第四篇 电磁学（磁学部分及电磁场理论） 3
第12章 恒定磁场 3
12.1 基本磁现象 3
12.2 磁场 磁感应强度 4
12.3 毕奥-萨伐尔定律 6
12.3.1 毕奥-萨伐尔定律 6
12.3.2 应用 7
12.4 运动电荷的磁场 10
12.5 磁场的高斯定理 11
12.5.1 磁感应线 11
12.5.2 磁通量 12
12.5.3 磁场的高斯定理 13
12.6 安培环路定理 13
12.6.1 安培环路定理 13
12.6.2 安培环路定理的应用 15
12.7 带电粒子在磁场中的运动 18
12.7.1 带电粒子在均匀磁场中的运动规律 18
12.7.2 应用 20
12.8 载流导线在磁场中的受力 24
12.8.1 载流导线在磁场中的受力安培定律 24
12.8.2 电流单位安培的定义 25
12.8.3 闭合载流线圈在均匀磁场中受力、力矩及其应用 26
思考题 30
习题 30
第13章 电磁感应 35
13.1 法拉第电磁感应定律 35
13.1.1 电磁感应现象 35
13.1.2 楞次定律 36
13.1.3 法拉第电磁感定律 37
13.1.4 感应电动势的正负 38
13.1.5 其他相关问题 38
13.2 在磁场中运动的导体内的感应电动势——动生电动势 40
13.2.1 动生电动势 40
13.2.2 用洛伦兹力解释动生电动势 40
13.2.3 计算动生电动势的公式 41
13.2.4 洛伦兹力不做功 41
13.3 感生电动势与感生电场 44
13.3.1 问题的提出 44
13.3.2 感生电场与感生电动势 45
13.3.3 电子感应加速器 47
13.4 涡电流 48
13.4.1 涡电流 48
13.4.2 涡电流的有效利用 48
13.5 自感应和自感系数 51
13.5.1 自感现象 51
13.5.2 自感系数与自感电动势 51
13.6 互感应和互感现象 53
13.6.1 互感现象 53
13.6.2 互感系数与互感电动势 53
13.7 磁场的能量 56
13.7.1 自感磁能 56
13.7.2 磁能密度 57
13.7.3 互感磁能 59
思考题 60
习题 60
第14章 物质的磁性 64
14.1 磁介质的分类与磁介质的磁化 64
14.1.1 磁介质及其磁化 64
14.1.2 磁介质的分类 64
14.2 磁化强度 磁化电流 66
14.2.1 分子磁矩 66
14.2.2 附加磁矩△m 66
14.2.3 磁化强度 67
14.2.4 磁化电流 67
14.3 有介质存在时的安培环路定理 68
14.3.1 磁场强度 有介质存在时的安培环路定理 68
14.3.2 磁场强度、磁感应强度、磁化强度之间的关系 69
14.4 铁磁质 69
14.4.1 铁磁质的磁化规律——磁滞回线 70
14.4.2 铁磁质的分类 71
14.4.3 铁磁质的磁化机理 72
14.4.4 2007年诺贝尔物理学奖简介 73
14.4.5 地磁场 74
思考题 75
习题 75
第15章 麦克斯韦方程组 电磁场与电磁波 78
15.1 麦克斯韦电磁场理论 78
15.1.1 涡旋电场假说 78
15.1.2 位移电流假说 79
15.1.3 麦克斯韦-安培环路定理 81
15.2 麦克斯韦方程组 82
15.2.1 普遍情况下的高斯定理 82
15.2.2 麦克斯韦方程组 83
15.2.3 电磁场的边界条件 84
15.3 电磁场与电磁波 84
15.3.1 电磁场与电磁波 84
15.3.2 电磁振荡 无阻尼自由电磁振荡方程 85
15.3.3 电磁辐射 87
15.3.4 平面电磁波 89
15.3.5 电磁场的能量 坡印亭矢量 89
15.4 赫兹实验 电磁波谱 92
15.4.1 赫兹实验 92
15.4.2 电磁波谱 93
思考题 94
习题 94
第五篇 波动光学 100
引言 100
第16章 光的干涉 101
16.1 光是电磁波 光源 101
16.1.1 光的电磁特性 101
16.1.2 光源 102
16.2 光的相干性 光程 102
16.2.1 相干光 102
16.2.2 光程与光程差 103
16.2.3 相干光的获得 104
16.3 杨氏双缝实验 104
16.3.1 杨氏双缝实验 105
16.3.2 菲涅耳双面镜实验 107
16.3.3 劳埃德镜实验 107
16.4 薄膜干涉 107
16.4.1 平行薄膜的干涉 108
16.4.2 薄膜干涉的应用 增透膜和增反膜 109
16.5 劈尖干涉 牛顿环 112
16.5.1 劈尖干涉 112
16.5.2 牛顿环 114
16.6 迈克耳孙干涉仪 115
16.6.1 干涉仪结构及分析 116
16.6.2 干涉图样的讨论 116
16.6.3 迈克耳孙干涉仪的应用 118
思考题 119
习题 119
第17章 光的衍射 123
17.1 光的衍射现象 123
17.2 惠更斯-菲涅耳原理 123
17.2.1 惠更斯-菲涅耳原理 123
17.2.2 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 124
