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10 真空中的静电场1

10.1 电学基本概念1

10.1.1 电荷1

10.1.2 电荷守恒2

10.1.3 电荷量子化2

10.1.4 点电荷模型3

10.1.5 库仑定律3

10.1.6 电力叠加原理4

10.2 电场与电场强度5

10.2.1 电场5

10.2.2 电场强度5

10.2.3 电场强度的计算6

10.3 高斯定理11

10.3.1 电场线11

10.3.2 电通量12

10.3.3 高斯定理13

10.4 环流定理 电势17

10.4.1 电场力做功17

10.4.2 电势能和电势18

10.4.3 电势叠加原理20

10.5 电势与电场强度的微分关系22

10.5.1 等势面22

10.5.2 电势与电场强度的微分关系23

习题1026

思考题1029

11 静电场与物质的相互作用32

11.1 静电场中的导体32

11.1.1 导体的静电平衡33

11.1.2 导体电荷分布33

11.2 静电场中的电介质38

11.2.1 电介质与电场的相互作用39

11.2.2 极化强度和极化电荷41

11.2.3 介质中静电场的基本规律41

11.3 电容和电容器45

11.3.1 孤立导体的电容45

11.3.2 电容器的电容46

11.3.3 电容器的连接48

11.4 静电场的能量48

11.4.1 带电体系的静电能48

11.4.2 点电荷系的静电能量49

11.4.3 带电电容器的静电能52

11.4.4 静电场的能量52

习题1154

思考题1157

12 稳恒磁场59

12.1 电流与电源59

12.1.1 电流、稳恒电场与电源59

12.1.2 电流强度和电流密度61

12.2 磁场的磁感应强度63

12.3 毕奥-萨伐尔定律64

12.4 磁场的基本规律68

12.4.1 磁感应强度线与磁通量68

12.4.2 磁场的高斯定理69

12.4.3 安培环路定理70

12.5 磁场对电流的作用76

12.5.1 安培力公式76

12.5.2 载流线圈在磁场中受到的作用78

12.5.3 安培力的功80

12.6 带电粒子的运动81

12.6.1 运动带电粒子的磁场82

12.6.2 带电粒子在匀强磁场中的运动82

12.6.3 霍尔效应84

12.7 磁介质86

12.7.1 抗磁性和顺磁性87

12.7.2 磁化强度88

12.7.3 介质中磁场的基本规律89

12.7.4 介质中磁场的高斯定理89

12.7.5 介质中磁场的安培环路定理90

习题1292

思考题1297

13 电磁感应101

13.1 电磁感应定律101

13.1.1 电磁感应现象101

13.1.2 法拉第定律103

13.2 动生电动势105

13.3 感生电动势108

13.3.1 感应电场与感生电动势108

13.3.2 电子感应加速器113

13.3.3 涡旋电场与涡电流115

13.4 自感和互感117

13.4.1 自感117

13.4.2 互感120

13.5 磁场能量123

习题13127

思考题13131

14 电磁场与电磁波134

14.1 麦克斯韦电磁理论134

14.1.1 位移电流134

14.1.2 麦克斯韦方程组139

14.2 电磁波140

14.2.1 电磁波波动方程140

14.2.2 电磁波的性质141

14.2.3 坡印廷矢量142

14.2.4 电磁场的物质性145

14.3 电磁波的产生149

14.3.1 LC振荡电路149

14.3.2 电磁波的产生150

14.3.3 赫兹实验151

14.3.4 电磁波谱152

习题14155

思考题14156

15 光学158

15.1 光的传播与偏振158

15.1.1 光源158

15.1.2 与光的传播有关的一些基本概念160

15.1.3 偏振光与自然光161

15.1.4 偏振片 马吕斯定律163

15.1.5 反射和折射时的偏振现象166

15.1.6 晶体的双折射现象166

15.1.7 偏振光的获得与检验169

15.2 光的干涉170

15.2.1 光的相干性170

15.2.2 杨氏双缝实验172

15.2.3 薄膜干涉176

15.2.4 迈克耳孙干涉仪183

15.3 光的衍射184

15.3.1 光的衍射现象184

15.3.2 单缝衍射185

15.3.3 双缝衍射187

15.3.4 圆孔衍射光学仪器的分辨本领188

15.3.5 光栅衍射190

15.3.6 X射线在晶体上的衍射195

习题15197

思考题15201

16 量子力学基础205

16.1 普朗克的能量子假说205

16.1.1 热辐射现象205

16.1.2 黑体辐射的基本规律207

16.1.3 普朗克的能量子假说210

16.2 爱因斯坦的光量子假设211

16.2.1 光电效应211

16.2.2 爱因斯坦的光量子假设212

16.2.3 康普顿效应215

16.3 氢原子光谱 玻尔理论219

16.3.1 氢原子光谱实验规律219

16.3.2 经典原子模型的困难220

16.3.3 玻尔理论221

16.4 物质波224

16.4.1 德布罗意物质波假设224

16.4.2 物质波的实验验证226

16.4.3 波函数227

16.5 不确定关系229

16.5.1 位置和动量不确定关系230

16.5.2 能量和时间的不确定关系232

16.6 薛定谔方程233

16.6.1 薛定谔方程的建立233

16.6.2 定态薛定谔方程236

16.7 一维定态问题237

16.7.1 一维无限深势阱中的粒子237

16.7.2 一维谐振子（抛物线势阱）242

16.7.3 一维散射问题245

16.8 氢原子量子理论247

16.8.1 氢原子的能量248

16.8.2 氢原子的角动量249

16.8.3 塞曼效应250

16.8.4 氢原子电子概率密度251

16.8.5 电子的自旋252

16.8.6 泡利不相容原理254

习题16255

思考题16258

17 固体量子理论简介263

17.1 晶体263

17.2 固体的能带结构264

17.2.1 能带264

17.2.2 能带的宽度266

17.2.3 满带 导带和价带266

17.2.4 导体 半导体和绝缘体267

17.3 半导体的电子论268

17.3.1 近满带和空穴268

17.3.2 p型半导体和n型半导体269

17.3.3 p-n结270

17.4 超导电现象272

17.4.1 零电阻272

17.4.2 完全抗磁性273

17.4.3 临界磁场与临界电流273

17.4.4 两类超导体274

17.4.5 BCS理论275

习题17276

思考题17276

18 原子核物理和粒子物理简介278

18.1 原子核的基本性质278

18.1.1 原子核的组成278

18.1.2 原子核的模型280

18.1.3 核力和介子281

18.2 原子核的量子性质282

18.2.1 原子核的自旋282

18.2.2 原子核的磁矩283

18.2.3 核磁共振284

18.3 原子核的放射性衰变285

18.3.1 放射性衰变规律285

18.3.2 α衰变287

18.3.3 β衰变288

18.3.4 γ衰变288

18.4 核裂变和核聚变289

18.4.1 原子核的结合能289

18.4.2 重核的裂变290

18.4.3 轻核的聚变292

18.5 粒子物理简介293

18.5.1 粒子及其分类294

18.5.2 强子的夸克模型295

18.5.3 基本粒子的相互作用298

18.5.4 粒子的对称性和守恒定律299

参考答案302