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目录1

主要符号表1

绪论1

第一章运动的基本规律1

§1.1质点运动的描述1

§1.1.1参照系质点1

§1.1.2位置矢量位移2

§1.1.3速度加速度4

§1.2.1牛顿运动定律7

§1.2质点动力学7

§1.2.2动量定理16

§1.3功和能19

§1.3.1 功19

§1.3.2能23

§1.3.3功能关系24

§1.4转动定理27

§1.4.1角动量定律28

§1.4.2刚体的定轴转动30

习题35

§2.1.1系统与外界37

§2.1 基本概念37

第二章气体分子的运动37

§2.1.2微观量与宏观量38

§2.1.3平衡态和平衡过程38

§2.1.4状态参量状态方程与状态曲线39

§2.1.5理想气体40

§2.2气体的压强41

§2.2.1气体压强公式的推导41

§2.2.2理想气体的平均平动动能45

§2.3能量均分定理47

§2.3.1物体运动的自由度48

§2.3.2分子运动的自由度49

§2.3.3能量按自由度均分定理50

§2.3.4理想气体的内能52

§2.3.5理想气体的摩尔热容量53

§2.4气体分子速率分布55

§2.4.1速率分布函数55

§2.4.2麦克斯韦速率分布律58

§2.5气体分子的碰撞61

§2.5.1碰撞及其碰撞频率61

§2.5.2平均自由程64

§2.5.3气体分子的自由程分布65

§2.6气体的内迁移现象67

§2.6.1粘滞现象68

§2.6.2热传导现象69

§2.6.3扩散现象69

习题70

第三章统计规律72

§3.1统计物理的基本概念72

§3.1.1统计及统计物理学72

§3.1.2随机变量及几率72

§3.1.3统计规律及其特点73

§3.2.1麦－玻统计的对象及任务74

§3.2麦克斯韦－玻尔兹曼统计74

§3.2.2麦－玻统计律的建立75

§3.2.3麦－玻统计律对单原子理想气体的应用80

§3.2.4麦－玻统计的适用条件82

§3.3费米－狄拉克统计82

§3.3.1量子统计与经典统计的比较82

§3.3.2费－狄统计的建立83

§3.3.3费－狄统计对自由电子气的应用86

§3.4玻色－爱因斯坦统计88

§3.5.1三种统计规律之联系91

§3.5三种统计规律的比较91

§3.5.2三种统计规律的区别92

习题93

第四章热运动的宏观规律95

§4.1热力学第一定律95

§4.1.1热力学第一定律的内容95

§4.1.2热力学第一定律对理想气体静态过程的应用97

§4.1.3热力学第一定律对理想气体循环过程的应用103

§4.2热力学第二定律108

§4.2.1热力学第二定律的内容108

§4.2.2热力学第二定律的数学形式111

§4.2.3热力学第二定律的应用113

§4.3热力学函数113

习题115

第五章静电场117

§5.1电场强度117

§5.1.1库仑定律117

§5.1.2电场强度120

§5.1.3电场强度计算121

§5.2高斯定理125

§5.2.1 电力线125

§5.2.2 电通量125

§5.2.3高斯定理的表述126

§5.2.4高斯定理的应用128

§5.3电位及其计算131

§5.3.1电场力作功131

§5.3.2静电场的环路定律132

§5.3.3电势（电位）133

§5.3.4 电位计算133

§5.3.5电位叠加原理134

§5.3.6等势面（等位面）136

§5.3.7电位梯度137

§5.4求场强方法总结138

习题139

第六章恒定磁场143

§6.1磁感应强度143

§6.1.1恒定磁场概念143

§6.1.2磁感应强度的定义144

§6.1.3安培力145

§6.1.4恒定电流146

§6.2毕奥－沙伐尔定律148

§6.2.1毕奥－沙伐尔定律148

§6.2.2毕奥－沙伐尔定律的应用149

§6.3.1磁感应线153

§6.3磁场高斯定理153

§6.3.2磁通量154

§6.4安培环路定律155

§6.4.1安培环路定律155

§6.4.2安培环路定律的应用157

习题159

第七章电场中的导体与电介质161

§7.1静电场中的导体161

§7.1.1静电感应导体的静电平衡条件161

§7.1.2静电屏蔽162

§7.2.2电介质的极化机理163

§7.2电介质极化163

§7.2.1 电介质的极化现象163

