大学物理教程:下册

前言 版前言 1章 静电场 1 11.1 电荷及其相互作用 1 11.1.1 电荷 1 11.1.2 电荷守恒定律 2 11.1.3 电荷的量子性 2 11.1.4 电荷的相对论不变性 2 11.1.5 库仑定律 2 11.2 电场电场强度 3 11.2.1 电场 3 11.2.2 利用场强叠加原理解电场问题 5 11.3 电场线电通量 8 11.3.1 电场钱 8 11.3.2 电通量 8 11.4 高斯定理 10 11.4.1 高斯是理 10 11.4.2 高斯定理应用举例 11 11.5 静电场的环路定理电势能 14 11.5.1 静电力的功 15 11.5.2 电势能电势 16 11.5.3 电势的计算 17 11.6 等势面场强与电势的关系 20 11.6.1 等势面 20 11.6.2 场强与电势关系 21 11.7 静电场中的电偶极子 23 11.7.1 外电场对电偶极子的力矩和取向作用 23 11.7.2 电偶极子在电场中的电势能和平衡位置 23 习题 23 2章 静电场中的导体和电介质 26 12.1 静电场中的导体 26 12.1.1 导体的静电平衡条件 26 12.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布 27 12.1.3 静电屏蔽 29 12.2 电容电容器 30 12.2.1 孤立导体的电容 30 12.2.2 电容器 31 12.2.3 几种常见电容器电容的计算 31 12.3 静电场中的电介质 33 12.3.1 电介质的电极化 33 12.3.2 电极化的微观机理 33 12.4 电介质中的电场高斯定理电位移 35 12.4.1 电介质中的电场 35 12.4.2 有介质时的高斯定理 35 12.5 电场的能量 38 12.5.1 带电电容器的能量 38 12.5.2 电场的能量 39 习题 41 专题D 大气电场 44 3章 电流和稳恒碰场 49 13.1 恒定电流条件和导电规律 49 13.1.1 电流强度和电流密度 49 13.1.2 电流密度 49 13.1.3 电流的连续性方程稳恒电流 50 13.1.4 稳恒电场的建立 51 13.1.5 欧姆定律的微分形式 52 13.1.6 电功率和焦耳定律 53 13.2 磁感应强度磁场对电流的作用 53 13.2.1 基本磁现象 53 13.2.2 安培定律毕奥-萨伐尔定律 55 13.2.3 磁感强度B的定义 56 13.2.4 毕奥-萨伐尔定律的应用 56 13.3 磁场的基本特征 59 13.3.1 磁感钱磁通量 59 13.3.2 磁场的高斯定理 60 13.3.3 磁场的安培环路定理 61 13.4 磁场对运动电荷的作用 63 13.4.1 带电粒子在磁场中的运动 63 13.4.2 磁场对载流导线的作用 66 13.5 磁介质的磁化 69 13.5.1 顺磁性和抗磁性 69 13.5.2 原子中电子的磁矩 69 13.5.3 磁化强度和磁化电流 70 13.5.4 介质中的磁场 72 习题 74 专题E 晴天大气电导率、体电荷和电流 77 4章 电磁感应 83 14.1 电磁感应的基本定律 83 14.1.1 电磁感应现象 83 14.1.2 楞次定律 84 14.1.3 法拉第电磁感应定律 84 14.2 动生电动势 85 14.2.1 动生电动势 86 14.2.2 洛伦革力传递能量不做功 86 14.3 感生电动势涡旋电场涡旋电流 88 14.3.1 涡旋电场 88 14.3.2 感生电动势 88 14.3.3 涡电流 89 14.4 自感应与互感应 90 14.4.1 自感应 90 14.4.2 互感应 91 14.5 磁场能量磁场能量密度 94 14.6 位移电流电磁场理论 96 14.6.1 问题的提出 96 14.6.2 位移电流的提出 96 14.6.3 全电流安培环路定律 97 14.6.4 麦克斯韦方程组 98 14.6.5 电磁场的物质性 99 习题 100 5章 几何光学 103 15.1 几何光学的基本定律 103 15.1.1 光被与光线 103 15.1.2 几何光学的基本定律 104 15.2 球面反射的成像公式 106 15.3 球面镜成像的作图法 107 15.4 球面镜的横向放大率 108 15.5 球面折射成像 109 15.6 薄透镜 111 15.6.1 傍轴光线条件下的薄透镜物像公式 111 15.6.2 薄透镜焦点和焦距 112 15.6.3 薄透镜成像的作图法 113 15.7 光学仪器 114 15.7.1 眼睛 115 15.7.2 放大镜 115 15.7.3 显微镜 116 15.7.4 望远镜 117 习题 117 6章 光的干涉 119 16.1 光源光的单色性和光的相干性 119 16.1.1 光源 119 16.1.2 光的单色性 119 16.1.3 光的相干性 120 16.2 双缝干涉 121 16.2.1 杨氏双缝干涉 121 16.2.2 菲涅耳双面镜实验 125 16.2.3 劳埃德镜实验 126 16.2.4 于涉条纹可见度 127 16.3 光程与光程差 127 16.3.1 光程 127 16.3.2 光程差 127 16.3.3 薄透镜不引起附加光程差 128 16.4 薄膜于涉 128 16.4.1 薄膜干涉 128 16.4.2 等倾干涉(膜为平行平面) 130 16.4.3 等厚干涉(膜的上下两个表面不平行) 132 16.4.4 干涉仪 135 习题 137 7章 班的衍射 139 17.1 光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理 139 