第11章 静电场 1
11.1电荷及其相互作用 1
11.1.1电荷 1
11. 1. 2电荷守恒定律 2
11. 1. 3电荷的量子性 2
11.1.4电荷的相对论不变性 2
11. 1.5库仑定律 2
11. 2电场 电场强度 3
11.2. 1电场 3
11.2.2利用场强叠加原理解电场问题 5
11. 3电场线 电通量 8
11. 3. 1电场线 8
11.3.2电通量 8
11.4高斯定理 10
11.4.1高斯定理 10
11.4.2高斯定理应用举例 11
11. 5静电场的环路定理 电势能 14
11. 5. 1静电力的功 15
11. 5. 2电势能 电势 16
11. 5. 3电势的计算 17
11.6等势面 场强与电势的关系 20
11. 6. 1等势面 20
11. 6.2场强与电势关系 21
11.7静电场中的电偶极子 23
11. 7. 1外电场对电偶极子的力矩和取向作用 23
11.7.2电偶极子在电场中的电势能和平衡位置 23
习题 23
第12章 静电场中的导体和电介质 26
12. 1静电场中的导体 26
12.1.1导体的静电平衡条件 26
12. 1. 2静电平衡时导体上的电荷分布 27
12. 1. 3静电屏蔽 29
12. 2电容电电容器 30
12. 2. 1孤立导体的电容 30
12. 2. 2电容器 31
12.2.3几种常见电容器电容的计算 31
12.3静电场中的电介质 33
12. 3. 1电介质的电极化 33
12. 3.2电极化的微观机理 33
12.4电介质中的电场 高斯定理 电位移 35
12. 4. 1电介质中的电场 35
12.4.2有介质时的高斯定理 35
12. 5电场的能量 38
12. 5. 1带电电容器的能量 38
12. 5. 2电场的能量 39
习题 41
专题D大气电场 44
第13章 电流和稳恒磁场 49
13. 1 恒恒定电流条件和导电规律 49
13.1.1电流强度和电流密度 49
13. 1.2电流密度 49
13. 1.3电流的连续性方程 稳恒电流 50
13. 1.4稳恒电场的建立 51
13. 1. 5欧姆定律的微分形式 52
13. 1. 6电功率和焦耳定律 53
13.2磁感应强度 磁场对电流的作用 53
13. 2. 1基本磁现象 53
13. 2.2安培定律 毕奥-萨伐尔定律 55
13. 2.3磁感强度B的定义 56
13. 2.4毕奥-萨伐尔定律的应用 56
13. 3磁场的基本特征 59
13. 3. 1磁感线 磁通量& 5 9
13. 3. 2磁场的高斯定理 60
13. 3. 3磁场的安培环路定理 61
13.4磁场对运动电荷的作用 63
13.4. 1带电粒子在磁场中的运动 63
13.4.2磁场对载流导线的作用 66
13. 5磁介质的磁化 69
13. 5. 1顺磁性和抗磁性 69
13. 5. 2原子中电子的磁矩 69
13. 5. 3磁化强度和磁化电流 70
13. 5. 4介质中的磁场 72
习题 74
专题E晴天大气电导率、体电荷和电流 77
第14章 电磁感应 83
14.1电磁感应的基本定律 83
14. 1. 1电磁感应现象 83
14. 1. 2楞次定律 84
14.1.3法拉第电磁感应定律 84
14. 2动生电动势 85
14. 2. 1动生电动势 86
14.2.2洛伦兹力传递能量不做功 86
14.3感生电动势 涡旋电场 涡旋电流 88
14. 3. 1涡旋电场 88
14.3.2感生电动势 88
14. 3. 3涡电流 89
14. 4自感应与互感应 90
14. 4. 1自感应 90
14. 4.2互感应 91
14. 5磁场能量 磁场能量密度 94
14.6位移电流 电磁场理论 96
14.6. 1问题的提出 96
14. 6.2位移电流的提出 96
14. 6. 3全电流安培环路定律 97
14. 6.4麦克斯韦方程组 98
14.6. 5电磁场的物质性 99
习题 100
第15章 几何光学 103
15. 1 几何光学的基本定律 103
15. 1. 1光波与光线 103
15. 1. 2 几何光学的基本定律 104
15. 2球面反射的成像公式 106
15. 3球面镜成像的作图法 107
15.4球面镜的横向放大率 108
15. 5球面折射成像 109
15. 6薄透镜 111
15. 6.1傍轴光线条件下的薄透镜物像公式 111
15. 6.2薄透镜焦点和焦距 112
15. 6.3薄透镜成像的作图法 113
15. 7光学仪器 114
15. 7. 1眼睛 115
15. 7. 2放大镜 115
15. 7. 3显微镜 116
15. 7. 4望远镜 117
习题 117
第16章 光的干涉 119
16.1光源 光的单色性和光的相干性 119
16. 1. 1光源 119
16. 1. 2光的单色性 119
16. 1. 3光的相干性 120
16. 2双缝干涉 121
16. 2. 1杨氏双缝干涉 121
16. 2.2菲涅耳双面镜实验 125
16. 2. 3劳埃德镜实验 126
16. 2. 4干涉条纹可见度 127
16. 3光程与光程差 127
16. 3. 1光程 127
16. 3. 2光程差 127
16. 3. 3薄透镜不引起附加光程差 128
16.4薄膜干涉 128
16.4. 1薄膜干涉 128
16. 4. 2等倾干涉（膜为平行平面） 130
16.4. 3等厚干涉（膜的上下两个表面不平行） 132
16.4. 4干涉仪 135
习题 137
第17章 光的衍射 139
17. 1光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 139
17. 1. 1光的衍射现象 139
