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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