§7.3极化强度矢量165

§7.3.1极化强度矢量？的定义165

§7.3.2电介质中的场强166

§7.3.3极化强度矢量与束缚电荷的关系166

§7.3.4高斯定理的一般形式与电位移矢量167

§7.3.5电极化率介电系数168

§7.4电容及其计算170

§7.4.1 电容170

§7.4.2电容的计算171

§7.4.3电介质在电容器中的性质173

§7.5电场能量与电场力175

§7.5.1带电电容器储存的电能175

§7.5.2电场能量 电场能量密度176

§7.5.3 电场力178

§7.6电介质的损耗、电导与击穿180

§7.6.1 电介质的损耗180

§7.6.2电介质的电导183

§7.6.3电介质的击穿186

习题188

第八章磁介质191

§8.1磁介质的磁化191

§8.1.1磁介质的磁化191

§8.1.2磁化强度192

§8.2磁介质中的安培环路定律192

§8.2.1磁介质中的安培环路定律192

§8.2.2磁介质性能方程194

§8.2.3磁介质按磁化率分类195

§8.3.1磁路的概念196

§8.3.2磁路定律196

§8.3磁路定律196

习题199

第九章电磁感应、电磁场与电磁波201

§9.1电磁感应定律201

§9.1.1电磁感应现象201

§9.1.2电磁感应定律202

§9.1.3楞次定律203

§9.1.4动生电动势与感生电动势203

§9.2涡流与趋肤效应205

§9.2.1 涡流205

§9.2.2趋肤效应206

§9.3 自感和互感208

§9.3.1 自感现象与自感系数208

§9.3.2互感211

§9.3.3两个线圈串联的自感系数213

§9.4磁场的能量215

§9.4.1 自感能量215

§9.4.2互感磁能215

§9.4.3磁场能量与磁能密度216

§9.5磁场力217

§9.6交变电磁场219

§9.6.1 静电场恒定磁场的基本定律回顾219

§9.6.3位移电流与全电流定律220

§9.6.2 电磁感应定律与涡旋电场220

§9.6.4积分形式的麦克斯韦方程223

§9.7电磁波的产生与传播224

§9.7.1 电磁波的产生224

§9.7.2电偶极子辐射225

§9.7.3 平面电磁波的性质227

习题229

第十章物质的二象性234

§10.1基本概念234

§10.1.1谐振动及方程234

§10.1.2波动及波动方程235

§10.1.3波的叠加原理238

§10.2光的波动性239

§10.2.1光的干涉239

§10.2.2光的波动性240

§10.3光的粒子性244

§10.3.1光电效应244

§10.3.2光的粒子性247

§10.3.3光的波粒二象性252

§10.4微粒的波动性254

§10.4.1粒子的波动性254

§10.4.2波函数及其物理意义262

§10.4.3测不准关系268

§10.5薛定谔方程271

§10.5.1薛定谔方程一般形式271

§10.5.2定态薛定谔方程273

§10.6微粒的运动特点277

§10.6.1一维无限深势阱277

§10.6.2线性谐振子281

§10.6.3势垒贯穿282

§10.6.4氢原子问题285

§10.6.5物质波与光波的区别289

习题290

第十一章理想晶体293

§11.1点阵与原胞293

§11.1.1点阵293

§11.1.2原胞及原胞类型选择296

§11.2晶格299

§11.2.1晶格形式299

§11.2.2布拉菲格子299

§11.2.3复式格子301

§11.2.4点阵与格子的关系304

§11.3.2晶面指数305

§11.3晶面指数305

§11.3.1晶面概念及其特点305

§11.4密堆积311

§11.4.1密堆积311

§11.4.2配位数与原子致密度312

§11.5晶体的宏观对称性和晶格类型316

§11.5.1晶体的宏观对称性316

§11.5.2晶系及晶格类型325

§11.5.3晶体对称性的应用330

§11.6一维原子链的振动334

§11.6.1一维单原子链的振动334

§11.6.2一维双原子链的振动339

习题349

第十二章晶体缺陷352

§12.1点缺陷352

§12.1.1点缺陷概念352

§12.1.2点缺陷类型352

§12.2热缺陷356

§12.2.1热缺陷类型356

§12.2.2热缺陷的平衡浓度358

§12.2.3热缺陷的运动360

