第九章 静电场 1
9-1 电荷的量子化 电荷守恒定律 1
一、电荷的量子化 2
二、电荷守恒定律 2
9-2 库仑定律 3
9-3 电场强度 4
一、静电场 4
二、电场强度 4
三、点电荷的电场强度 5
四、电场强度叠加原理 5
9-4 电场强度通量 高斯定理 11
一、电场线 11
二、电场强度通量 12
三、高斯定理 14
四、高斯定理应用举例 16
9-5 静电场的环路定理 电势能 20
一、静电场力所做的功 20
二、静电场的环路定理 21
三、电势能 22
9-6 电势 23
一、电势 23
二、点电荷电场的电势 25
三、电势的叠加原理 25
9-7 电场强度与电势的微分关系 29
一、等势面 29
二、电场强度与电势的微分关系 30
问题 32
习题 33
第十章 静电场中的导体与电介质 37
10-1 静电场中的导体 37
一、静电平衡条件 37
二、静电平衡时导体上电荷的分布 38
三、静电屏蔽 40
10-2 静电场中的电介质 41
一、电介质对电场的影响 相对电容率 41
二、电介质的极化 42
三、电介质中的电场强度 极化电荷与自由电荷的关系 44
10-3 电位移 有电介质时的高斯定理 45
10-4 电容 47
一、电容器 电容 47
二、电容器的并联和串联 52
10-5 静电场的能量 能量密度 53
一、电容器的电能 54
二、静电场的能量 能量密度 54
10-6 静电的应用 56
一、范德格拉夫静电起电机 56
二、静电除尘 57
三、静电分离 57
问题 58
习题 59
第十一章 恒定磁场 63
11-1 恒定电流 电流密度 64
11-2 电源 电动势 67
11-3 磁场 磁感强度 68
11-4 毕奥－萨伐尔定律 70
一、毕奥－萨伐尔定律 70
二、毕奥－萨伐尔定律应用举例 72
三、磁矩 73
11-5 磁通量 磁场的高斯定理 75
一、磁感线 75
二、磁通量 磁场的高斯定理 76
11-6 安培环路定理 78
一、安培环路定理 78
二、安培环路定理应用举例 80
11-7 带电粒子在磁场中的运动 82
一、带电粒子在磁场中所受的力 82
二、带电粒子在磁场中的运动举例 82
三、带电粒子在现代电磁场技术中的应用举例 85
11-8 载流导线在磁场中所受的力 90
一、安培力 90
二、磁场对载流线圈作用的力矩 93
11-9 磁场中的磁介质 95
一、磁介质 磁化强度 95
二、磁介质中的安培环路定理磁场强度 97
三、铁磁质 100
问题 104
习题 106
第十二章 电磁感应 电磁场和电磁波 111
12-1 电磁感应定律 111
一、电磁感应现象 111
二、电磁感应定律 112
三、楞次定律 113
12-2 动生电动势和感生电动势 117
一、动生电动势 118
二、感生电动势 120
三、涡电流 121
12-3 自感和互感 123
一、自感电动势 自感 124
二、互感电动势 互感 126
12-4 磁场的能量 磁场能量密度 128
12-5 位移电流 电磁场基本方程的积分形式 131
一、位移电流 全电流安培环路定理 132
二、电磁场 麦克斯韦电磁场方程的积分形式 134
12-6 电磁振荡 电磁波 136
一、振荡电路 无阻尼自由电磁振荡 136
二、电磁波的产生与传播 137
三、真空中的平面电磁波及其特性 138
四、真空中电磁波的能量 140
五、电磁波谱 141
问题 141
习题 143
第十三章 几何光学简介 147
13-1 几何光学基本定律 147
一、反射和折射定律 147
二、全反射 148
13-2 光在平面上的反射、折射成像 149
一、平面的反射成像 149
二、平面的折射成像 150
13-3 光在球面上的反射、折射成像 150
一、球面镜的反射成像 150
二、球面上的折射成像 151
13-4 薄透镜 152
一、薄透镜的成像公式 153
二、薄透镜成像特性 154
三、薄透镜的横向放大率 155
13-5 显微镜、望远镜和照相机 155
一、显微镜 156
二、望远镜 156
三、照相机 157
问题 158
习题 158
第十四章 波动光学 160
14-1 相干光 160
一、光的相干性 160
二、相干光的获取 161
14-2 杨氏双缝干涉实验 光程劳埃德镜 163
一、杨氏双缝干涉实验 163
二、双缝干涉的光强 165
