大學物理（下冊）

目 錄
前 言
第5部分 電磁學
第10章 真空中的靜電場 3
10.1 電荷和庫侖定律 4
10.1.1 電荷電荷守恒定律 4
10.1.2 庫侖定律 6
10.1.3 靜電力疊加原理 7
10.2 電場和電場強度 7
10.2.1 電場和電場強度 7
10.2.2 電場強度的計算 8
10.2.3 電偶極子 9
10.3 靜電場線及電通量 13
10.3.1 電場線 13
10.3.2 電通量 14
10.4 靜電場的高斯定理17
10.4.1 高斯定理 17
10.4.2 高斯定理的應用 20
10.5 靜電場的環(huán)路定理和電勢能 23
10.5.1 靜電場力做的功 23
10.5.2 靜電場環(huán)路定理 24
10.5.3 電勢能 25
10.6 電勢 26
10.6.1 電勢26
10.6.2 電勢的計算 27
10.7 電場強度與電勢梯度 31
10.7.1 等勢面 31
10.7.2 電場強度與電勢梯度 32
習題 35
氣象物語E 大氣電荷 大氣電流 38
E.1 太氣電荷 38
E.2 晴天大氣電流 39
第11章 靜電場中的導體和電介質(zhì) 41
11.1 靜電場中的導體 41
11.1.1 導體的靜電平衡 41
11.1.2 靜電平衡時導體上的電荷分布 42
11.1.3 空腔導體 44
11.1.4 靜電屏蔽 45
11.2 電容電容器 47
11.2.1 孤立導體的電容 47
11.2.2 電容器 48
11.2.3 幾種常見電容器電容的計算 49
11.2.4 電容器的申、并聯(lián) 51
11.3 靜電場中的電介質(zhì) 52
11.3.1 電介質(zhì)對電容器電容的影響 52
11.3.2 電介質(zhì)的電極化 53
11.3.3 極化強度 55
11.3.4 極化電荷與自由電荷的關系 56
1 1.4 有電介質(zhì)時的高斯定理 57
1 1. 5 靜電場的能量 60
11.5.1 帶電電容器中的能量 60
11.5.2 靜電場的能量能量密度 61
習題 63
氣象物語F 大氣靜電場 67
F.1 大氣靜電場 67
F.2 大氣靜電場的測量 69
第12章 電流和恒定磁場 71
12.1 恒定電流條件和導電規(guī)律 71
12.1.1 電流強度和電流密度 71
12.1.2 電流連續(xù)性方程恒定電流 73
12.1.3 恒定電場的建立 74
12.1.4 歐姆定律的微分形式 75
12.1.5 電功率和焦耳定律 76
12.2 磁場磁感應強度 77
12.2.1 基本磁現(xiàn)象 77
12.2.2 磁感應強度 78
12.2.3 磁感應線 79
12.3 畢奧薩伐爾定律與應用 80
12.3.1 畢奧薩伐爾定律 80
12.3.2 畢奧薩伐爾定律的應用 81
12.4 磁場的高斯定理安培環(huán)路定理 84
12.4.1 磁通量 84
12.4.2 磁場的高斯定理 85
12.4.3 安培環(huán)路定理 86
12.4.4 安培環(huán)路定理的應用 87
12.5 磁場對運動電荷的作用 89
12.5.1 帶電粒子在磁場中的運動 89
12.5.2 霍爾效應 92
12.6 磁場對載流導線的作用 93
12.6.1 安培力 93
12.6.2 兩平行載流長直導線的相互作用 95
12.6.3 磁場對載流線圈的作用 95
12.7 磁介質(zhì)的磁化 97
12.7.1 順磁性和抗磁性 97
12.7.2 原子中電子的磁矩 97
12.7.3 磁化強度和磁化電流 98
12.7.4 磁介質(zhì)中的磁場 100
習題 102
第13章 電磁感應電磁場 108
13.1 電磁感應的基本定律 108
13.1.1 電磁感應現(xiàn)象 108
13.1.2 法拉第電磁感應定律 109
