第五部分 相对论基础 1
第十八章 狭义相对论 2
第一节 伽利略相对性原理伽利略变换 2
一、伽利略相对性原理 3
二、伽利略变换 4
三、经典力学的绝对时空观（伽利略－牛顿时空观） 7
第二节 狭义相对论的基本原理 8
一、电磁学向伽利略－牛顿相对性原理提出的挑战 8
二、狭义相对论基本原理的内容 16
第三节 洛伦兹变换 18
一、洛伦兹变换的内容 18
二、洛伦兹坐标变换的推导 20
三、相对论速度变换公式 22
第四节 狭义相对论的时空观 25
一、同时的相对性 25
二、时间延缓效应 27
三、长度的相对性 30
第五节 相对论的质量、动量和能量 33
一、相对论质量 33
二、相对论动力学方程 38
三、相对论动能 40
四、相对论质量和能量的关系 42
五、动量与能量的关系 44
第六节 物理学思想与方法简述 45
一、时间的测量 45
二、时间的本质 45
三、经典时空观的困难 46
四、狭义相对论中的时间 46
第十九章 广义相对论简介 47
第一节 惯性质量与引力质量 48
第二节 广义相对论的基本假设 50
一、爱因斯坦升降机的理想实验 50
二、直线加速参考系中的惯性力 51
三、等效原理 52
四、局域惯性系 54
五、广义相对性原理 55
第三节 广义相对论的检验 55
一、行星近日点的进动 55
二、光线在引力场中的偏折 56
三、雷达回波延迟 57
第四节 有引力场的空间与时间 57
第五节 物理学思想与方法简述 59
一、牛顿引力理论 59
二、爱因斯坦引力理论 59
第六部分 量子物理 61
第二十章 光（辐射）的波粒二象性 63
第一节 热辐射普朗克的量子假设 63
一、热辐射的基本概念 64
二、基尔霍夫辐射定律 67
三、绝对黑体 68
四、绝对黑体的热辐射实验定律 69
五、经典理论的困难和普朗克的能量子假设 72
第二节 光电效应 74
一、光电效应的实验规律 74
二、光电效应与光的波动学的剧烈冲突 77
三、爱因斯坦光量子论及其对光电效应的解释 78
四、多光子光电效应——拓展与应用简介 81
五、内光电效应 82
第三节 康普顿效应 82
一、实验规律 82
二、X射线实验结果的解释 83
三、历史的简短回顾 87
第四节 光的波粒二象性 87
一、爱因斯坦光量子关系式 88
二、单光子双缝干涉实验分析 89
三、光子的不确定性关系 91
第五节 物理学思想与方法简述 93
一、光的本性的历史争论 93
二、对光的波粒二象性的认识 94
第二十一章 电子的波粒二象性 95
第一节 德布罗意假设 95
第二节 德布罗意波的实验证明 97
一、戴维孙－革末电子衍射实验 98
二、电子显微镜 101
第三节 不确定性关系 102
一、电子单缝衍射实验 102
二、不确定性关系的讨论 104
第四节 波函数及其统计诠释 106
一、德布罗意平面波波函数 106
二、波函数的统计诠释 107
三、统计诠释对波函数提出的要求 114
第五节 物理学思想与方法简述 115
量子物理体系的建立 115
第二十二章 薛定谔方程 116
第一节 自由粒子的薛定谔方程 116
一、方程的形式 117
二、方程的讨论 117
第二节 力场中粒子的薛定谔方程 120
一、方程的形式 120
二、算符与方程 121
第三节 定态薛定谔方程 123
一、分离变量法 123
二、定态的基本特征 125
第四节 一维无限深势阱中的粒子 126
一、一维无限深势阱模型 126
二、薛定谔方程及其解 127
三、结果讨论——解的物理意义 129
第五节 势垒与隧道效应 133
一、薛定谔方程 134
二、方程解的讨论 135
三、隧道效应的应用 137
第六节 物理学思想与方法简述 138
经验归纳与探索演绎 138
第二十三章 氢原子中的电子 140
第一节 氢原子的玻尔模型 140
一、提出玻尔模型的历史背景 140
二、玻尔氢原子结构模型要点 143
第二节 用薛定谔方程解氢原子问题 146
一、玻尔模型的缺陷 146
二、氢原子中电子的薛定谔方程 147
第三节 量子数的物理解释 154
一、主量子数和能量量子化 155
二、角量子数和角动量量子化 156
三、磁量子数和角动量空间量子化 158
第四节 氢原子的概率幅函数与概率密度函数 159
一、低量子数的氢原子概率幅函数 159
二、电子概率径向分布函数 161
三、电子概率角度分布函数 163
第五节 物理学思想与方法简述 165
半经典半量子方法 165
第七部分 激光 168
第二十四章 激光原理 169
第一节 激光概述 169
一、激光的诞生 169
二、激光器的分类 170
第二节 原子的能级、分布和跃迁 172
一、原子在能级上的分布 172
二、原子能级跃迁 173
第三节 光的吸收与辐射 175
一、自发辐射 176
二、受激吸收 176
三、受激辐射 176
第四节 爱因斯坦辐射理论 177
一、自发辐射系数A 178
二、受激吸收系数B12 179
三、受激辐射系数B21 180
四、爱因斯坦系数A21、B12和B21之间的关系 181
第五节 产生激光的基本物理条件 184
一、两对基本矛盾 184
