第10章 稳恒磁场 1
10.1磁场与磁感应强度 1
10.1.1磁场力 1
10.1.2磁感应强度 2
10.2毕奥-萨伐尔定律及应用 3
10.2.1电流元 3
10.2.2毕奥-萨伐尔定律 4
10.2.3磁感应强度叠加原理 4
10.2.4运动电荷的磁场 7
10.3磁场的高斯定理和安培环路定理 8
10.3.1磁通量 8
10.3.2磁场的高斯定理 9
10.3.3安培环路定理 10
10.4带电粒子在磁场中的运动 13
10.4.1洛仑兹公式 13
10.4.2带电粒子在均匀磁场中的运动 13
10.4.3霍耳效应 14
10.5磁场对电流的作用 15
10.5.1安培定律 15
10.5.2安培定律的应用 16
10.6磁介质中的磁场 16
10.6.1磁介质及磁介质的磁化 17
10.6.2磁介质的磁导率 18
10.6.3磁场强度、磁介质中的安培环路定理 18
10.6.4铁磁质 20
本章小结 22
习题 23
第11章 电磁感应、电磁场 27
11.1电磁感应的基本规律 27
11.1.1电磁感应现象 27
11.1.2法拉第电磁感应定律 27
11.1.3楞次定律 28
11.2动生电动势 29
11.2.1概念 29
11.2.2能量转换 31
11.2.3动生电动势的计算 31
11.3感生电动势 33
11.3.1电磁感应定律的普遍形式 33
11.3.2感生电场的应用 35
11.4自感和互感 35
11.4.1自感 36
11.4.2互感 37
11.5磁场的能量 38
11.5.1自感中的能量转换 38
11.5.2磁场能量密度 39
11.5.3磁能的计算 39
11.6麦克斯韦电磁场理论简介 40
11.6.1位移电流 40
11.6.2麦克斯韦方程组 42
本章小结 44
习题 45
第12章 振动 50
12.1简谐振动的描述 50
12.1.1简谐振动 50
12.1.2简谐振动的表达式 50
12.1.3简谐振动的速度和加速度 52
12.1.4简谐振动的旋转矢量表示 52
12.2几种常见的简谐振动 54
12.2.1单摆 54
12.2.2复摆 55
12.3简谐振动的能量 55
12.4简谐振动的合成 57
12.4.1两个同方向同频率简谐振动的合成 57
12.4.2两个同方向不同频率简谐振动的合成 58
12.4.3相互垂直的简谐振动的合成 58
12.5阻尼振动、受迫振动、共振 59
12.5.1阻尼振动 59
12.5.2受迫振动和共振 60
12.6电磁振荡 61
12.6.1振荡电路和无阻尼自由电磁振荡 61
12.6.2无阻尼自由电磁振荡的振荡方程 62
12.6.3无阻尼自由电磁振荡的能量 63
本章小结 65
习题 65
第13章 波动 68
13.1波动的基本概念 68
13.1.1机械波的形成 68
13.1.2波动的分类 69
13.1.3描述波动的物理量 69
13.2平面简谐波的波函数 70
13.2.1波函数概述 70
13.2.2波函数的物理意义 71
13.3波的能量 73
13.3.1波的能量分布 73
13.3.2平均能流和能流密度 74
13.4波的叠加、干涉和驻波 74
13.4.1波的叠加原理 74
13.4.2波的干涉 75
13.4.3驻波 76
13.5惠更斯原理和波的衍射 79
13.5.1惠更斯原理 79
13.5.2用惠更斯原理解释波的衍射现象 79
13.6多普勒效应 80
13.7平面电磁波 83
13.7.1电磁波的产生与传播 83
13.7.2平面电磁波的特性 85
13.7.3电磁波的能量 86
13.7.4电磁波谱 87
本章小结 88
习题 89
第14章 光学 91
14.1几何光学简介 92
14.1.1光的传播规律 92
14.1.2全反射 94
14.1.3光在平面上的反射和折射 94
14.1.4光在球面上的反射和折射 95
14.1.5薄透镜 102
14.1.6光学仪器 107
14.2光源与光的相干性 110
14.2.1光源、光的颜色、光谱和光强 110
14.2.2光的相干性 111
14.2.3相干光的获得方法 112
14.3双缝干涉 113
14.3.1杨氏双缝实验 113
14.3.2杨氏双缝干涉的光强分布 114
14.3.3缝宽对干涉条纹的影响与空间相干性 115
14.3.4双镜 116
14.3.5洛埃镜 116
14.3.6光源的相干长度 118
14.4光程与光程差 119
14.4.1光程 119
14.4.2光程差 120
14.4.3物像之间的等光程性 120
14.4.4反射光的相位突变和附加光程差 121
