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第10章 稳恒磁场1

10.1磁场与磁感应强度1

10.1.1磁场力1

10.1.2磁感应强度2

10.2毕奥-萨伐尔定律及应用3

10.2.1电流元3

10.2.2毕奥-萨伐尔定律4

10.2.3磁感应强度叠加原理4

10.2.4运动电荷的磁场7

10.3磁场的高斯定理和安培环路定理8

10.3.1磁通量8

10.3.2磁场的高斯定理9

10.3.3安培环路定理10

10.4带电粒子在磁场中的运动13

10.4.1洛仑兹公式13

10.4.2带电粒子在均匀磁场中的运动13

10.4.3霍耳效应14

10.5磁场对电流的作用15

10.5.1安培定律15

10.5.2安培定律的应用16

10.6磁介质中的磁场16

10.6.1磁介质及磁介质的磁化17

10.6.2磁介质的磁导率18

10.6.3磁场强度、磁介质中的安培环路定理18

10.6.4铁磁质20

本章小结22

习题23

第11章 电磁感应、电磁场27

11.1电磁感应的基本规律27

11.1.1电磁感应现象27

11.1.2法拉第电磁感应定律27

11.1.3楞次定律28

11.2动生电动势29

11.2.1概念29

11.2.2能量转换31

11.2.3动生电动势的计算31

11.3感生电动势33

11.3.1电磁感应定律的普遍形式33

11.3.2感生电场的应用35

11.4自感和互感35

11.4.1自感36

11.4.2互感37

11.5磁场的能量38

11.5.1自感中的能量转换38

11.5.2磁场能量密度39

11.5.3磁能的计算39

11.6麦克斯韦电磁场理论简介40

11.6.1位移电流40

11.6.2麦克斯韦方程组42

本章小结44

习题45

第12章 振动50

12.1简谐振动的描述50

12.1.1简谐振动50

12.1.2简谐振动的表达式50

12.1.3简谐振动的速度和加速度52

12.1.4简谐振动的旋转矢量表示52

12.2几种常见的简谐振动54

12.2.1单摆54

12.2.2复摆55

12.3简谐振动的能量55

12.4简谐振动的合成57

12.4.1两个同方向同频率简谐振动的合成57

12.4.2两个同方向不同频率简谐振动的合成58

12.4.3相互垂直的简谐振动的合成58

12.5阻尼振动、受迫振动、共振59

12.5.1阻尼振动59

12.5.2受迫振动和共振60

12.6电磁振荡61

12.6.1振荡电路和无阻尼自由电磁振荡61

12.6.2无阻尼自由电磁振荡的振荡方程62

12.6.3无阻尼自由电磁振荡的能量63

本章小结65

习题65

第13章 波动68

13.1波动的基本概念68

13.1.1机械波的形成68

13.1.2波动的分类69

13.1.3描述波动的物理量69

13.2平面简谐波的波函数70

13.2.1波函数概述70

13.2.2波函数的物理意义71

13.3波的能量73

13.3.1波的能量分布73

13.3.2平均能流和能流密度74

13.4波的叠加、干涉和驻波74

13.4.1波的叠加原理74

13.4.2波的干涉75

13.4.3驻波76

13.5惠更斯原理和波的衍射79

13.5.1惠更斯原理79

13.5.2用惠更斯原理解释波的衍射现象79

13.6多普勒效应80

13.7平面电磁波83

13.7.1电磁波的产生与传播83

13.7.2平面电磁波的特性85

13.7.3电磁波的能量86

13.7.4电磁波谱87

本章小结88

习题89

第14章 光学91

14.1几何光学简介92

14.1.1光的传播规律92

14.1.2全反射94

14.1.3光在平面上的反射和折射94

14.1.4光在球面上的反射和折射95

14.1.5薄透镜102

14.1.6光学仪器107

14.2光源与光的相干性110

14.2.1光源、光的颜色、光谱和光强110

14.2.2光的相干性111

14.2.3相干光的获得方法112

14.3双缝干涉113

14.3.1杨氏双缝实验113

14.3.2杨氏双缝干涉的光强分布114

14.3.3缝宽对干涉条纹的影响与空间相干性115

14.3.4双镜116

14.3.5洛埃镜116

14.3.6光源的相干长度118

14.4光程与光程差119

14.4.1光程119

14.4.2光程差120

14.4.3物像之间的等光程性120

