第三篇 电 磁学 2
第九章 真空中的静电场 2
9.1库仑定律 2
1电荷量 2
2带电模型 3
3库仑定律 4
4库仑力的叠加原理 5
9.2电场和电场强度 8
1电场 8
2电场强度 9
3电场强度计算实例 11
9.3电场线 16
1电场线的定义 16
2电场线的性质 18
9.4静电场的高斯定理 18
1电场强度通量 18
2静电场的高斯定理 22
3对称性电荷分布的场强计算实例 25
9.5静电场的环路定理 29
9.6静电场的电势能和电势 32
1电势能和电势的定义 32
2电势的计算方法 34
3电势计算实例 35
4等势面及其基本性质 39
9.7电场强度与电势梯度的关系 40
习题九 43
第十章 静电场中的导体和电介质 49
10.1静电场中的导体 49
1导体的静电感应和静电平衡条件 49
2静电平衡状态下导体上电荷分布的特征 51
3导体表面电荷分布的实验规律 52
4导体表面附近的电场强度与导体表面电荷面密度的关系 52
5静电屏蔽 53
10.2静电场中的电介质 56
1电介质的电结构 56
2电介质的极化 57
3电极化强度 59
4束缚电荷与电极化强度之间的关系 60
5电极化强度的实验规律 64
6有介质情形的高斯定理 64
10.3电容和电容器 69
1孤立导体的电容 69
2电容器及其电容 69
3电容器的串联和并联 73
10.4静电场的能量 74
1电容器储存的电能 74
2静电场的能量 75
习题十 78
第十一章 恒定电流与恒定电场 84
11.1传导电流及其连续性方程 84
1传导电流 84
2电流 85
3电流密度 85
4电流密度与电流的关系 86
5电流的连续性方程 87
11.2恒定电流与恒定电场 88
1恒定电流与恒定电场 88
2恒定电场的基本性质 90
11.3电源与恒定电场的实现 91
1电源的基本结构 91
2恒定电场的建立 92
3电源的基本参数——电动势 92
4电源和导体的简化符号 93
11.4稳恒电路的基本规律 94
1欧姆定律 94
2焦耳-楞次定律 98
3闭合电路的欧姆定律 100
4一段含源电路的欧姆定律 102
5基尔霍夫方程组 102
习题十一 104
第十二章 恒定磁场 108
12.1电流的磁效应和安培定律 108
1电流的磁效应 108
2安培定律 109
12.2电流的磁场和磁感强度 110
1磁场 111
2磁感强度 111
3毕奥-萨伐尔定律 112
4运动电荷的磁场 113
5典型载流导线所产生的磁场的磁感强度 114
12.3恒定磁场的高斯定理 120
1磁感应线 120
2磁通量 120
3磁场的高斯定理 122
12.4安培环路定理 123
1安培环路定理 123
2安培环路定理的应用 126
12.5磁场力和磁力矩 130
1载流导线在磁场中所受的磁场力 130
2载流线圈在均匀外磁场中受到的磁力矩 133
3电流单位“安培”的定义 134
4洛伦兹力公式 135
12.6磁场力和磁力矩的功 136
1载流导线平动过程中磁场力做的功 137
2载流线圈转动过程中磁力矩做的功 138
12.7带电粒子在电磁场中的运动 140
1带电粒子的动力学方程 141
2带电粒子在电磁场中的运动特例 141
3霍耳效应 146
习题十二 148
第十三章 恒定磁场中的磁介质 155
13.1磁介质的磁化及其基本性质 155
1磁介质的磁化 155
2磁化强度 157
3磁化电流与磁化强度的关系 158
4磁化强度的实验规律 160
13.2有磁介质情形的安培环路定理 160
13.3顺磁性与抗磁性 164
1顺磁性 164
2抗磁性 165
3附加磁矩的取向 165
13.4铁磁质与铁磁性 167
1铁磁质的磁化性能 167
2铁磁性的起因 170
习题十三 171
第十四章 电磁感应 174
14.1电磁感应的基本定律 174
1楞次定律 175
2法拉第电磁感应定律 175
14.2动生电动势 177
1与动生电动势相对应的非静电力 178
2运动导体上的动生电动势 179
3发电机的基本原理 180
14.3感生电动势与感生电场 181
1感生电场 182
2感生电场的性质 183
3螺线管磁场变化激发的感生电场 184
14.4自感电动势和互感电动势 186
1自感电动势 186
2 RL串联电路 188
3互感电动势 190
附录：两线圈互感系数相等的直接证明 193
14.5磁场的能量 197
1自感线圈的磁能 197
2磁场的能量 198
习题十四 200