14.5薄膜干涉 121
14.5.1等倾干涉 122
14.5.2增透膜与增反膜 124
14.5.3等厚干涉条纹 125
14.6迈克尔逊干涉仪 129
14.7光的衍射 132
14.7.1光的衍射现象 132
14.7.2惠更斯-菲涅耳原理 132
14.7.3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 133
14.8单缝衍射 133
14.9圆孔衍射与光学仪器的分辨率 138
14.10光栅衍射 139
14.10.1光栅衍射的形成 139
14.10.2光栅方程 140
14.10.3光栅衍射的强度分布 140
14.10.4缺级 142
14.10.5光栅光谱 143
14.10.6光栅的分辨本领 145
14.10.7干涉和衍射的区别与联系 146
14.11 X射线的衍射 147
14.12光的偏振性与马吕斯定律 149
14.12.1自然光与偏振光 149
14.12.2偏振片、起偏与检偏 150
14.12.3马吕斯定律 151
14.13反射光和折射光的偏振 152
14.14光的双折射 154
14.14.1寻常光和非常光 154
14.14.2光轴与主平面 155
14.14.3单轴晶体的子波波阵面 155
14.14.4惠更斯原理在双折射现象中的应用 156
14.14.5晶体的二向色性和偏振片 157
14.15偏振光的干涉与人为双折射 158
14.15.1偏振光的干涉 158
14.15.2人为双折射 159
14.16旋光性 162
14.17现代光学简介 164
14.17.1傅里叶光学 164
14.17.2全息照相 165
14.17.3非线性光学 167
本章小结 168
习题 170
第15章 相对论 177
15.1伽利略时空变换与牛顿力学时空观 178
15.1.1伽利略时空变换 178
15.1.2牛顿力学时空观 179
15.2迈克尔逊-莫雷实验 180
15.3相对论的基本原理和洛仑兹变换 182
15.3.1相对论的基本原理 182
15.3.2洛仑兹时空变换 182
15.3.3洛仑兹速度变换 184
15.4相对论的时空观 185
15.4.1同时的相对性 185
15.4.2时间延迟 186
15.4.3长度收缩 187
15.5相对论动力学 188
15.5.1动量与质量 188
15.5.2动能和能量 189
15.5.3能量和动量的关系 191
15.6广义相对论简介 191
15.6.1广义相对论的等效原理 192
15.6.2广义相对性原理 193
15.6.3广义相对论时空特性的几个例子 193
本章小结 195
习题 196
第16章 量子物理 200
16.1黑体辐射与普朗克能量子假设 200
16.1.1黑体与黑体辐射 200
16.1.2黑体辐射的实验规律 201
16.1.3黑体辐射的理论解释 202
16.2光电效应、爱因斯坦光量子假设 205
16.2.1光电效应的实验规律 205
16.2.2光子与爱因斯坦方程 206
16.2.3光的波粒二象性 207
16.3康普顿效应 208
16.3.1康普顿效应的实验规律 208
16.3.2康普顿效应的量子解释 209
16.4氢原子的量子理论 211
16.4.1氢原子光谱的规律 211
16.4.2卢瑟福的有核模型 212
16.4.3玻尔的氢原子理论 213
16.5德布罗意波 215
16.5.1德布罗意假设 215
16.5.2德布罗意波的实验验证 217
16.6不确定关系 218
16.7量子力学简介 219
16.7.1波函数与概率密度 219
16.7.2薛定谔方程 220
16.7.3一维无限深方势阱 222
16.7.4一维方势垒、隧道效应 223
16.8氢原子的量子理论 225
16.8.1氢原子的定态薛定谔方程 225
16.8.2三个量子数 226
16.8.3基态波函数 227
16.9电子的自旋及电子分布 228
16.9.1电子的自旋 228
16.9.2电子在原子中的分布 229
16.10激光 230
16.10.1自发辐射和受激辐射 231
16.10.2激光原理 231
16.10.3激光器 233
16.10.4激光器的特性和应用 234
16.11固体物理简介 235
16.11.1固体的能带 235
16.11.2半导体 236
16.11.3 PN结 238
16.12超导体 238
16.12.1超导体的基本电磁学性质 239
16.12.2超导体电性的BCS理论 239
16.12.3超导体的应用 240
本章小结 241
习题 245