第11章 静电场 1
11.1 电荷 1
目录 1
11.2 库仑定律 3
11.2.1 电力 3
11.2.2 点电荷 3
11.2.3 库仑定律 4
11.2.4 电力叠加原理 4
11.3.2 电场强度 5
11.3 电场强度 5
11.3.1 电场 5
11.3.3 电场强度的计算 6
11.4 高斯定理 13
11.4.1 电场线 13
11.4.2 电通量 14
11.4.3 高斯定理 15
11.5 高斯定理的应用 17
11.6 环流定理 电势 19
11.6.1 环流定理 20
11.6.2 环流定理的物理意义 20
11.6.3 电势差和电势 21
11.7 电势的计算 22
11.7.1 点电荷电场中的电势 22
11.7.2 点电荷系电场中的电势 22
11.7.3 连续分布电荷电场中的电势 22
11.8.1 等势面 25
11.8 电势与电场强度的关系 25
11.8.2 等势面的性质 26
11.8.3 电势梯度 26
习题11 29
思考题11 31
第12章 导体电学 34
12.1 静电场中的导体 34
12.1.1 导体的微观结构 34
12.1.2 导体的静电平衡 34
12.1.3 静电平衡下导体上的电荷分布 35
12.1.4 静电屏蔽 37
12.1.5 尖端放电及其应用 37
12.2 电容和电容器 40
12.2.1 孤立导体的电容 40
12.2.2 电容器的电容 41
12.2.3 几种常见的电容器 41
12.2.4 电容器的连接 43
12.3.1 电流强度和电流密度 44
12.3 传导电流 44
12.3.2 欧姆定律的微分形式 45
12.3.3 焦耳定律的微分形式 46
12.4 电动势 稳恒电场 47
12.4.1 电动势 47
12.4.2 稳恒电场 48
12.4.3 电路上两点间的电势差 49
习题12 50
思考题12 51
13.1.2 电介质极化的微观模型 52
13.1.1 现象 52
第13章 电介质 52
13.1 电介质的极化 52
13.2 极化强度和极化电荷 54
13.2.1 电极化强度 54
13.2.2 极化电荷 55
13.3 介质中的静电场 56
13.3.1 介质中的场强 56
13.3.2 介质中静电场的规律 57
13.3.3 介质电极化率 57
13.4 电位移矢量 58
13.4.1 闭合曲面内的极化电荷 58
13.4.2 电位移矢量 58
13.4.3 电位移矢量的应用 59
13.5 静电场能 60
13.5.1 带电体系的静电能 60
13.5.3 电容器储存的静电能 61
13.5.2 点电荷之间的相互作用能 61
13.5.4 静电场能 电场能量密度 62
习题13 65
思考题13 66
第14章 稳恒磁场 67
14.1 磁场的描述 67
14.1.1 基本磁现象 67
14.1.2 磁感应强度及洛伦兹力公式 67
14.2.1 毕奥－萨伐尔定律 69
14.2 毕奥－萨伐尔定律 69
14.2.2 毕奥－萨伐尔定律的应用 70
14.3 磁高斯定理 安培环路定理 75
14.3.1 磁通量 75
14.3.2 磁高斯定理 76
14.3.3 安培环路定理 76
14.3.4 安培环路定理的应用 78
14.4 磁场对载流导线的作用 82
14.4.1 安培力公式 82
14.4.2 载流线圈在磁场中受到的力矩 83
14.4.3 磁力的功 85
14.5 带电粒子的运动 88
14.5.1 运动带电粒子的磁场 88
14.5.2 带电粒子在匀强磁场中的运动 89
14.5.3 霍耳效应 90
习题14 92
思考题14 95
15.1.1 电子的磁矩 97
15.1 顺磁性和抗磁性 97
第15章 磁介质 97
15.1.2 磁场中的核外电子 98
15.1.3 抗磁性和顺磁性 98
15.2 磁化强度和磁化电流 100
15.2.1 磁化强度 100
15.2.2 磁化电流 100
15.3 介质中的磁场 磁场强度 102
15.3.2 磁场强度 介质中磁场的安培环路定理 103
15.3.1 介质中磁场的高斯定理 103
15.3.3 各向同性的磁介质 104
15.4 铁磁性 105
15.4.1 铁磁质的磁滞回线 106
15.4.2 铁磁质的理论解释 106
15.4.3 磁材料的应用 107
习题15 108
思考题15 109
第16章 变化的电磁场 110
16.1 电磁感应定律 110
16.1.1 电磁感应现象 110
16.1.2 法拉第定律 111
16.2 动生电动势 113
16.2.1 动生电动势的产生 113
16.2.2 洛伦兹力做功问题 115
16.2.3 动生电动势的计算 115
16.3.1 感生电动势和感应电场 117
16.3 感生电动势 117
16.3.2 感应电场的性质 119
16.3.3 涡电流和趋肤效应 120
16.3.4 感生电动势的计算 121
16.4 自感和互感 125
16.4.1 自感 125
16.4.2 互感 126
16.5.1 LR电路 129
16.5 电容和电感电路中的暂态过程 129
16.5.2 RC电路 131
16.6 磁场能量 132
16.6.1 自感磁能 132
16.6.2 互感磁能 133
16.7 位移电流 135
16.7.1 位移电流假设 135
16.7.2 全电流定律 137
16.7.3 位移电流性质 138
16.8 麦克斯韦电磁场方程组 140
习题16 141
思考题16 143
第17章 电磁波 145
17.1 电磁波波动方程 145
17.2 电磁波的性质 146