17.1.2惠更斯-菲涅耳原理 139
17. 1. 3衍射的分类 140
17.2单缝的夫琅禾费衍射 140
17. 2. 1单缝的夫琅禾费衍射 140
17.2.2光强的计算-振幅矢量法 143
17.3圆孔衍射 光学仪器的分辨率 146
17. 3. 1圆孔的夫琅禾费衍射 146
17. 3. 2光学仪器的分辨率 147
17.4平面衍射光栅 148
17.4. 1平面衍射光栅 148
17.4.2光栅衍射条纹的形成 149
17.4. 3光栅光谱 152
17.4.4光线斜入射时的光栅方程、相控阵雷达 154
17. 5 X射线的衍射 156
17. 5. 1布拉格方程 156
习题 157
第18章 光的偏振 159
18. 1自然光和偏振光 马吕斯定律 159
18.1.1自然光 159
18. 1.2线偏振光 部分偏振光 160
18. 1.3圆偏振光和椭圆偏振光 160
18. 1. 4 偏振片的起偏和检偏 160
18. 1. 5马吕斯定律 162
18. 2反射和折射时光的偏振 164
18. 2. 1布儒斯特定律 164
18.2.2玻璃堆法（获得偏振光方法） 165
18. 3光的双折射 167
18.3. 1光的双折射现象 167
18.3.2惠更斯原理在双折射中的应用 168
18. 3. 3尼科耳棱镜 169
18.3.4二向色性 170
18.4偏振光的干涉及应用 170
18. 4. 1偏振光的干涉 170
18. 5光的吸收 色散和散射 171
18. 5. 1光的吸收 171
18.5.2光的色散 172
18. 5. 3光的散射 173
习题 174
专题F大气散射的基本理论与现象 175
第19章 早期量子论和量子力学基础 180
19. 1热辐射 普朗克的量子假说 180
19. 1. 1热辐射 180
19. 1.2基尔霍夫辐射定律 180
19. 1.3黑体辐射实验定律 181
19. 1.4普朗克能量子假说 普朗克公式 183
19. 2光电效应 爱因斯坦的光子理论 187
19. 2. 1光电效应的实验规律 187
19. 2.2光的波动说的缺陷 188
19.2. 3爱因斯坦光子理论（1905年） 188
19. 3康普顿效应 190
19.3.1康普顿实验 190
19. 3. 2康普顿效应的量子解释 191
19.4氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 193
19. 4. 1氢原子光谱的实验规律 193
19.4. 2玻尔的氢原子理论 196
19. 5德布罗意波 波粒二象性 199
19. 5. 1德布罗意波 199
19. 5.2戴维孙-革末实验 199
19.5.3微观粒子的波粒二象性 200
19. 6不确定度关系 204
19. 7波函数 薛定谔方程 206
19. 7. 1波函数及其统计解释 206
19. 7. 2薛定谔方程 207
19. 8势阱中的粒子 209
19. 8. 1一维无限深势阱 209
19.8.2维方势垒 隧道效应 212
19. 8. 3一维谐振子 214
19. 9氢原子的量子理论 215
19. 9. 1氢原子的定态薛定谔方程 215
19.9.2量子化条件和量子数 216
19.9.3基态径向波函数和电子分布概率 217
19. 10电子的自旋 原子的电子壳层结构 218
19.10. 1施特恩一格拉赫实验 218
19.10.2电子的自旋 219
19. 10. 3原子的壳层结构 220
习题 222
第20章 固体和激光的量子理论简介 224
20. 1晶体 224
20. 1. 1关于晶体的基本概念和方法 224
20. 1.2一些晶格的实例 224
20. 1.3确定晶格的常用方法——X射线衍射 225
20.2晶体的结合类型 226
20.3能带 227
20. 3. 1电子共有化 227
20. 3.2能带的形成 228
20. 3. 3金属的自由电子模型 229
20. 3. 4满带、导带和禁带 230
20. 3. 5导体、半导体和绝缘体 231
20.4半导体 232
20.4. 1本征半导体与杂质半导体 232
20. 4. 2 pn结 233
20. 4. 3半导体的光敏与热敏特性 234
20. 5超导电性 235
20. 5. 1超导现象与发展简史 235
20. 5. 2超导体的特性 236
20. 5.3 BCS理论简介 238
20.5.4超导电性的应用前景 238
20. 6团簇和纳米材料 239
20. 6. 1团簇或纳米材料 239
20. 6.2纳米粒子的性质 239
20. 6. 3纳米技术的应用及其前景 241
20. 7激光 245
20. 7. 1自发辐射与受激辐射 246
20. 7.2产生激光的基本条件 246
20. 7. 3激光的特性和应用 249
习题 249
第21章 核物理与粒子物理简介 251
21. 1原子核的基本性质 251
21. 1. 1原子核的成分与电荷 251
21. 1.2原子核的大小与密度 251
21. 1. 3原子核的自旋和磁矩 252
21. 1.4核磁共振 253
21.2原子核的结合能和核力 254
21.2. 1原子核的质量亏损和结合能 254
21. 2. 2核力 255
21. 3原子核的衰变 256
21. 3. 1 αβ和γ衰变 256
21.3.2放射性衰变定律 258
21.3.3放射性强度 258
21. 4 粒子物理 259
21. 4. 1粒子的性质 260
21. 4.2粒子间的相互作用 261
21.4. 3夸克模型 262
习题 264
部分习题参考答案 265
参考文献 271
附录 常用物理基本常数 272