大学物理:下册

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 洛伦兹公式 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 38 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 43 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 69 13.1 波动的基本概念 69 13.1.1 机械波的形成 69 13.1.2 波动的分类 70 13.1.3 描述波动的物理量 70 13.2 平面简谐波的波函数 71 13.2.1 波函数概述 71 13.2.2 波函数的物理意义 72 13.3 波的能量 74 13.3.1 波的能量分布 74 13.3.2 平均能流和能流密度 75 13.4 波的叠加、干涉和驻波 75 13.4.1 波的叠加原理 75 13.4.2 波的干涉 76 13.4.3 驻波 77 13.5 惠更斯原理和波的衍射 80 13.5.1 惠更斯原理 80 13.5.2 用惠更斯原理解释波的衍射现象 80 13.6 多普勒效应 81 13.7 平面电磁波 84 13.7.1 电磁波的产生与传播 84 13.7.2 平面电磁波的特性 86 13.7.3 电磁波的能量 87 13.7.4 电磁波谱 88 本章小结 89 习题 90 第14章 光学 93 14.1 几何光学简介 94 14.1.1 光的传播规律 94 14.1.2 全反射 96 14.1.3 光在平面上的反射和折射 96 14.1.4 光在球面上的反射和折射 97 14.1.5 薄透镜 104 14.1.6 光学仪器 109 14.2 光源与光的相干性 112 14.2.1 光源、光的颜色、光谱和光强 112 14.2.2 光的相干性 113 14.2.3 相干光的获得方法 114 14.3 双缝干涉 115 14.3.1 杨氏双缝实验 115 14.3.2 杨氏双缝干涉的光强分布 116 14.3.3 缝宽对干涉条纹的影响与空间相干性 117 14.3.4 双镜 118 14.3.5 洛埃镜 118 14.3.6 光源的相干长度 120 14.4 光程与光程差 121 14.4.1 光程 121 14.4.2 光程差 122 14.4.3 物像之间的等光程性 122 14.4.4 反射光的相位突变和附加光程差 123 14.5 薄膜干涉 123 14.5.1 等倾干涉 124 14.5.2 增透膜与增反膜 126 14.5.3 等厚干涉条纹 127 14.6 迈克尔逊干涉仪 131 14.7 光的衍射 134 14.7.1 光的衍射现象 134 14.7.2 惠更斯-菲涅耳原理 134 14.7.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 135 14.8 单缝衍射 135 14.9 圆孔衍射与光学仪器的分辨率 140 14.10 光栅衍射 141 14.10.1 光栅衍射的形成 141 14.10.2 光栅方程 142 14.10.3 光栅衍射的强度分布 142 14.10.4 缺级 144 14.10.5 光栅光谱 145 *14.10.6 光栅的分辨本领 147 14.10.7 干涉和衍射的区别与联系 148 14.11 X射线的衍射 149 14.12 光的偏振性与马吕斯定律 151 14.12.1 自然光与偏振光 151 14.12.2 偏振片、起偏与检偏 152 14.12.3 马吕斯定律 153 14.13 反射光和折射光的偏振 154 14.14 光的双折射 156 14.14.1 寻常光和非常光 156 14.14.2 光轴与主平面 157 14.14.3 单轴晶体的子波波阵面 157 14.14.4 惠更斯原理在双折射现象中的应用 158 14.14.5 晶体的二向色性和偏振片 159 14.15 偏振光的干涉与人为双折射 160 14.15.1 偏振光的干涉 160 14.15.2 人为双折射 161 14.16 旋光性 164 14.17 现代光学简介 166 14.17.1 傅里叶光学 166 14.17.2 全息照相 167 14.17.3 非线性光学 168 本章小结 169 习题 172 第15章 相对论 179 15.1 伽利略时空变换与牛顿力学时空观 180 15.1.1 伽利略时空变换 180 15.1.2 牛顿力学时空观 181 15.2 迈克尔逊-莫雷实验 181 15.3 相对论的基本原理和洛伦兹变换 183 15.3.1 相对论的基本原理 183 15.3.2 洛伦兹时空变换 184 15.3.3 洛伦兹速度变换 186 15.4 相对论的时空观 187 15.4.1 同时的相对性 187 15.4.2 时间延迟 188 15.4.3 长度收缩 189 15.5 相对论动力学 190 15.5.1 动量与质量 190 15.5.2 动能和能量 191 15.5.3 能量和动量的关系 192 *15.6 广义相对论简介 193 15.6.1 广义相对论的等效原理 193 15.6.2 广义相对性原理 194 15.6.3 广义相对论时空特性的几个例子 195 本章小结 196 习题 198 第16章 量子物理 201 16.1 黑体辐射与普朗克能量子假设 201 16.1.1 黑体与黑体辐射 201 16.1.2 黑体辐射的实验规律 202 16.1.3 黑体辐射的理论解释 203 16.2 光电效应、爱因斯坦光量子假设 206 16.2.1 光电效应的实验规律 206 16.2.2 光子与爱因斯坦方程 207 16.2.3 光的波粒二象性 208 16.3 康普顿效应 209 16.3.1 康普顿效应的实验规律 209 16.3.2 康普顿效应的量子解释 210 16.4 氢原子的量子理论 212 16.4.1 氢原子光谱的规律 212 16.4.2 卢瑟福的有核模型 213 16.4.3 玻尔的氢原子理论 214 16.5 德布罗意波 216 16.5.1 德布罗意假设 216 16.5.2 德布罗意波的实验验证 218 16.6 不确定关系 219 16.7 量子力学简介 220 16.7.1 波函数与概率密度 220 16.7.2 薛定谔方程 221 16.7.3 一维无限深方势阱 223 16.7.4 一维方势垒、隧道效应 224 16.8 氢原子的量子理论 226 16.8.1 氢原子的定态薛定谔方程 226 16.8.2 三个量子数 227 16.8.3 基态波函数 228 16.9 电子的自旋及电子分布 229 16.9.1 电子的自旋 229 16.9.2 电子在原子中的分布 230 *16.10 激光 231 16.10.1 自发辐射和受激辐射 232 16.10.2 激光原理 232 16.10.3 激光器 234 16.10.4 激光器的特性和应用 235 *16.11 固体物理简介 236 16.11.1 固体的能带 236 16.11.2 半导体 237 16.11.3 PN结 239 *16.12 超导体 239 16.12.1 超导体的基本电磁学性质 240 16.12.2 超导体电性的BCS理论 240 16.12.3 超导体的应用 241 本章小结 242 习题 246