17.1.1 光的衍射现象 139 17.1.2 惠更斯-菲捏耳原理 139 17.1.3 衍射的分类 140 17.2 单缝的夫琅禾费衍射 140 17.2.1 单缝的夫琅禾费衍射 140 17.2.2 光强的计算一一振幅矢量法 143 17.3 圆孔衍射光学仪器的分辨率 146 17.3.1 圃孔的夫琅禾费街射 146 17.3.2 光学仪器的分辨率 147 17.4 平面衍射光栅 148 17.4.1 平面衍射光栅 148 17.4.2 光栅衍射条纹的形成 149 17.4.3 光栅光谱 152 17.4.4 光线斜人射时的光栅方程、相控阵雷达 154 17.5 X射线的衍射 156 17.5.1 布拉格方程 156 17.5.2 X射线衍射与普通光栅衍射的区别 157 习题157 8章 班的偏振 159 18.1 自然光和偏振光马日斯定律 159 18.1.1 自然光 159 18.1.2 线偏振光部分偏振光 160 18.1.3 圃偏振光和椭圆偏振光 160 18.1.4 偏振片的起偏和检偏 160 18.1.5 马吕斯定律 162 18.2 反射和折射时光的偏振 164 18.2.1 布儒斯特定律 164 18.2.2 玻璃堆法(获得偏振光方法) 165 18.3 光的双折射 167 18.3.1 光的双折射现象 167 18.3.2 惠更斯原理在双折射中的应用 168 18.3.3 尼科耳棱镜 169 18.3.4 二向色性 170 18.4 偏振光的干涉及应用 170 18.4.1 偏振光的干涉条件分析 170 18.4.2 偏振光的干涉加强和减弱的条件 171 18.5 光的吸收色散和散射 171 18.5.1 光的吸收 171 18.5.2 光的鱼散 172 18.5.3 光的散射 173 习题 174 专题F 大气散射的基本理论与现象 175 9章 阜期量子论和量子力学基础 180 19.1 热辐射普朗克的量子假说 180 19.1.1 热辐射 180 19.1.2 基尔霍夫辐射定律 180 19.1.3 黑体辐射实验定律 181 19.1.4 普朗克能量子假说普朗克公式 183 19.2 光电效应爱因斯坦的光子理论 187 19.2.1 光电效应的实验规律 187 19.2.2 光的波动说的缺陷 188 19.2.3 爱因斯坦光子理论(1905年）188 19.3 康普顿效应 190 19.3.1 康普顿实验 190 19.3.2 康普顿效应的量子解释 191 19.4 氢原子光谱玻尔的氢原子理论 193 19.4.1 氢原子光谱的实验规律 193 19.4.2 玻尔的氢原子理论 196 19.5 德布罗意波波粒二象性 199 19.5.1 德布罗意波 199 19.5.2 戴维孙-草末实验 199 19.5.3 微观粒子的波粒二象性 200 19.6 不确定度关系 204 19.7 波画数薛定海方程 206 19.7.1 披函数及其统计解释 206 19.7.2 薛定海方程 207 19.8 势阱中的粒子 209 19.8.1 一维元限深势阱 209 19.8.2 一维方势垒隧道效应 212 19.8.3 一维谐振子 214 19.9 氢原子的量子理论 215 19.9.1 氢原子的定态薛定诗方程 215 19.9.2 量于化条件和量子数 216 19.9.3 基态径向披函数和电子分布概率 217 19.10 电子的自旋原子的电子壳层结构 218 19.10.1 施特恩-格拉赫实验 218 19.10.2 电子的自旋 219 19.10.3 原子的壳层结构 220 习题 222 第20章 固体和激光的量子理论筒介 224 20.1 晶体 224 20.1.1 关于晶体的基本概念和方法 224 20.1.2 一些品格的实例 224 20.1.3 确定晶格的常用方法——X射线衍射 225 20.2 晶体的结合类型 226 20.3 能带 227 20.3.1 电子共有化 227 20.3.2 能带的形成 228 20.3.3 金属的自由电子模型 229 20.3.4 满带、导带和禁带 230 20.3.5 导体、半导体和绝缘体 231 20.4 半导体 232 20.4.1 本征半导体与杂质半导体 232 20.4.2 pn结 233 20.4.3 半导体的光敏与热敏特性 234 20.5 超导电性 235 20.5.1 超导现象与发展筒史 235 20.5.2 超导体的特性 236 20.5.3 BCS理论简介 238 20.5.4 超导电性的应用前景 238 20.6 团簇和纳米材料 239 20.6.1 团簇或纳米材料 239 20.6.2 纳米粒子的性质 239 20.6.3 纳米技术的应用及其前景 241 20.7 激光 245 20.7.1 自发辐射与受激辐射 246 20.7.2 产生激光的基本条件 246 20.7.3 激光的特性和应用 249 习题 249 第21章 核物理与粒子物理简介 251 21.1 原子核的基本性质 251 21.1.1 原子核的成分与电荷 251 21.1.2 原子核的大小与密度 251 21.1.3 原子核的自旋和磁矩 252 21.1.4 核磁共振 253 2l.2 原子核的结合能和核力 254 21.2.1 原子核的质量亏损和结合能 254 21.2.2 核力 255 21.3 原子核的衰变 256 21.3.1 α、β和γ衰变 256 21.3.2 放射性衰变定律 258 21.3.3 放射性强度 258 2l.4 粒子物理 259 21.4.1 粒子的性质 260 21.4.2 粒子间的相互作用 261 21.4.3 夸克模型 262 习题 264 部分习题参考答案 265 参考文献 271 附录 常用物理基本常数 272