第4篇 电磁学 3
第9章 静电场 3
9.1 电荷 库仑定律 3
9.1.1 电荷及其性质 3
9.1.2 库仑定律 4
9.2 电场 电场强度 7
9.2.1 电场 7
9.2.2 电场强度 7
9.2.3 电场强度计算 8
9.3 高斯定理 15
9.3.1 电场线 15
9.3.2 电场强度通量 16
9.3.3 高斯定理 18
9.4 静电场的环路定理 电势能 22
9.4.1 静电场力做功的特点 22
9.4.2 静电场的环路定理 23
9.4.3 电势能 24
9.5 电势 24
9.5.1 电势 24
9.5.2 电势差 25
9.5.3 电势的计算 25
9.6 等势面 电势梯度 29
9.6.1 等势面 29
9.6.2 电势梯度 29
9.7 电场中的导体 32
9.7.1 导体的静电平衡状态及条件 33
9.7.2 导体表面的电荷和电场 34
9.7.3 静电屏蔽 36
9.7.4 有导体存在时静电场的分布 38
9.7.5 传导电流 40
9.7.6 电动势 恒定电场 43
9.8 电容 电容器 48
9.8.1 孤立导体的电容 48
9.8.2 电容器及其电容 48
9.9 静电场中的电介质 52
9.9.1 电介质的分类 52
9.9.2 电介质的极化过程 53
9.9.3 有介质时的高斯定理 54
9.9.4 电介质中静电场的计算 55
9.9.5 电介质的击穿 58
9.10 静电场的能量 59
习题 62
第10章 恒定磁场 68
10.1 磁场 磁感应强度 68
10.2 毕奥-萨伐尔定律 69
10.2.1 毕奥-萨伐尔定律 69
10.2.2 运动电荷的磁场 70
10.2.3 用毕奥-萨伐尔定律求电流产生的磁场 71
10.3 磁通量 磁场的高斯定理 76
10.3.1 磁感线 76
10.3.2 磁通量 77
10.3.3 磁场的高斯定理 78
10.4 安培环路定理 79
10.4.1 安培环路定理 79
10.4.2 安培环路定理的应用 81
10.5 磁场对运动电荷的作用 84
10.5.1 洛伦兹力 84
10.5.2 带电粒子在磁场中的运动 84
10.6 磁场对载流导体的作用 89
10.6.1 安培力 89
10.6.2 磁场作用于载流线圈的磁力矩 91
10.7 磁场中的磁介质 94
10.7.1 磁介质 94
10.7.2 顺磁质与抗磁质的磁化 94
10.7.3 磁介质中的安培环路定理 95
10.7.4 铁磁质 98
10.8 磁路 磁路定律 101
10.8.1 磁路 101
10.8.2 磁路定律 104
10.9 磁路计算 107
10.9.1 恒定磁通无分支磁路的计算 107
10.9.2 恒定磁通有分支磁路的计算 109
习题 110
第11章 电磁感应 118
11.1 电磁感应定律 118
11.1.1 法拉第电磁感应定律 118
11.1.2 感应电动势的方向 119
11.2 动生电动势 122
11.2.1 动生电动势的计算 122
11.2.2 动生电动势的能量转换 124
11.3 感生电动势 126
11.4 自感与互感 129
11.4.1 自感 129
11.4.2 互感 130
11.5 磁场能量 134
11.6 位移电流 电磁场基本方程的积分形式 136
11.6.1 位移电流与全电流安培环路定理 136
11.6.2 电磁场 麦克斯韦电磁场方程的积分形式 139
习题 141
电磁学在工程应用中的探究性课题 147
第5篇 近代物理 165
第12章 狭义相对论简介 165
12.1 爱因斯坦基本原理 165
12.1.1 伽利略变换与经典时空观 165
12.1.2 狭义相对论产生的背景和条件 166
12.1.3 狭义相对论的基本原理 168
12.2 爱因斯坦时空观 170
12.2.1 同时性的相对性 170
12.2.2 长度收缩效应 171
12.2.3 时间延缓效应 172
12.3 狭义相对论动力学 173
12.3.1 质量与速度的关系 173
12.3.2 相对论动力学基本方程 174
12.3.3 质能关系 175
12.3.4 质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 176
12.3.5 能量和动量关系 177
习题 181
第13章 量子论简介 185
13.1 黑体辐射 普朗克能量子假设 185
13.1.1 黑体 黑体辐射 185
13.1.2 斯特藩-玻耳兹曼定律 维恩位移定律 186
13.1.3 黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难 187
13.1.4 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 188
13.2 光的量子性 190
13.2.1 光电效应现象 190
13.2.2 光子 爱因斯坦方程 191
13.2.3 光的波粒二象性 192
13.2.4 康普顿效应 193
13.3 氢原子的玻尔理论 196
13.3.1 氢原子光谱的规律性 197
13.3.2 卢瑟福的原子有核模型 197
13.3.3 氢原子的玻尔理论 198
13.3.4 玻尔理论的成果和局限性 201
13.4 德布罗意波 实物粒子的波动性 201
13.4.1 德布罗意波 201
13.4.2 德布罗意波的实验证明 202
13.4.3 应用举例 203
13.4.4 德布罗意波的统计解释 203
13.5 海森伯不确定关系 204
13.6 波函数 薛定谔方程 206
13.6.1 波函数 概率密度 206
13.6.2 薛定谔方程 207
13.6.3 一维无限深势阱问题 208
13.6.4 一维方势垒 隧道效应 210
习题 211
综合物理知识在工程应用中的探究性课题 215
部分习题参考答案 221
参考文献 231