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第11章　稳恒磁场1

11.1　磁感应强度2

11.2　磁通量　磁场的高斯定理3

11.2.1　磁感线3

11.2.2　磁通量　磁场的高斯定理4

11.3　毕奥-萨伐尔定律及其应用5

11.3.1　毕奥-萨伐尔定律5

11.3.2　毕奥-萨伐尔定律应用举例7

11.3.3　磁偶极矩10

11.4　磁场的安培环路定理11

11.4.1　安培环路定理11

11.4.2　利用安培环路定理求磁场的分布13

11.5　带电粒子在电磁场中的运动16

11.5.1　洛伦兹力16

11.5.2　带电粒子在均匀磁场中的运动17

11.5.3　霍尔效应18

11.5.4　量子霍尔效应20

11.6　载流导线在磁场中所受的力20

11.6.1　安培定律20

11.6.2　安培定律的应用22

11.7　磁场对载流线圈的作用24

阅读材料　等离子体及磁约束26

习题1128

第12章　磁场中的磁介质32

12.1　磁介质磁化及其分类32

12.1.1　磁介质的分类32

12.1.2　顺磁质和抗磁质的磁化机制33

12.2　磁化强度　磁化电流35

12.2.1　磁化强度35

12.2.2　磁化电流36

12.3　磁介质中的安培环路定理37

12.3.1　磁介质中的安培环路定理　磁场强度37

12.3.2　磁介质中的安培环路定理的应用39

12.4　铁磁质40

12.4.1　磁化曲线和磁滞回线40

12.4.2　铁磁性材料的分类41

12.4.3　磁畴42

阅读材料　磁单极44

习题1245

第13章　电磁感应　电磁场48

13.1　电磁感应的基本定律48

13.1.1　电磁感应现象48

13.1.2　楞次定律49

13.1.3　法拉第电磁感应定律50

13.2　动生电动势52

13.2.1　产生动生电动势的非静电力52

13.2.2　动生电动势的计算52

13.3　感生电动势和感生电场56

13.3.1　感生电动势　感生电场56

13.3.2　电子感应加速器的基本原理61

13.3.3　涡电流61

13.4　自感应和互感应63

13.4.1　自感电动势　自感63

13.4.2　互感电动势　互感65

13.5　磁场的能量　磁场能量密度68

13.5.1　通电电感器的能量69

13.5.2　磁场的能量69

13.6　位移电流　麦克斯韦方程组71

13.6.1　位移电流71

13.6.2　电磁场　麦克斯韦方程组75

阅读材料　磁悬浮列车77

习题1381

第14章　机械振动87

14.1　简谐运动的特征与描述87

14.1.1　简谐运动的动力学特征87

14.1.2　简谐运动的运动学特征88

14.1.3　描述简谐运动的重要参量89

14.1.4　机械简谐运动的判断方法92

14.1.5　简谐运动的旋转矢量表示法95

14.1.6　简谐运动的图像表示96

14.2　简谐运动的能量97

14.3　简谐运动的合成100

14.3.1　两个同方向、同频率的简谐运动的合成100

14.3.2　两个互相垂直的同频率的简谐运动的合成105

14.3.3　两个互相垂直的不同频率的简谐运动的合成106

14.4　阻尼振动　受迫振动　共振107

14.4.1　阻尼振动107

14.4.2　受迫振动　共振109

阅读材料　非线性振动与混沌110

习题14115

第15章　波动概论118

15.1　机械波的产生和传播118

15.1.1　机械波产生和传播的条件118

15.1.2　横波和纵波118

15.1.3　波长　频率与波速的关系120

15.1.4　波线和波面122

15.2　平面简谐波的表达式123

15.2.1　平面简谐行波的表达式123

15.2.2　平面简谐波表达式的物理意义124

15.2.3　其他情况下平面简谐行波的表达式126

15.2.4　波动微分方程127

15.3　波动过程中的能量传播128

15.3.1　波的能量128

15.3.2　能流密度130

15.4　声波131

15.4.1　声波与声速131

15.4.2　声强与声强级131

15.4.3　噪声132

15.5　惠更斯原理及其应用133

15.5.1　惠更斯原理133

15.5.2　惠更斯原理的应用133

15.6　波的干涉135

15.6.1　波的叠加原理135

15.6.2　波的干涉135

15.7　驻波138

15.7.1　驻波的形成138

15.7.2　驻波的波动表达式139

15.7.3　半波损失140

15.7.4　驻波的能量141

15.8　多普勒效应141