三、光程和光程差 166
四、劳埃德镜 168
14-3 薄膜干涉 169
一、薄膜干涉的光程差 169
二、劈尖 173
三、牛顿环 176
14-4 迈克耳孙干涉仪 177
一、迈克耳孙干涉仪 177
二、等倾干涉 179
14-5 光的衍射 179
一、光的衍射现象 179
二、惠更斯－菲涅耳原理 181
三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 181
14-6 单缝衍射 182
14-7 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 186
14-8 衍射光栅 189
一、光栅 190
二、光栅衍射条纹的形成 190
三、衍射光谱 193
四、X射线衍射简介 195
14-9 光的偏振性 马吕斯定律 196
一、自然光 偏振光 196
二、偏振片 起偏与检偏 197
三、马吕斯定律 198
14-10 反射光和折射光的偏振 199
14-11 双折射现象 201
一、双折射的寻常光和非常光 201
二、人为双折射现象 203
14-12 旋光现象 203
问题 204
习题 206
第十五章 狭义相对论 210
15-1 伽利略变换式 经典力学相对性原理遇到的困难 211
一、伽利略变换式 经典力学的相对性原理 211
二、经典力学的绝对时空观 213
三、光速依赖于惯性参考系的选取吗？ 213
15-2 狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式 215
一、狭义相对论的基本原理 215
二、洛伦兹变换式 216
三、洛伦兹速度变换式 217
15-3 狭义相对论的时空观 219
一、同时的相对性 219
二、长度的收缩 220
三、时间的延缓 221
15-4 光的多普勒效应 223
15-5 相对论性动量和能量 224
一、动量与速度的关系 224
二、狭义相对论力学的基本方程 226
三、质量与能量的关系 227
四、质能公式在原子核裂变和聚变中的应用 228
五、动量与能量的关系 230
问题 231
习题 232
第十六章 量子物理 234
16-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 235
一、黑体 黑体辐射 235
二、斯特藩－玻耳兹曼定律 维恩位移定律 236
三、黑体辐射的瑞利－金斯公式经典物理的困难 239
四、普朗克假设 普朗克黑体辐射公式 240
16-2 光电效应 光的波粒二象性 242
一、光电效应实验的规律 242
二、光子 爱因斯坦方程 243
三、光电效应在近代技术中的应用 245
四、光的波粒二象性 246
16-3 康普顿效应 247
16-4 氢原子的玻尔理论 251
一、氢原子光谱的规律 251
二、卢瑟福的原子有核模型 253
三、氢原子的玻尔理论 255
四、氢原子玻尔理论的困难 258
16-5 德布罗意波 实物粒子的二象性 259
一、德布罗意假设 259
二、德布罗意波的实验证明——G.P.汤姆孙电子衍射实验 262
三、应用举例 262
四、德布罗意波的统计解释 263
16-6 不确定关系 264
16-7 量子力学简介 266
一、波函数 概率密度 267
二、定态薛定谔方程 269
三、一维势阱问题 271
四、对应原理 273
五、一维方势垒 隧道效应 275
16-8 多电子原子中电子的分布 275
一、四个量子数 275
二、多电子原子中的电子分布 277
16-9 激光 282
一、自发辐射 受激辐射 282
二、激光原理 283
三、激光器 284
四、激光的特性和应用 286
16-10 半导体 287
一、固体的能带 287
二、本征半导体和杂质半导体 288
三、pn结 290
四、光生伏打效应 290
16-11 超导体 291
一、超导体的转变温度 291
二、超导体的主要特性 293
三、超导电性的BCS理论 294
四、超导的应用前景 294
五、约瑟夫森效应简介 295
16-12 纳米材料 296
一、纳米效应 296
二、纳米材料的制备 297
三、碳纳米新材料——碳纳米管和石墨烯 298
四、应用前景 299
问题 299
习题 300
习题答案 303
索引 307
照片说明 314