17.3 单缝的夫琅禾费衍射 125
17.3.1 衍射装置和现象 125
17.3.2 单缝衍射图样分析 125
17.3.3 分析与讨论 126
17.4 圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器分辨率 128
17.5 光栅衍射 130
17.5.1 光栅 130
17.5.2 光栅衍射条纹的形成 131
17.5.3 光栅衍射的讨论 132
17.6 X射线的衍射 134
17.6.1 X射线 134
17.6.2 劳厄实验 135
17.6.3 布拉格方程 135
思考题 135
习题 136
第18章 光的偏振 139
18.1 光的偏振态 起偏与检偏 139
18.1.1 光的偏振态 139
18.1.2 起偏与检偏 140
18.2 马吕斯定律 140
18.3 反射和折射时光的偏振 142
18.3.1 反射起偏 布儒斯特定律 142
18.3.2 折射起偏 玻璃堆 143
18.4 光的双折射 144
18.4.1 双折射现象 144
18.4.2 晶体的有关概念 144
18.4.3 惠更斯原理在双折射中的应用 145
18.4.4 晶体双折射应用 146
18.5 偏振光的干涉及应用 147
18.5.1 波片 147
18.5.2 偏振光的干涉及应用 148
思考题 149
习题 150
第六篇 近代物理学 154
引言 154
第19章 狭义相对论 155
19.1 相对性原理 155
19.1.1 牛顿力学满足相对性原理 155
19.1.2 伽利略变换 156
19.1.3 电磁学规律“不”满足相对性原理 157
19.2 迈克耳孙-莫雷实验 159
19.3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 160
19.3.1 物理学面临的困境 160
19.3.2 狭义相对论的基本原理 161
19.3.3 洛伦兹变换 162
19.3.4 洛伦兹速度变换 163
19.4 狭义相对论时空观 163
19.4.1 时间延缓 164
19.4.2 长度收缩 165
19.4.3 同时性的相对性 166
19.4.4 一般情形下的时空 167
19.5 相对论动力学 167
19.5.1 相对论的动量、质量 167
19.5.2 狭义相对论力学的基本方程 168
19.5.3 质量与能量的关系 169
19.5.4 动量与能量的关系 170
19.6 质能相当关系在核物理方面的应用 170
19.6.1 原子核的结合能 170
19.6.2 重核裂变 172
19.6.3 热核聚变 173
思考题 174
习题 175
第20章 光的量子性 178
20.1 热辐射 178
20.1.1 热辐射现象 178
20.1.2 绝对黑体 基尔霍夫辐射定律 179
20.2 黑体辐射实验及理论困难普朗克的能量量子假设 180
20.2.1 黑体辐射实验定律 180
20.2.2 经典理论对黑体辐射的解释 181
20.2.3 普朗克的能量量子假说普朗克黑体辐射公式 182
20.3 光电效应 184
20.3.1 光电效应的实验规律 184
20.3.2 爱因斯坦的光子假说与光电效应的解释 186
20.3.3 光的波粒二象性 188
20.4 康普顿效应 189
20.4.1 实验现象 189
20.4.2 康普顿效应的理论解释 190
20.5 原子概念发展的历史 原子结构 191
20.5.1 早期的原子理论 191
20.5.2 支持原子理论的实验证据 192
20.5.3 物质的原子结构 194
20.5.4 卢瑟福原子模型 195
20.6 玻尔氢原子理论 196
20.6.1 原子光谱及其规律 196
20.6.2 玻尔氢原子理论 199
20.6.3 玻尔理论的局限和意义 201
20.7 弗兰克-赫兹实验 201
思考题 202
习题 203
第21章 量子物理学基础 206
21.1 德布罗意波 实物粒子的波粒二象性 206
21.1.1 德布罗意假说 206
21.1.2 德布罗意波的实验证实 208
21.1.3 电子波动性的实际应用 208
21.2 海森伯不确定关系 210
21.3 波函数及其统计学诠释 薛定谔方程 214
21.3.1 物质波波函数及其统计学诠释 214
21.3.2 薛定谔方程 215
21.4 一维定态薛定谔方程的应用 218
21.4.1 一维无限深势阱问题 219
21.4.2 一维势垒 隧道效应 220
21.5 氢原子结构 223
21.5.1 氢原子的薛定谔方程 223
21.5.2 三个量子数 224
21.6 空间量子化的进一步讨论：空间量子化实验验证施特恩-格拉赫实验 228
21.6.1 电子的轨道磁矩 228
21.6.2 空间量子化的表现 229
21.6.3 施特恩-格拉赫实验 230
21.7 电子的自旋 原子的壳层结构 231
21.7.1 电子自旋 231
21.7.2 原子的壳层结构 232
21.7.3 能量最低原理 233
思考题 234
习题 235