15.8.1　相对于介质波源不动，观察者以速度vR运动142

15.8.2　相对于介质观察者不动，波源以速度vs运动143

15.8.3　相对于介质观察者和波源同时运动144

15.9　电磁波145

15.9.1　电磁波的产生与传播145

15.9.2　电磁波的波动表达式147

15.9.3　电磁波的特性148

15.9.4　电磁波的能量149

阅读材料　非线性波　孤波149

习题15152

第16章　光的干涉157

16.1　光源　光的相干性158

16.1.1　光源158

16.1.2　单色光和光谱158

16.1.3　光的相干性159

16.1.4　获得相干光的方法160

16.2　杨氏双缝干涉161

16.2.1　杨氏双缝干涉实验161

16.2.2　菲涅耳双面镜实验163

16.2.3　劳埃德镜实验163

16.3　光程　光程差164

16.3.1　光程164

16.3.2　光程差165

16.4　薄膜干涉167

16.5　劈尖干涉　牛顿环170

16.5.1　劈尖170

16.5.2　牛顿环174

16.6　迈克耳孙干涉仪175

16.6.1　迈克耳孙干涉仪175

16.6.2　时间的相干性178

阅读材料　全息照相技术178

习题16181

第17章　光的衍射184

17.1　光的衍射　惠更斯-菲涅耳原理184

17.1.1　光的衍射184

17.1.2　光的两类衍射185

17.1.3　惠更斯-菲涅耳原理185

17.2　单缝夫琅禾费衍射186

17.3　圆孔夫琅禾费衍射　光学仪器的分辨本领190

17.3.1　圆孔夫琅禾费衍射190

17.3.2　光学仪器的分辨本领191

17.4　光栅衍射194

17.4.1　光栅衍射194

17.4.2　衍射光谱196

17.4.3　光谱的缺级现象和缺级条件197

17.4.4　干涉和衍射的区别和联系199

17.5　X射线的衍射199

阅读材料　光纤通信201

习题17204

第18章　光的偏振206

18.1　自然光和偏振光206

18.1.1　横波的偏振性206

18.1.2　自然光与偏振光207

18.2　起偏和检偏　马吕斯定律208

18.2.1　起偏和检偏208

18.2.2　马吕斯定律209

18.3　反射与折射时光的偏振210

18.3.1　反射光和折射光的偏振210

18.3.2　布儒斯特定律210

18.4　光的双折射212

18.4.1　双折射的寻常光和非寻常光212

18.4.2　晶体的光轴、主截面和主平面213

18.4.3　双折射晶体的折射率213

18.4.4　尼科耳棱镜214

阅读材料　非线性光学简介215

习题18218

第19章　量子物理219

19.1　黑体辐射　普朗克能量子假设219

19.1.1　黑体　黑体辐射220

19.1.2　斯特潘-玻尔兹曼定律　维恩位移定律220

19.1.3　维恩公式　瑞利-金斯公式　经典物理的困难221

19.1.4　普朗克量子假设　普朗克黑体辐射公式222

19.2　光的量子性223

19.2.1　光电效应的实验规律223

19.2.2　爱因斯坦的光子理论225

19.2.3　光的波粒二象性226

19.2.4　光电效应的应用227

19.3　康普顿效应228

19.3.1　康普顿效应228

19.3.2　康普顿效应的量子解释229

19.4　玻尔的氢原子理论232

19.4.1　氢原子光谱的实验规律232

19.4.2　玻尔的氢原子理论233

19.4.3　氢原子轨道半径和能量的计算234

19.4.4　玻尔理论的缺陷236

19.5　实物粒子的波粒二象性236

19.5.1　德布罗意假设236

19.5.2　戴维孙-革末电子衍射实验237

19.6　不确定关系240

19.7　波函数　薛定谔方程242

19.7.1　波函数及其统计解释242

19.7.2　薛定谔方程243

19.8　一维定态问题245

19.8.1　一维无限深势阱245

19.8.2　一维势垒　隧道效应248

阅读材料　量子计算机249

习题19252

第20章　新技术的物理基础254

20.1　固体的能带结构254

20.1.1　固体中的能带254

20.1.2　导体和绝缘体256

20.1.3　半导体257

20.2　激光原理259

20.2.1 自发辐射　受激辐射和受激吸收259

20.2.2　粒子数反转和光放大262

20.2.3　激光器和激光的形成263

20.2.4　激光的纵模与横模265

20.2.5　激光的特性与应用267

阅读材料　纳米材料简介269

习题20270

参考文献271

附录4　历年诺贝尔物理学奖获得者272

习题参考答案279