14.4.4反射光的相位突变和附加光程差121

14.5薄膜干涉121

14.5.1等倾干涉122

14.5.2增透膜与增反膜124

14.5.3等厚干涉条纹125

14.6迈克尔逊干涉仪129

14.7光的衍射132

14.7.1光的衍射现象132

14.7.2惠更斯-菲涅耳原理132

14.7.3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射133

14.8单缝衍射133

14.9圆孔衍射与光学仪器的分辨率138

14.10光栅衍射139

14.10.1光栅衍射的形成139

14.10.2光栅方程140

14.10.3光栅衍射的强度分布140

14.10.4缺级142

14.10.5光栅光谱143

14.10.6光栅的分辨本领145

14.10.7干涉和衍射的区别与联系146

14.11 X射线的衍射147

14.12光的偏振性与马吕斯定律149

14.12.1自然光与偏振光149

14.12.2偏振片、起偏与检偏150

14.12.3马吕斯定律151

14.13反射光和折射光的偏振152

14.14光的双折射154

14.14.1寻常光和非常光154

14.14.2光轴与主平面155

14.14.3单轴晶体的子波波阵面155

14.14.4惠更斯原理在双折射现象中的应用156

14.14.5晶体的二向色性和偏振片157

14.15偏振光的干涉与人为双折射158

14.15.1偏振光的干涉158

14.15.2人为双折射159

14.16旋光性162

14.17现代光学简介164

14.17.1傅里叶光学164

14.17.2全息照相165

14.17.3非线性光学167

本章小结168

习题170

第15章 相对论177

15.1伽利略时空变换与牛顿力学时空观178

15.1.1伽利略时空变换178

15.1.2牛顿力学时空观179

15.2迈克尔逊-莫雷实验180

15.3相对论的基本原理和洛仑兹变换182

15.3.1相对论的基本原理182

15.3.2洛仑兹时空变换182

15.3.3洛仑兹速度变换184

15.4相对论的时空观185

15.4.1同时的相对性185

15.4.2时间延迟186

15.4.3长度收缩187

15.5相对论动力学188

15.5.1动量与质量188

15.5.2动能和能量189

15.5.3能量和动量的关系191

15.6广义相对论简介191

15.6.1广义相对论的等效原理192

15.6.2广义相对性原理193

15.6.3广义相对论时空特性的几个例子193

本章小结195

习题196

第16章 量子物理200

16.1黑体辐射与普朗克能量子假设200

16.1.1黑体与黑体辐射200

16.1.2黑体辐射的实验规律201

16.1.3黑体辐射的理论解释202

16.2光电效应、爱因斯坦光量子假设205

16.2.1光电效应的实验规律205

16.2.2光子与爱因斯坦方程206

16.2.3光的波粒二象性207

16.3康普顿效应208

16.3.1康普顿效应的实验规律208

16.3.2康普顿效应的量子解释209

16.4氢原子的量子理论211

16.4.1氢原子光谱的规律211

16.4.2卢瑟福的有核模型212

16.4.3玻尔的氢原子理论213

16.5德布罗意波215

16.5.1德布罗意假设215

16.5.2德布罗意波的实验验证217

16.6不确定关系218

16.7量子力学简介219

16.7.1波函数与概率密度219

16.7.2薛定谔方程220

16.7.3一维无限深方势阱222

16.7.4一维方势垒、隧道效应223

16.8氢原子的量子理论225

16.8.1氢原子的定态薛定谔方程225

16.8.2三个量子数226

16.8.3基态波函数227

16.9电子的自旋及电子分布228

16.9.1电子的自旋228

16.9.2电子在原子中的分布229

16.10激光230

16.10.1自发辐射和受激辐射231

16.10.2激光原理231

16.10.3激光器233

16.10.4激光器的特性和应用234

16.11固体物理简介235

16.11.1固体的能带235

16.11.2半导体236

16.11.3 PN结238

16.12超导体238

16.12.1超导体的基本电磁学性质239

16.12.2超导体电性的BCS理论239

16.12.3超导体的应用240

本章小结241

习题245