§12.3.1点缺陷对晶格振动的影响364

§12.3点缺陷的影响364

§12.3.2点缺陷对晶格自由能的影响365

§12.3.3点缺陷对晶体线度的影响365

§12.3.4点缺陷对晶体热容的影响367

§12.3.5点缺陷对晶体密度的影响368

§12.4线缺陷和面缺陷370

§12.4.1 线缺陷370

§12.4.2面缺陷374

习题375

§13.1.1金属键377

§13.1金属晶体的结构377

第十三章金属晶体377

§13.1.2金属晶体的特性378

§13.1.3金属晶体结构379

§13.2金属的电子结构384

§13.2.1 自由电子气模型384

§13.2.2 自由电子气的能级及能级密度385

§13.2.3电子气的费米能级393

§13.3电子的热容量398

§13.3.1热容量398

§13.3.2电子气对热容量的贡献401

习题406

第十四章离子晶体407

§14.1离子晶体的结构407

§14.1.1离子键407

§14.1.2几种典型的离子晶体结构407

§14.2离子晶体的结合能415

§14.2.1 晶体的结合力和结合能415

§14.2.2离子晶体的结合能418

§14.3离子半径424

§14.4离子晶体的导电机理426

§14.4.1外场下的热缺陷运动426

§14.4.2离子晶体的导电机理429

§14.5离子晶体的振动430

§14.5.1离子晶体的振动430

§14.5.2离子极化对结合能的影响434

习题436

第十五章固溶体438

§15.1置换固溶体438

§15.1.1置换固溶体及其形成条件438

§15.1.2无限固溶体439

§15.1.3有限固溶体441

§15.1.4有序固溶体和无序固溶体441

§15.2.1填隙固溶体442

§15.2填隙固溶体和缺位固溶体442

§15.2.2缺位固溶体443

§15.3应力对固溶体的影响443

§15.4固溶体的性能及其应用447

习题450

第十六章原子晶体451

§16.1原子晶体的结构451

§16.1.1共价键451

§16.1.2典型的原子晶体结构454

§16.2.1原子中的电子状态456

§16.2能带的形成456

§16.2.2能带的形成459

§16.3导体、半导体与绝缘体的能带462

§16.3.1满带和导带中的电子对电导的贡献462

§16.3.2导体、半导体、绝缘体的能带463

§16.4半导体的能带及其导电性464

§16.4.1本征半导体的能带及本征导电465

§16.4.2杂质半导体的能带及其导电性465

§16.4.3 p—n结的能带及其导电性468

习题470

§17.1.1晶体的硬度472

§17.1晶体的力学性质472

第十七章晶体的物理性质472

§17.1.2晶体的解理473

§17.1.3晶体的机械变形474

§17.2晶体的热学性质479

§17.2.1晶体的热膨胀479

§17.2.2晶体的热传导482

§17.2.3晶体中的扩散485

§17.3晶体的压电性与热电性487

§17.3.1晶体的压电性487

§17.3.2晶体的热电性489

§17.4.1离子晶体中的缺位和填隙离子对导电性的影响493

§17.4晶体的半导体性质493

§17.4.2杂质对离子晶体导电性的影响496

§17.4.3半导体的特性498

§17.5晶体的磁学性质499

§17.5.1磁性的来源499

§17.5.2磁性的分类502

§17.6晶体的光学性质508

§17.6.1光电导508

§17.6.2光生伏特效应510

§17.6.3 电致发光511

习题512

第十八章非晶态物质513

§18.1非晶态物质的特点513

§18.2非晶态物质的结构模型514

§18.2.1刚球无规则密堆积模型514

§18.2.2连续无规则网络模型514

§18.3准晶态516

§18.4非晶态物质的电导518

§18.4.1非晶态物质的电子态518

§18.4.2最小金属电导率519

§18.4.3非晶态半导体的电导率520

§18.4.4非晶态金属的电导率及其温度关系521

习题522

附录523

Ⅰ 矢量523

Ⅱ 物理基本常数最新数值表531

Ⅲ 常用物理常数表（一般计算用）532

Ⅳ 国际单位制的基本单位533

Ⅴ 国际单位制的辅助单位534

Ⅵ 具有专门名称的国际制导出单位534

Ⅶ国际制（SI）词冠535

Ⅷ电磁学常用符号及单位536