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第七章 电磁学1

（Ⅰ）回顾人类的经验2

（A）祖先的贡献2

（B）西洋的贡献5

（C）电磁学和牛顿力学的大致比照6

（Ⅱ）静电学（一）：电荷、电场、电势、Gauss定律、电容器8

（A）摩擦生电，电荷（electric charge）是什么？8

（B）电荷间的相互作用，Coulomb定律10

（C）电场强度E（r），电势V（r）15

（D）导体（conductor），半导体（semiconductor），绝缘体（insulator）19

（E）重看Coulomb定律，Gauss定律20

（F）电偶极子和电偶极矩29

（G）电容器（capacitor），电容（capacitance）和电能30

（Ⅲ）静电学（二）：电流、电阻、电动势、电路45

（A）电流密度（electric current density）和电流45

（B）电阻R、电阻率ρ、导电率σ48

（C）电动势（electromotive force），电能53

（D）电路（circuit）59

（Ⅳ）静电学与人体68

（A）人体68

（B）神经系统69

（C）神经如何传递信号？70

（D）信息传递的RC电路模型74

（E）心脏的跳动（缩胀）和脉搏76

（V）静磁学：磁荷、磁场、Biot-Savart和Ampere定律、Hall效应79

（A）什么叫静磁学呢（magnetostatics）？79

（B）天然磁铁以外的磁场82

（C）电荷q在外磁场Bext的情况下的运动96

（D）Hall效应105

（E）简单地比较静电学和静磁学108

（Ⅺ）物质的电磁性110

（A）物质110

（B）物质呈现的电学现象111

（C）磁性物质呈现的磁学现象114

（D）物质（电介质、磁性物质）对电磁场的非线性反应119

（Ⅶ）Faraday定律122

（A）复习及检讨122

（B）电磁感应124

（C）Faraday定律的内涵127

（D）静电场Es和感应电场Eind的比较131

（Ⅷ）自感应和互感应、电振动、交流电134

（A）自感应（self induction）、互感应（mutual induction）、电感（inductance）134

（B）电路内配件间的能量交换，电磁振动139

（C）交流电150

（D）讨论：瞬变效应，共振现象，品质因子（quality factor）158

（Ⅸ）总结电磁学定律、Maxwell方程组、电磁波162

（A）Ampere-Maxwell定律162

（B）经典电磁学理论（Maxwell的电磁学理论）169

（C）经典电磁学的本质182

（D）心电图，脑电图或脑波图195

（E）Maxwell在电磁学以外的重要贡献，Maxwell分子涡旋理论简介198

本章主要内容202

参考文献和注解207

第八章 光学229

（Ⅰ）回顾光学史230

（A）光是什么？230

（B）中国人在人类光学史上的贡献230

（C）西洋在人类光学史上的贡献239

（Ⅱ）光就是电磁波247

（A）确定光是电磁波247

（B）电磁波和以太248

（C）电磁场的粒子性一面248

（Ⅲ）几何光学249

（A）光的反射250

（B）光的折射250

（C）反射和折射的应用253

（Ⅳ）物理光学273

（A）干涉274

（B）衍射286

（C）非波动光学298

本章的主要内容308

参考文献和注解310

第九章 狭义相对论311

（Ⅰ）历史背景312

（A）牛顿力学的时空以及牛顿的相互作用观念312

（B）19世纪的物理学遇到的一些问题313

（Ⅱ）进一步探讨Maxwell电磁学理论315

（A）波动现象，Lorentz变换316

（B）Minkowski空间318

（Ⅲ）1905年狭义相对性理论如何诞生？320

（A）同时性320

（B）长度（空间）和时间的相对性321

（C）固定系和相对于它做等速运动的坐标系间的坐标和时间变换322

（D）长度收缩（length contraction）和时间膨胀（time dilation）324

（E）速度的转换327

（Ⅳ）相对论性力学328

（A）质量问题329

（B）动量及其变换330

（C）质量能量关系和自由粒子的总能量E333

本章的主要内容337

参考文献339

附录341

物理常数（量）表（MKSA）制341

（G）电磁势和惯性系间的电磁场变换——MKSA制343