第10章 振动 1
10.1简谐运动 1
10.1.1简谐运动方程 1
10.1.2简谐运动的特征量 3
10.1.3简谐运动的能量 5
10.1.4简谐运动的旋转矢量表示法 7
10.2几种简谐运动系统 9
10.2.1单摆与复摆 9
【经典回顾】 10
10.2.2 LC振荡电路 11
【前沿进展】 12
10.3简谐运动的合成 13
10.3.1同方向、同频率简谐运动的合成 13
10.3.2同方向、频率相近的简谐运动的合成拍 14
10.3.3振动方向垂直、同频率简谐运动的合成 15
10.3.4振动方向垂直、不同频率简谐运动的合成 17
10.4振动的分解与频谱分析 18
10.5阻尼振动 受迫振动 共振 20
10.5.1阻尼振动 20
10.5.2受迫振动 21
10.5.3共振 22
【科技博览】 23
【网络资源】 24
小结 25
思考题 26
习题 27
第11章 机械波 29
11.1波动的基本概念 29
11.1.1机械波的产生和传播 29
11.1.2波的几何描述 30
11.1.3描述波的物理量 31
11.2平面简谐波 波动方程 33
11.2.1平面简谐波的波函数 33
11.2.2波动方程 35
11.3波的能量 能流密度 37
11.3.1波的能量 37
11.3.2波的能流 能流密度 38
11.3.3声强 声强级 40
【科技博览】 41
11.4惠更斯原理 42
11.4.1惠更斯原理 42
11.4.2波的衍射 43
11.4.3波的反射与折射 44
11.5波的叠加原理 波的干涉 45
11.5.1波的叠加原理 45
11.5.2波的干涉 46
11.6驻波 48
11.6.1驻波的形成 48
11.6.2驻波的方程 49
11.6.3半波损失 50
11.6.4弦线上的驻波 52
【前沿进展【 52
11.7多普勒效应 53
【科技博览】 56
【网络资源】 57
小结 57
思考题 58
习题 59
第12章 电磁波 62
12.1电磁波 62
12.1.1电磁波的预言 62
【经典回顾】 63
12.1.2平面电磁波的波动方程 64
12.1.3平面电磁波的性质 66
12.1.4电磁波的能量传播 67
12.2电偶极子辐射电磁波 68
12.2.1电磁波的产生与传播 68
12.2.2电偶极子辐射电磁波 69
12.3电磁波谱 71
【网络资源】 73
小结 73
思考题 74
习题 75
第13章 几何光学成像原理 76
13.1光线及其传播的基本定律 76
13.1.1光程与光线 76
13.1.2几何光学基本定律 80
【科技博览】 82
13.2成像基本概念与光路计算 83
13.2.1物像的基本概念 83
13.2.2实际光路计算 85
13.3高斯光学 88
13.3.1折射球面近轴成像光路 88
13.3.2球面反射镜近轴成像光路 91
13.3.3薄透镜近轴成像光路 92
13.4典型光学仪器 95
13.4.1眼睛与视觉放大率 95
13.4.2显微镜 97
13.4.3望远镜 99
【前沿进展】 100
【网络资源】 100
小结 101
思考题 102
习题 103
第14章 光的干涉 105
14.1光的相干性 105
14.1.1光的干涉 相干条件 105
14.1.2光程差 107
14.1.3获得相干光的方法 109
14.2分波阵面干涉 111
14.2.1杨氏双缝干涉 111
【经典回顾】 112
14.2.2劳埃德镜实验 114
14.2.3空间相干性和时间相干性 116
14.3分振幅干涉 119
14.3.1薄膜干涉 119
14.3.2劈尖干涉 122
14.3.3牛顿环 124
【科技博览】 126
14.4迈克耳孙干涉仪 128
【前沿进展】 129
【网络资源】 129
小结 130
思考题 131
习题 132
第15章 光的衍射 134
15.1光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 134
15.1.1光的衍射现象 134
15.1.2惠更斯-菲涅耳原理 135
【经典回顾】 136
15.2夫琅禾费单缝衍射 137
15.2.1夫琅禾费单缝衍射的实验装置 137
15.2.2单缝衍射强度 138
15.2.3单缝衍射条纹特点 141
15.3夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 144
15.3.1夫琅禾费圆孔衍射 144
15.3.2光学仪器的分辨本领 145
15.4光栅衍射 147
15.4.1衍射光栅 147
15.4.2光栅衍射条纹的形成 148
15.4.3光栅光谱 152
【科技博览】 157
15.5伦琴射线的衍射 布拉格公式 158
15.5.1伦琴射线 158
15.5.2劳厄实验 159
15.5.3布拉格公式 159
15.6全息照相 160
15.6.1全息照相 160
15.6.2全息照相原理 161
15.6.3全息照相的应用 163
【网络资源】 164
小结 165
思考题 166
习题 167
第16章 光的偏振 169
16.1自然光和偏振光 169
16.1.1自然光 170
16.1.2部分偏振光 170
16.1.3偏振光 171
16.2偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 172
