第四篇 振动与波 1
第十五章 振动 1
15-1简谐振动 2
一、最简单的振动 2
二、简谐振动的产生 3
三、简谐振动的运动学 振幅矢量 6
四、复数表示法 14
五、简谐振动的能量 15
15-2简谐振动体系的一般特征 20
一、扭摆 20
二、简谐振动的一般特征 22
三、电磁振荡 26
15-3阻尼振动 32
一、阻尼振动 32
二、LRC回路 35
三、品质因数 37
15-4受迫振动 40
一、受迫振动 40
二、共振现象 43
三、力学的电模拟 47
15-5振动的叠加 47
一、叠加原理 47
二、同方向同频率振动的合成 48
三、拍 50
四、互相垂直的振动的合成 52
五、用简谐振动合成表示非简谐振动 58
思考题 62
习题 67
附录Ⅰ 76
附录Ⅱ 78
第十六章波 79
16-1简谐波 79
一、一维简谐波的传播 79
二、简谐波表达式 82
三、在三维空间传播的平面波和球面波 89
四、波的复数表示 90
16-2波的产生 91
一、弦线上的波的产生 波动方程 91
二、声波 96
三、波动的一般特征 97
16-3波的能量 能流密度 98
一、波的能量 98
二、波的能量的传播 101
三、球面波 103
16-4驻波 103
一、波的叠加 103
二、驻波 105
三、二维驻波 112
16-5波包 115
附录 119
16-6多普勒效应 119
16-7电磁波 121
一、电磁波传播的机制 122
二、麦克斯韦方程组导出电磁波波动方程 127
三、电磁波的波速 129
四、电磁波的一些性质 130
五、电磁场能流密度 132
六、电磁波的辐射 133
思考题 136
习题 138
第五篇 光学 143
引言 143
第十七章 光的干涉 147
17-1波的干涉 147
一、惠更斯原理 147
二、水波的干涉 148
17-2光的干涉 152
一、杨氏实验 152
二、干涉条纹的可见度 156
17-3薄膜干涉 158
一、光程差 159
二、等倾干涉 163
三、等厚干涉 163
四、牛顿环 166
五、增透膜 167
17-4迈克耳孙干涉仪 170
一、迈克耳孙干涉仪的结构 170
二、迈克耳孙干涉仪的原理 171
17-5用干涉方法测量气体折射率 174
一、马赫-曾特干涉仪 174
二、雅敏干涉仪 175
三、瑞利干涉仪 177
17-6 光的相干性 179
一、单色性 179
二、时间相干性 181
三、杨氏干涉实验中光源大小的影响 183
四、空间相干性 184
思考题 185
习题 187
第十八章 光的衍射 189
18-1菲涅耳-惠更斯原理 190
18-2夫琅和费单缝衍射 192
一、实验装置和现象 192
二、振幅矢量法 193
三、函数（sinα/α）2的性质 197
四、光强分布规律 198
18-3双缝衍射 199
18-4光栅 203
一、光栅的强度分布规律 203
二、多光束干涉 205
三、光栅的色散 208
18-5圆孔衍射 211
一、夫琅和费圆孔衍射 211
二、菲涅耳圆孔衍射 213
18-6光学仪器的分辨率 215
一、分辨率 215
二、显微镜的分辨率 219
三、光栅的分辨率 221
18-7 X光衍射 224
18-8全息照相 227
思考题 231
习题 232
第十九章 光的偏振 235
19-1偏振光与自然光 235
一、自然光 235
二、线偏振光的获得和检验 237
三、马吕定律 239
四、偏振度 240
19-2反射光的偏振 240
一、布儒斯特角 240
二、菲涅尔公式 243
三、位相变化 247
19-3双折射 249
一、晶体的双折射现象 249
二、光轴 250
三、主平面和主截面 251
四、晶体内的复合波面 252
五、在各向异性介质中光波的传播 253
六、单轴晶体和双轴晶体 256
19-4 偏振元件 256
一、尼科耳棱镜 257
二、偏振片 258
三、渥拉斯顿棱镜 260
四、二向色性晶体 261
19-5 椭圆偏振光 261
19-6振动面的旋转——旋光性 266
一、旋光性 266
二、菲涅耳对旋光的唯象解释 268
思考题 270
习题 271
第二十章 光的色散、吸收和散射 273