17.2.1 性质 146
17.2.2 坡因廷矢量 148
17.3 振荡电偶极子的辐射 149
17.3.1 电磁波的产生 149
17.2.3 辐射压强 149
17.3.2 赫兹实验 151
习题17 152
思考题17 153
第18章 光的干涉 154
18.1 光的相干性 154
18.1.1 光的电磁理论 154
18.1.2 光源的发光机制与特点 156
18.1.3 光的相干性 157
18.2.1 杨氏双缝实验 159
18.2 双缝干涉 159
18.2.2 应用分波阵面方法的其他实验 160
18.3 薄膜干涉 162
18.3.1 薄膜干涉的复杂性 162
18.3.2 等倾干涉条纹 163
18.3.3 等厚干涉条纹 165
18.3.4 增透膜和增反膜 167
18.3.5 迈克尔逊干涉仪 168
习题18 170
思考题18 170
第19章 光的衍射 173
19.1 光的衍射现象 173
19.1.1 惠更斯－菲涅耳原理 174
19.1.2 单缝夫琅禾费衍射 174
19.2 圆孔衍射和光学仪器的分辨本领 177
19.3 光栅衍射 179
19.3.1 衍射光栅 179
19.3.2 光栅方程 180
19.3.3 光栅光谱和分辨本领 181
19.4 X射线的衍射 183
习题19 185
思考题19 186
第20章 光的偏振 187
20.1 光的偏振现象 187
20.1.1 偏振光和自然光 187
20.1.2 偏振片 马吕斯定律 189
20.2 反射和折射时的偏振现象 191
20.3 晶体的双折射现象 192
20.4 偏振光的获得与检验 194
习题20 195
思考题20 195
第21章 量子光学基础 197
21.1 引言 197
21.2 普朗克的能量子假说 197
21.2.1 热辐射现象 197
21.2.2 黑体辐射的基本规律 199
21.2.3 普朗克的能量子假说 201
21.3 爱因斯坦的光量子假设 202
21.3.1 光电效应 202
21.3.2 爱因斯坦的光量子假设 203
21.3.3 康普顿效应 205
21.4 氢原子光谱 玻尔理论 209
21.4.1 氢原子光谱实验规律 209
21.4.3 玻尔理论 211
21.4.2 经典原子模型的困难 211
21.5 激光器的工作原理 214
21.5.1 自发辐射、受激辐射和受激吸收 214
21.5.2 粒子数反转和光放大 216
21.5.3 激光器的工作原理 216
习题21 219
思考题21 220
22.1.2 德布罗意物质波假设 221
22.1.1 光的波粒二象性 221
22.1 实物粒子的波动性 221
第22章 量子力学基础 221
22.1.3 物质波的实验验证 223
22.2 波函数及统计解释 224
22.2.1 波函数 224
22.2.2 波函数的统计解释 224
22.2.3 微观粒子的波粒二象性 225
22.3 不确定性关系 226
22.3.1 位置和动量不确定关系 226
22.3.2 能量和时间不确定关系 228
22.4 薛定谔方程 229
22.4.1 薛定谔方程的建立 229
22.4.2 定态薛定谔方程 231
22.5 力学量算符的本征值问题 232
22.5.1 力学量的算符表示 232
22.5.2 算符的本征值问题 233
22.6 薛定谔方程的应用 233
22.6.1 一维无限深势阱中的粒子 234
22.6.2 一维谐振子（抛物线势阱） 238
22.6.3 一维散射问题 240
22.7 氢原子量子理论 242
22.7.1 角动量算符的本征值问题 243
22.7.2 氢原子的能量和电子几率密度 245
22.8 电子的自旋 泡利不相容原理 246
22.8.1 电子的自旋 246
22.8.2 泡利不相容原理 248
习题22 249
思考题22 250
第23章 固体的量子理论 251
23.1 晶体 251
23.2 固体的能带结构 252
23.2.1 能带 252
23.2.2 能带的宽度 254
23.2.3 满带、导带和价带 254
23.2.4 导体、半导体和绝缘体 255
23.3.1 近满带和空穴 256
23.3 半导体的电子论 256
23.3.2 n型半导体和p型半导体 257
23.3.3 p-n结 258
23.4 超导电现象 260
23.4.1 零电阻 260
23.4.2 完全抗磁性 261
23.4.3 临界磁场与临界电流 262
23.4.4 两类超导体 262
23.4.5 BCS理论 263
习题23 264
思考题23 265
第24章 原子核物理和粒子物理简介 266
24.1 原子核的基本性质 266
24.1.1 原子核的组成 266
24.1.2 原子核的模型 268
24.1.3 核力和介子 269
24.2.1 原子核的自旋 270
24.2 原子核的量子性质 270
24.2.2 原子核的磁矩 271
24.2.3 核磁共振 272
24.3 原子核的放射性衰变 273
24.3.1 放射性衰变规律 273
24.3.2 α衰变 274
24.3.3 β衰变 275
24.4.1 原子核的结合能 276
24.4 核裂变和核聚变 276
24.3.4 γ衰变 276
24.4.2 重核的裂变 278
24.4.3 轻核的聚变 280
24.5 粒子物理简介 281
24.5.1 粒子及其分类 282
24.5.2 强子的夸克模型 283
24.5.3 基本粒子的相互作用 286
24.5.4 粒子的对称性和守恒定律 287
参考答案 290