16.2.1偏振片 172
16.2.2起偏和检偏 马吕斯定律 173
16.3反射光和折射光的偏振 布儒斯特定律 176
16.3.1反射起偏 布儒斯特定律 176
16.3.2折射起偏 玻璃片堆 177
16.4光的双折射 尼科耳棱镜 178
16.4.1光的双折射现象 178
16.4.2尼科耳棱镜 182
16.4.3波片 183
16.5偏振光的干涉 184
16.5.1偏振光的干涉 184
16.5.2人为双折射现象 186
【前沿进展】 189
16.6旋光现象 190
【网络资源】 191
小结 192
思考题 193
习题 193
第17章 相对论基础 195
17.1迈克耳孙-莫雷实验与狭义相对论的基本假设 195
17.1.1迈克耳孙-莫雷实验 195
17.1.2狭义相对论的基本假设 198
【前沿进展】 199
17.2洛伦兹变换 199
17.2.1洛伦兹坐标变换 199
17.2.2洛伦兹速度变换 203
【经典回顾】 203
17.3狭义相对论的时空观 205
17.3.1同时的相对性 205
17.3.2运动的时钟变慢 206
17.3.3运动的杆缩短 208
17.4相对论质点动力学方程 211
17.4.1质量和速度的关系 211
【科技博览】 212
17.4.2相对论动力学基本方程 213
17.5相对论能量 214
17.5.1相对论能量 214
17.5.2能量和动量关系 215
17.6广义相对论基础 218
17.6.1广义相对论的基本原理 218
17.6.2相对论中的引力理论 220
17.6.3广义相对论的时空性质 223
【网络资源】 227
小结 227
思考题 228
习题 229
第18章 波粒二象性 232
18.1热辐射 普朗克能量子假说 232
18.1.1热辐射 232
18.1.2黑体辐射的实验规律 233
18.1.3普朗克能量子假说 236
【科技博览】 239
18.2光电效应 爱因斯坦光子假说 240
18.2.1光电效应 240
18.2.2爱因斯坦光子假说 241
【科技博览】 244
18.2.3康普顿效应 245
18.3原子光谱 玻尔原子理论 248
18.3.1原子模型 248
【前沿进展】 250
18.3.2原子光谱 251
18.3.3玻尔的原子理论 252
18.4实物粒子的波动性 257
18.4.1德布罗意关系 257
18.4.2电子衍射实验 258
18.4.3不确定关系 260
【网络资源】 264
小结 264
思考题 266
习题 266
第19章 量子力学基础 268
19.1波函数及其统计解释 268
19.1.1波函数 268
19.1.2波函数的统计解释 269
19.1.3归一化与标准化条件 271
19.2薛定谔方程 273
19.2.1薛定谔方程的建立 274
19.2.2本征值与本征值方程 275
19.2.3定态薛定谔方程 278
19.3一维无限深势阱 279
19.4势垒 隧道效应 283
【科技博览】 286
19.5线性谐振子 287
19.6氢原子 288
19.6.1氢原子中电子的薛定谔方程 288
19.6.2氢原子中电子的状态描述 290
19.7电子的自旋 293
19.7.1施特恩-格拉赫实验 293
19.7.2电子的自旋 294
【前沿进展】 295
19.8原子的电子壳层结构 296
19.8.1泡利不相容原理 296
19.8.2原子核外的电子排布 298
19.9分子与分子光谱 302
19.9.1氢分子H2 302
19.9.2分子光谱 303
【网络资源】 306
小结 307
思考题 309
习题 309
第20章 激光的物理基础 311
20.1自发辐射与受激辐射 311
20.1.1自发辐射 312
20.1.2受激辐射与受激吸收 313
20.1.3三种作用过程的相互关系 315
20.2激光形成的原理 316
20.2.1粒子数反转原理 317
20.2.2激光工作物质 318
20.2.3光学谐振腔 320
【前沿进展】 321
20.3激光的模式和高斯光束 324
20.3.1激光的模式 324
20.3.2激光束的传播 327
20.4典型激光器 329
【前沿进展】 331
20.5激光的特点与应用 332
20.5.1激光的特点 332
20.5.2激光应用 334
【网络资源】 336
小结 336
习题与思考题 338
第21章 固体物理基础 339
21.1固体的能带结构 339
21.1.1晶体的微观结构 339
21.1.2晶体的结合 341
【前沿进展】 342
21.1.3固体的能带结构 342
【前沿进展】 346
21.2固体中的载流子及其统计分布 346
21.2.1固体中的载流子 346
21.2.2载流子的统计分布 350
21.3半导体物理基础 353
21.3.1半导体的电导和霍耳效应 353
21.3.2 pn结 355
21.3.3半导体的光吸收与光辐射 356
【科技博览】 358
21.4超导电性 358
21.4.1超导基本现象 358
21.4.2超导的微观理论 361
【前沿进展】 363
21.5纳米材料简介 364
21.5.1纳米材料的特性 364
21.5.2纳米技术的应用 365
【网络资源】 367
小结 367
习题与思考题 368
习题答案 370
索引 376
参考文献 391