第四篇 振动和波动 3
第十二章 振动学基础 3
12-1 简谐振动的描述 3
1.弹簧振子 3
2.谐振动的振幅 周期 频率 相位 6
3.简谐振动的旋转矢量表示法 10
12-2 简谐振动的动力学方程 16
12-3 简谐振动的能量 21
12-4 简谐振动的合成 24
1.在同一直线上的同频率的简谐振动的合成 24
2.在同一直线上的不同频率的简谐振动的合成 28
3.相互垂直的简谐振动的合成 30
12-5 阻尼振动 受迫振动 共振 34
1.阻尼振动 34
2.受迫振动 37
3.共振 38
12-6 谐振分析 40
选读材料 什么是“混沌”？ 42
思考题 47
习题 50
第十三章 波动学基础 54
13-1 波动的基本概念 54
1.机械波的产生和传播 54
2.波面和波线 57
3.波的周期性和波速 58
13-2 平面简谐波 61
1.平面简谐波的波动方程 61
2.波动方程的一般形式 67
13-3 波的能量和能流 68
1.波的能量 68
2.能流和能流密度 71
13-4 惠更斯原理 73
2.波的干涉 76
1.波的叠加原理 76
13-5 波的干涉 驻波 76
3.驻波 79
13-6 声波 超声波 86
1.声压 86
2.声强和声强级 87
3.超声波 88
4.次声波 89
13-7 多普勒效应 89
选读材料 孤波 95
思考题 97
习题 104
第五篇 波动光学 111
第十四章 光的干涉 111
14-1 光源 光波的叠加 111
1.光源 112
2.光波的叠加 113
14-2 光程和光程差 114
14-3 双缝干涉实验 空间相干性 117
1.获得相干光的方法 117
2.杨氏双缝干涉实验 118
3.双缝型的其他干涉装置 123
4.空间相干性 125
14-4 薄膜干涉 127
1.薄膜干涉的一般概念 127
2.增透膜与高反射膜 129
3.劈尖的干涉 131
4.牛顿环 135
14-5 迈克耳逊干涉仪 时间相干性 139
1.迈克耳逊干涉仪 139
2.时间相干性 141
思考题 143
习题 147
1.光的衍射现象 152
第十五章 光的衍射 152
15-1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 152
2.惠更斯-菲涅耳原理 154
15-2 单缝的夫琅和费衍射 155
15-3 光栅衍射 164
1.光栅 164
2.光栅衍射 165
3.光栅光谱 170
4.光栅的分辨本领 173
15-4 光学成像仪器的分辨率 179
选读材料Ⅰ 全息照相 182
选读材料Ⅱ 光纤通信 190
思考题 199
习题 203
第十六章 光的偏振 206
16-1 自然光与偏振光 206
1.自然光 线偏振光 部分偏振光 206
1.起偏和检偏 209
2.椭圆偏振光和圆偏振光 209
16-2 起偏和检偏 反射和折射时光的偏振 209
2.马吕斯定律 211
3.布儒斯特定律 反射和折射时光的偏振 214
16-3 光在晶体中的双折射 218
1.双折射现象 218
2.光轴和晶体的主截面 218
3.单轴晶体中o光和e光的传播方向 220
4.偏振棱镜 222
5.人工双折射效应 225
16-4 椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉 227
1.椭圆偏振光和圆偏振光 227
2.偏振光的干涉 229
思考题 233
习题 237
1.宏观物体是由大量分子组成 242
17-1 气体动理论的基本概念 242
第六篇 热学 242
第十七章 气体动理论 242
2.分子在不停地做无规运动 243
3.分子之间有相互作用力(斥力和引力) 244
17-2 理想气体状态方程 245
17-3 统计规律的基本概念 249
1.统计规律 249
2.概率 250
3.统计平均值 251
17-4 理想气体的压强和温度 252
1.理想气体的微观模型 252
2.压强公式 253
3.温度与分子平均平动能的关系 256
17-5 麦克斯韦气体分子速率分布律 258
1.葛正权实验 259
2.麦克斯韦分子速率分布定律 261
3.用速率分布函数求三种统计速率 264
17-6 能量按自由度均分定理 266
1.分子运动的自由度数 266
2.能量按自由度均分定理 267
3.理想气体的内能 269
17-7 玻耳兹曼分布定律 271
1.玻耳兹曼分布律 271
2.重力场中粒子按高度的分布 272
17-8 气体分子的平均自由程 275
1.分子间的碰撞 275
2.平均自由程和碰撞频率 275
17-9 气体内的输运过程 279
1.内摩擦现象 280