第十五章 电磁波理论基础 209
15.1麦克斯韦方程组 209
1电磁场基本规律小结 209
2位移电流假说 210
3麦克斯韦方程组 212
15.2电磁波的辐射和传播 214
1振荡电偶极子辐射的电磁波 214
2平面电磁波的基本性质 216
3电磁波的能量 217
4电磁波谱 217
附录：电偶极子辐射公式的推导 218
习题十五 221
第四篇 波动光学 227
第十六章 光的干涉 227
16.1几何光学的基本定律 227
16.2光的波动方程和光程 229
16.3光的干涉原理 230
1光源 230
2单色光与复色光 231
3光波的叠加 231
4光的干涉原理 232
16.4光的干涉实验 235
1获得相干光的方法 235
2杨氏双缝干涉实验 236
3劳埃德镜实验 239
16.5薄膜表面的干涉 240
16.6劈尖干涉和牛顿环 243
1劈尖干涉 244
2牛顿环 246
16.7迈克耳孙干涉仪 248
1迈克耳孙干涉仪 248
2干涉仪的应用 250
3相干长度 250
习题十六 252
第十七章 光的衍射 256
17.1惠更斯-菲涅耳原理 256
1光的衍射现象 256
2惠更斯-菲涅耳原理 257
3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 257
17.2单缝和圆孔夫琅禾费衍射的光强分布 258
1单缝衍射的光强分布 259
2圆孔衍射的光强分布 264
附录A：单缝夫琅禾费衍射光强分布计算中的积分 266
附录B：圆孔夫琅禾费衍射光强分布的计算 267
17.3光栅衍射 271
1光栅方程 272
2光栅光谱 274
附录：光栅衍射光强分布函数的计算 275
17.4光学仪器的分辨率 278
17.5 X射线在晶体上的衍射 280
17.6全息照相 283
1全息照相的基本概念 283
2全息照相的基本原理 283
3全息照相的基本特点 285
习题十七 286
第十八章 光的偏振 289
18.1线偏振光和自然光 289
1线偏振光 289
2自然光 290
3自然光与线偏振光 290
18.2偏振片和马吕斯定律 291
1偏振片的起偏和检偏 292
2马吕斯定律 293
18.3反射光的偏振性 295
18.4光的双折射 296
1光的双折射现象 296
2尼科耳棱镜 299
3二向色性与偏振片 300
18.5偏振光的干涉 301
1椭圆偏振光和圆偏振光 301
2偏振光的干涉 302
3人为双折射现象 304
18.6旋光现象 305
习题十八 306
第五篇 量子力学基础 312
第十九章 量子力学的实验基础 312
19.1黑体辐射与能量子 312
1热辐射 312
2黑体辐射的实验定律 313
3黑体辐射的经典解释及其困难 314
4普朗克公式与能量子假设 315
19.2光电效应与光量子 318
1光电效应 319
2光量子假设 320
3光的波粒二象性 321
19.3康普顿效应与光量子 322
19.4原子光谱与能级 325
1氢原子光谱的实验规律 326
2卢瑟福的原子有核模型 327
3玻尔理论模型 328
4弗兰克-赫兹实验 331
5玻尔理论的评论 333
19.5电子衍射与波粒二象性 333
1德布罗意假设 334
2德布罗意波的实验证明 335
3电子波应用——电子显微镜 335
4波函数及其统计解释 336
19.6电子衍射与不确定关系 338
1坐标与动量的不确定关系 338
2能量与时间的不确定关系 340
3不确定关系的应用 341
习题十九 343
第二十章 量子力学的理论基础 346
20.1薛定谔方程 346
1薛定谔方程的建立 347
2定态薛定谔方程 348
3波函数的叠加原理 350
4力学量的算符表示 350
20.2一维量子问题 352
1一维无限深方势阱 352
2一维简谐振子 356
3势垒和隧道效应 358
4扫描隧穿显微镜 359
20.3氢原子的量子理论 361
1氢原子的定态薛定谔方程 361
2氢原子的角动量 362
3氢原子的能量 364
4氢原子的径向概率密度 367
20.4电子自旋 369
1碱金属原子 369
2原子磁矩 370
3施特恩-格拉赫实验 372
4电子自旋 373
20.5元素周期律 375
1多电子原子的状态和能量 375
2泡利不相容原理 377
3原子的壳层结构与元素周期律 378
习题二十 384
附录1参考书目和参考文献 386
附录2习题参考答案 388