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第四篇 电磁场和相互作用3

第9章 静电场3

9.1电荷 库仑定律3

9.1.1电荷及电荷守恒定律3

9.1.2库仑定律4

9.2电场 电场强度5

9.2.1电场5

9.2.2电场强度6

9.2.3场强叠加原理7

9.3静电场的高斯定理及其应用12

9.3.1电场线12

9.3.2电通量13

9.3.3静电场的高斯定理15

9.3.4高斯定理的应用17

9.4静电场的环路定理 电势22

9.4.1静电场的环路定理22

9.4.2电势能23

9.4.3电势 电势差24

9.4.4电势的计算25

9.5电场强度与电势的关系28

9.5.1等势面28

9.5.2场强与电势的梯度关系29

9.6静电场中的导体31

9.6.1导体的静电平衡31

9.6.2空腔导体和静电屏蔽33

9.7静电场中的电介质35

9.7.1电介质的极化35

9.7.2电介质中的场强 极化电荷面密度37

9.7.3电介质中的高斯定理 电位移矢量38

9.8电容 电容器40

9.8.1孤立导体的电容40

9.8.2电容器的电容40

9.8.3电容器的串联和并联42

9.9静电场的能量44

9.9.1电容器的能量44

9.9.2电场能量 电场能量密度45

本章提要47

习题49

第10章 稳恒电流的磁场52

10.1稳恒电流 电动势52

10.1.1电流强度和电流密度52

10.1.2稳恒电流和稳恒电场54

10.1.3电源电动势56

10.2磁场 磁感应强度57

10.2.1磁现象57

10.2.2磁场59

10.2.3磁感应强度60

10.3毕奥-萨伐尔定律及其应用61

10.3.1电流元61

10.3.2毕奥-萨伐尔定律62

10.3.3典型电流的磁场计算——毕-萨定律的应用63

10.3.4圆电流的磁矩68

10.3.5运动电荷激发的磁场69

10.4磁场的高斯定理和安培环路定理72

10.4.1高斯定理72

10.4.2安培环路定理76

10.5磁场对运动电荷及载流体的作用84

10.5.1带电粒子在磁场中的运动85

10.5.2霍尔效应88

10.5.3磁场对载流导线的作用 安培定律90

10.5.4磁场对载流线圈的作用95

10.5.5磁力的功97

10.6磁介质99

10.6.1磁介质的分类99

10.6.2弱磁介质的磁化101

10.6.3磁介质磁场的基本定理102

10.6.4铁磁质105

本章提要108

习题110

第11章 变化的电磁场113

11.1电磁感应的基本规律113

11.1.1电磁感应实验现象113

11.1.2楞次定律115

11.1.3法拉第电磁感应定律116

11.2动生电动势120

11.3感生电动势 感生电场125

11.3.1感生电动势125

11.3.2感生电场126

11.3.3电子感应加速器——用感生电场来加速电子128

11.3.4涡电流130

11.4自感和互感132

11.4.1自感现象和自感系数132

11.4.2互感现象和互感电动势134

11.5磁场能量137

11.5.1自感磁能137

11.5.2磁场的能量密度138

11.6位移电流141

11.6.1位移电流141

11.6.2全电流定律143

11.7麦克斯韦方程组的积分形式145

本章提要148

习题150

第五篇 多粒子体系的热物理155

第12章 气体动理论155

12.1物质的微观模型 统计规律性155

12.1.1宏观物体由大量分子或原子组成155

12.1.2分子在永不停息地做无规则运动155

12.1.3分子之间存在相互作用力156

12.1.4统计规律性157

12.2状态参量 平衡态 准静态过程159

12.2.1状态参量159

12.2.2平衡态160

12.2.3准静态过程161

12.3理想气体的状态方程162

12.4理想气体的压强和温度公式164

12.4.1理想气体的微观模型164

12.4.2理想气体的压强公式165

12.4.3理想气体的温度公式168

12.4.4气体分子的方均根速率169

12.5能量均分定理 理想气体的内能171

12.5.1自由度171

12.5.2能量均分定理173

12.5.3理想气体的内能174

12.6麦克斯韦速率分布律177

12.6.1测定气体分子速率分布的实验177

12.6.2气体分子的速率分布179

12.6.3三种统计速率181

12.7分子的平均自由程和平均碰撞频率185

12.7.1分子间的碰撞185

12.7.2平均自由程和平均碰撞频率186

本章提要189

习题190

第13章 热力学基础192

13.1内能 功 热量与热容192

13.1.1内能192

13.1.2功192

13.1.3热量与热容194

13.2热力学第一定律及其应用195

13.2.1热力学第一定律195

13.2.2热力学第一定律在各种等值过程中的应用197

13.3绝热过程205

13.3.1准静态绝热过程206

13.3.2绝热线与等温线207

13.3.3多方过程208

13.4循环过程 卡诺循环211

13.4.1循环过程211

13.4.2卡诺循环214

13.5热力学第二定律及其统计意义221

13.5.1热力学第二定律221

13.5.2两种表述的等价性222

13.5.3可逆过程与不可逆过程223

13.5.4卡诺定理224

13.5.5热力学第二定律的统计意义225

本章提要226

习题227

第六篇 量子物理基础233

第14章量子力学基础233

14.1黑体辐射和普朗克量子化233

14.1.1黑体辐射现象233

14.1.2黑体辐射的实验结果234

14.1.3普朗克的能量量子化235

14.2光电效应和爱因斯坦光子说237

14.2.1光电效应实验237

14.2.2爱因斯坦光子说238

14.2.3康普顿散射240

14.3玻尔的氢原子理论243

14.3.1氢原子光谱243

14.3.2原子结构模型243

14.3.3玻尔的三点基本假设244

14.3.4氢原子的能级和光谱公式245

14.4德布罗意物质波247

14.5不确定关系251

14.6波函数 薛定谔方程252

14.6.1波函数252

14.6.2薛定谔方程254

14.6.3定态薛定谔方程255

14.7一维势场256

14.7.1一维无限深方势阱256

14.7.2隧道效应258

14.8氢原子结构的量子力学解释259

14.8.1氢原子的薛定谔方程259

14.8.2三个量子数260

14.8.3电子的概率分布261

14.9电子自旋和多电子原子结构261

14.9.1自旋261

14.9.2多电子原子262

本章提要264

习题265

习题答案267

参考文献272