2.热传导现象 282
3.扩散现象 283
选读材料Ⅰ 真空的获得与测量 284
选读材料Ⅱ 大爆炸和宇宙膨胀 291
思考题 298
习题 301
第十八章 热力学基础 305
18-1 热力学第一定律 305
1.准静态过程 305
2.功 307
3.热量 308
4.内能 309
5.热力学第一定律 309
18-2 热容量 311
1.等体摩尔热容Cv 312
2.等压摩尔热容Cp 312
3.比热容比γ 313
18-3 热力学第一定律应用于理想气体 315
1.等体过程 315
2.等温过程 316
3.等压过程 317
4.绝热过程 319
18-4 循环过程 卡诺循环 326
1.循环过程 326
2.卡诺循环 329
18-5 热力学第二定律 335
1.开尔文表述 335
2.克劳修斯表述 336
3.两种表述的等价性 337
18-6 可逆过程和不可逆过程 卡诺定理 338
1.可逆过程和不可逆过程 338
2.卡诺定理 340
18-7 熵 熵增加原理 341
1.态函数——熵 341
2.熵增加原理 343
18-8 热力学第二定律的统计意义 346
2.热力学第二定律的适用范围 348
1.无序性 348
选读材料Ⅰ 致冷机 热泵 低温的获得 349
选读材料Ⅱ 关于热力学第二定律提出的几个问题 352
选读材料Ⅲ 耗散结构简介 355
思考题 361
习题 366
1.光电效应的实验定律 375
19-1 光电效应 375
第十九章 量子光学基础 375
第七篇 量子物理基础 375
2.爱因斯坦光子假设 379
19-2 康普顿散射 383
19-3 氢原子光谱 玻尔理论 389
1.氢原子光谱的规律性 390
2.原子的核型结构 391
3.玻尔理论的基本假设 392
4.氢原子轨道半径和能量的计算 393
1.原子在能级上的分布 397
19-4 激光 397
2.自发辐射 398
3.受激辐射 399
4.受激吸收 399
5.粒子数反转 400
6.光学谐振腔 402
7.激光器 403
8.激光的特性及应用 405
科学家介绍 玻尔 406
选读材料 非线性光学 408
思考题 412
习题 416
第二十章 量子力学基础 419
20-1 微观粒子的波粒二象性 419
1.德布罗意波 419
2.戴维逊-革末电子衍射实验 420
1.不确定关系 424
20-2 不确定关系 424
2.电子单缝衍射 426
20-3 波函数 430
1.自由粒子波函数 430
2.波函数统计解释 431
3.态叠加原理 435
20-4 薛定谔方程 437
1.自由粒子的薛定谔方程 437
2.定态薛定谔方程 438
3.薛定谔方程的一般形式 439
20-5 一维无限深方势阱 439
1.无限深方势阱 439
2.势阱中粒子的能量 零点能 441
20-6 一维势垒 隧道效应 444
20-7 量子力学对氢原子的描述 446
1.氢原子的定态薛定谔方程 446
2.能量量子化 447
3.角动量量子化 448
4.角动量的空间量子化 448
5.电子的概率分布 电子云 449
20-8 电子自旋 四个量子数 452
20-9 原子的壳层结构 454
1.泡利不相容原理 455
2.能量最小原理 456
选读材料 关于量子力学的争论 457
思考题 462
习题 464
第二十一章 固体的能带结构 467
21-1 晶体 非晶体 467
1.晶体 467
2.晶体的结合类型 467
3.非晶体 469
21-2 晶体中的电子 能带结构 470
1.能带的形成 471
2.能带中电子的分布 472
21-3 导体 电介质 半导体 474
1.满带 空带 导带 474
2.半导体和电介质(绝缘体) 475
3.导体 476
21-4 半导体的导电机构 477
1.本征半导体 477
2.杂质半导体 477
21-5 p-n结和其他半导体器件 480
1.p-n结 480
2.其他常用半导体器件 481
思考题 483
习题 484
第二十二章 原子核和基本粒子简介 486
22-1 原子核的性质 486
1.原子核的电荷和质量 486
2.原子核的大小和形状 488
22-2 原子核的组成和结合能 490
1.原子核的组成 490
2.结合能和质量亏损 492
22-3 原子核的自旋和磁矩 核磁共振 494
1.核子和核的自旋与磁矩 494
2.核磁共振 496
3.核磁共振的应用 498
22-4 基本粒子简介 500
1.粒子的相互作用 500
2.基本粒子的分类 501
3.守恒定律 503
4.强子结构的夸克模型 504
习题 506
参考答案(习题) 507
附录 514
主要参考文献 520