20-1色散 273
一、色散 273
二、棱镜的色散 276
20-2光的吸收 282
一、朗伯定律 282
二、光学材料 284
三、比尔定律 284
20-3瑞利散射 285
一、光的散射 285
二、瑞利散射的规律 286
三、瑞利散射的理论解释 288
20-4喇曼散射 290
思考题 292
习题 293
第二十一章 粒子和波 294
21-1原子论 294
21-2量子论 296
21-3 光子 300
一、光的微粒说和波动说 300
二、光电效应 301
三、康普顿效应 309
四、光的粒子性 315
21-4德布罗意波 315
21-5几率波 324
21-6 测不准关系 328
思考题 336
习题 337
第二十二章 原子能级 341
22-1原子的核型结构 341
一、原子 341
二、从α粒子散射实验确认原子的核型结构 342
三、卢瑟福散射公式 346
四、原子的有核结构模型与经典物理学的矛盾 349
22-2原子光谱的规律性 350
一、原子光谱 350
二、氢原子光谱的规律性 352
22-3原子的定态与能级 355
一、原子光谱与原子能级 355
二、佛兰克-赫兹实验 360
三、原子能级与角动量的量子化 361
四、类氢离子 365
思考题 369
习题 369
附录 372
第二十三章 波动力学 377
23-1薛定谔方程 377
一、几率波的波函数 377
二、自由粒子的波函数 380
三、定态问题 381
四、薛定谔方程 383
23-2一维方势阱问题 387
23-3一维谐振子问题 392
23-4势垒的穿透（选读材料） 395
思考题 398
习题 399
第二十四章 氢原子 402
24-1波动力学中的氢原子问题 402
一、波动方程 402
二、波振幅在三个方向上的分布 403
三、角动量和能量的量子化 409
24-2氢原子中电子的几率分布 415
24-3轨道量子数l和碱金属原子光谱 424
24-4磁量子数m和磁场对原子的作用 428
一、原子磁矩 428
二、塞曼效应 430
三、斯特恩-盖拉赫实验 432
24-5电子自旋 433
一、谱线精细结构与电子自旋 434
二、自旋角动量的量子性质 435
三、电子的自旋磁矩 436
四、自旋和“轨道”磁矩之间的相互作用 436
五、电子自旋是电子固有的一个运动属性 438
六、磁共振 438
24-6原子的辐射 激光 441
一、辐射跃迁 441
二、激光 444
思考题 449
习题 450
附录Ⅰ 451
附录Ⅱ 457
第二十五章 多电子原子和分子（选读材料） 463
25-1原子的壳层结构 463
一、单电子近似 463
二、元素周期律与原子壳层结构 464
三、各个元素的原子壳层结构 471
四、泡利不相容原理 476
25-2 X射线谱 477
一、X射线 477
二、标识辐射 478
25-3多电子原子光谱 482
一、矢量模型 483
二、原子量子状态的标记 486
25-4分子结构和分子光谱 488
一、分子结构 488
二、分子光谱 492
习题 500
第二十六章 固体（选读材料 501
26-1固体的能带 501
一、固体中能带的形式 501
二、导体和绝缘体 505
三、导带电子按能量的统计分布 费密分布 507
四、固体电导 511
26-2半导体 512
一、本征半导体 空穴 512
二、n型和p型半导体 515
三、p-n结 519
第二十七章 核与基本粒子（选读材料） 523
27-1核结构 524
一、质量数和电荷数 524
二、核力 525
三、原子核的结合能 527
四、原子核的角动量、磁矩和电四极矩 530
五、核结构模型 结合能半经验公式 534
27-2核衰变 541
一、放射性衰变的规律 541
二、α衰变 545
三、β衰变 547
四、γ衰变 551
五、天然放射性元素系 551
27-3核反应 553
一、核反应的分类 553
二、核反应的一般规律 555
三、核反应的机制 557
四、裂变和聚变 559
五、核反应的运用 563
27-4基本粒子 564
一、基本粒子的相互作用 564
二、更深的层次 577
附录 583