器的电容 40
9.8.3电容器的串联和并联 42
9.9静电场的能量 44
9.9.1电容器的能量 44
9.9.2电场能量 电场能量密度 45
本章提要 47
习题 49
第10章 稳恒电流的磁场 52
10.1稳恒电流 电动势 52
10.1.1电流强度和电流密度 52
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 72
10.4.1高斯定理 72
10.4.2安培环路定理 76
10.5磁场对运动电荷及载流体的作用 84
10.5.1带电粒子在磁场中的运动 85
10.5.2霍尔效应 88
10.5.3磁场对载流导线的作用 安培定律 90
10.5.4磁场对载流线圈的作用 95
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磁介质磁场的基本定理 102
10.6.4铁磁质 105
本章提要 108
习题 110
第11章 变化的电磁场 113
11.1电磁感应的基本规律 113
11.1.1电磁感应实验现象 113
11.1.2楞次定律 115
11.1.3法拉第电磁感应定律 116
11.2动生电动势 120
11.3感生电动势 感生电场 125
11.3.1感生电动势 125
11.3.2感生电场 126
11.3.3电子感应加速器——用感生电场来加速电子 128
11.3.4涡电流 130
11.4自感和互感 132
11.4.1自感现象和自感系数 132
11.4.2互感现象和互感电动势 134
11.5磁场能量 137
11.5.1自感磁能 137
11.5.2磁场的能量密度 138
11.6位移电流 141
11.6.1位移电流 141
11.6.2全电流定律 143
11.7麦克斯韦方程组的积分形式 145
本章提要 148
习题 150
第五篇 多粒子体系的热物理 155
第12章 气体动理论 155
12.1物质的微观模型 统计规律性 155
12.1.1宏观物体由大量分子或原子组成 155
12.1.2分子在永不停息地做无规则运动 155
12.1.3分子之间存在相互作用力 156
12.1.4统计规律性 157
12.2状态参量 平衡态 准静态过程 159
12.2.1状态参量 159
12.2.2平衡态 160
12.2.3准静态过程 161
12.3理想气体的状态方程 162
12.4理想气体的压强和温度公式 164
12.4.1理想气体的微观模型 164
12.4.2理想气体的压强公式 165
12.4.3理想气体的温度公式 168
12.4.4气体分子的方均根速率 169
12.5能量均分定理 理想气体的内能 171
12.5.1自由度 171
12.5.2能量均分定理 173
12.5.3理想气体的内能 174
12.6麦克斯韦速率分布律 177
12.6.1测定气体分子速率分布的实验 177
12.6.2气体分子的速率分布 179
12.6.3三种统计速率 181
12.7分子的平均自由程和平均碰撞频率 185
12.7.1分子间的碰撞 185
12.7.2平均自由程和平均碰撞频率 186
本章提要 189
习题 190
第13章 热力学基础 192
13.1内能 功 热量与热容 192
13.1.1内能 192
13.1.2功 192
13.1.3热量与热容 194
13.2热力学第一定律及其应用 195
13.2.1热力学第一定律 195
13.2.2热力学第一定律在各种等值过程中的应用 197
13.3绝热过程 205
13.3.1准静态绝热过程 206
13.3.2绝热线与等温线 207
13.3.3多方过程 208
13.4循环过程 卡诺循环 211
13.4.1循环过程 211
13.4.2卡诺循环 214
13.5热力学第二定律及其统计意义 221
13.5.1热力学第二定律 221
13.5.2两种表述的等价性 222
13.5.3可逆过程与不可逆过程 223
13.5.4卡诺定理 224
13.5.5热力学第二定律的统计意义 225
本章提要 226
习题 227
第六篇 量子物理基础 233
第14章量子力学基础 233
14.1黑体辐射和普朗克量子化 233
14.1.1黑体辐射现象 233
14.1.2黑体辐射的实验结果 234
14.1.3普朗克的能量量子化 235
14.2光电效应和爱因斯坦光子说 237
14.2.1光电效应实验 237
14.2.2爱因斯坦光子说 238
14.2.3康普顿散射 240
14.3玻尔的氢原子理论 243
14.3.1氢原子光谱 243
14.3.2原子结构模型 243
14.3.3玻尔的三点基本假设 244
14.3.4氢原子的能级和光谱公式 245
14.4德布罗意物质波 247
14.5不确定关系 251
14.6波函数 薛定谔方程 252
14.6.1波函数 252
14.6.2薛定谔方程 254
14.6.3定态薛定谔方程 255
14.7一维势场 256
14.7.1一维无限深方势阱 256
14.7.2隧道效应 258
14.8氢原子结构的量子力学解释 259
14.8.1氢原子的薛定谔方程 259
14.8.2三个量子数 260
14.8.3电子的概率分布 261
14.9电子自旋和多电子原子结构 261
14.9.1自旋 261
14.9.2多电子原子 262
本章提要 264
习题 265
习题答案 267
参考文献 272