二、解决矛盾的方法 185
第六节 激光器的工作原理 187
一、工作物质粒子数反转的实现 188
二、谐振腔的振荡阈值条件 189
三、谐振腔的选频 191
第七节 氦氖激光器 192
一、氦氖激光器的结构图 193
二、氦氖激光器的工作原理 193
第八节 物理学思想与方法简述 196
一、学科交叉与综合 196
二、激光产生与发展的启示 197
第八部分 固体物理基础 198
第二十五章 晶体结构与结合力 199
第一节 晶体结构及其描述 200
一、晶体的性质 200
二、晶体结构的实验研究 204
三、空间点阵 207
第二节 布喇菲格子 211
一、7个晶系 211
二、14种布喇菲胞（空间格子） 212
第三节 晶体的结合力 213
一、影响晶体结合力的若干因素 213
二、晶体中粒子的结合力 217
第四节 晶体的结合能 220
一、定义 220
二、经验原子对势 222
第五节 离子晶体的结合能 224
一、离子晶体的点阵结构 224
二、离子晶体结合能的表示 225
三、离子晶体内势能的计算 225
第六节 物理学思想与方法简述 229
一、价键理论的阶段性发展 229
二、对称性方法 230
第二十六章 晶格振动 231
第一节 晶体的热学性质 231
一、晶体的摩尔热容 232
二、固体的热传导 234
三、热膨胀 234
第二节 一维晶格振动 236
一、一维无限长弹簧振子链模型 236
二、原子振动的运动学描述 237
三、原子振动的动力学描述 237
四、耦合振动方程的解 239
第三节 格波 242
一、格波的物理意义 243
二、q的取值范围 243
三、玻恩－冯·卡门边界条件 244
四、格波与原子振动 245
第四节 物理学思想与方法简述 246
一、数学方法 246
二、研究晶格振动的近似假设 246
第二十七章 物质的电磁性质 248
第一节 电介质及其极化 248
一、分子（原子）的电结构 249
二、电介质极化的微观机理 250
三、极化面电荷 252
四、电极化强度 253
第二节 电介质的特殊效应 258
一、压电效应 259
二、铁电体 262
第三节 磁介质及其磁化 264
一、物质磁性的起源 264
二、磁介质磁化的微观机理 267
三、磁化面电流 271
四、磁化强度矢量 271
五、磁场强度矢量 274
六、磁介质的磁化规律 277
第四节 磁性材料 279
一、磁性材料的分类 280
二、铁磁性材料的磁化规律 280
三、铁磁性材料的磁化机理 283
第五节 物理学思想与方法简述 285
探索宏观性能的微观机理的方法 285
第二十八章 能带论基础 287
第一节 固体能带的形成 288
一、固体中的离子实与价电子 288
二、电子能带的形成 289
第二节 固体中电子的波函数 291
一、近似处理方法 291
二、晶体中电子的波函数——布洛赫函数 293
第三节 固体的能带结构 295
一、满带、导带和空带 295
二、导体、绝缘体及半导体的能带 301
第四节 固体能带理论基础 303
一、克朗尼格－朋奈模型 304
二、求解周期场中定态薛定谔方程的基本思路 304
三、数学处理与结果讨论 305
第五节 物理学思想与方法简述 314
能带论的建立与研究方法 314
第二十九章 半导体 316
第一节 本征半导体 316
一、元素半导体 317
二、化合物半导体 320
第二节 掺杂半导体 321
一、施主型杂质与N型半导体 322
二、受主型杂质与P型半导体 323
第三节 杂质能级的计算 325
一、类氢模型 325
二、类氢施主杂质能级的计算 326
三、晶体中电子有效质量的物理意义 327
第四节 PN结 329
一、PN结的空间电荷区 329
二、内建电场（自建电场） 330
三、接触势垒 331
四、PN结的整流效应 331
第五节 物理学思想与方法简述 333
半导体结构、性能与应用研究 333
第九部分 原子核物理 335
第三十章 原子核 336
第一节 原子核的基本特征及其组成 336
一、原子核的电荷和电荷数 337
二、原子核的质量和质量数 337
三、原子核的形状、大小与密度 346
四、核力的基本性质 348
第二节 原子核的结合能 349
一、质量亏损 349
二、核结合能 351
三、比结合能 353
第三节 原子核的衰变与放射性 354
一、α衰变 355
二、β衰变 358
三、γ衰变 361
第四节 放射性衰变的一般规律 362
一、指数衰变规律 362
二、放射性衰变中的几个重要物理量 365
第五节 原子核反应 370
一、实验 370
二、原子核反应的一般表示式 371
三、原子核反应的类型 371
四、原子核反应遵守的守恒定律 372
第六节 重核的裂变及应用 374
一、获取原子能的物理基础 374
二、原子核裂变 376
三、链式反应和反应堆 379
第七节 轻核聚变 382
一、基本的聚变反应过程 382
二、受控热核反应 383
第八节 物理学思想与方法简述 385
原子核的可分与不可分 385
附录 电子的自旋 386
物理名词索引（中英文对照） 388
参考文献 399