13.1.3 楞次定律 110
13.2 動生電動勢 113
13.2.1 動生電動勢 113
13.2.2 格倫茲力傳遞能量 114
13.3 感生電動勢感生電場 116
13.3.1 感生電場 116
13.3.2 感生電動勢 117
13.3.3 渦電流 118
13.4 自感與互感 119
13.4.1 自感 119
13.4.2 互感 121
13.5 磁場的能量磁場能量密度 123
13.5.1 自感磁能 123
13.5.2 磁場的能量磁場肯握密度 124
13.6 位移電流電磁場理論 125
13.6.1 位移電流 126
13.6.2 全電流安培環(huán)路定理 127
13.6.3 麥克斯韋方程組 128
習題 129
第6部分 光學
第14章 幾何光學簡介 139
14.1 兒何光學的基本定律 140
14.1.1 光波和光線 140
14.1.2 基本定律 141
14.2 光在平面上的反射和折射成像 144
14.2.1 平面反射成像 144
14.2.2 平面折射成像 144
14.3 光在球面上的反射和折射成像 145
14.3.1 球面鏡反射成像 145
14.3.2 球面折射成像 147
14.4 薄透鏡成像 149
14.4.1 傍軸光線薄透鏡成像公式 149
14.4.2 橫向放大率 150
14.4.3 焦點和焦距 151
14.4.4 薄透鏡成像作圈法 152
14.5 光學儀器 153
14.5.1 眼睛 153
14.5.2 放大鏡 154
14.5.3 顯微鏡154
14.5.4 望遠鏡 156
習題 156
第15章 光的干涉 158
15.1 光源和光的相干疊加 158
15.1.1 光源 158
15.1.2 光的單色性 159
15.1.3 相干光的獲得 159
15.1.4 相干疊加與非相干疊加 159
15.2 分波前干涉(雙縫干涉) 161
15.2.1 楊氏雙縫干涉 161
15.2.2' 其他分波前干涉裝置 165
15.2.3 干涉條紋可見度 167
15.3 光程與光程差 167
15.3.1 光程 167
15.3.2 光程差 168
15.3.3 薄透鏡不引起附加光程差 168
15.4 分振幅干涉(薄膜干涉) 169
15.4.1 薄膜干涉 169
15.4.2 等傾干涉(膜上、下表面平行) 171
15.4.3 等厚干涉(膜上、下表面不平行) 174
15.4.4 邁克耳孫干涉儀 178
習題 180
第16章 光的衍射 183
16.1 光衍射的基本定律 184
16.1.1 光的衍射現(xiàn)象 184
16.1.2 惠更斯菲涅耳原理 184
16.1.3 衍射的分類 185
16.2 單縫夫瑯禾費衍射 186
16.2.1 實驗描述 186
16.2.2 半波帶法分析 186
16.2.3 振幅矢量法分析 189
16.3 圓孔夫瑯禾費衍射 192
16.3.1 實驗裝置和現(xiàn)象 192
16.3.2 瑞利判據(jù)和光學儀器的分辨率 193
16.4 平面衍射光柵 195
16.4.1 光柵常數(shù) 196
16.4.2 光柵衍射圖樣 196
16.5 X 射線衍射 201
16.5.1 實驗裝置 201
16.5.2 布拉格方程 201
習題 203
第四章光的偏振及吸收 205
17.1 自然光和偏振光馬呂斯定律 205
17.1.1 自然光 205
17.1.2 線偏振光部分偏振光 206
17.1.3 圓偏振光橢圓偏振光 206
17.1.4 偏振片起偏和檢偏 207
17.1.5 馬呂斯定律 208
17.2 反射光和折射光的偏振 210
17.2.1 布儒斯特定律 210
17.2.2 玻璃堆起偏 211
17.3 晶體的雙折射 212
17.3.1 雙折射效應 212
17.3.2 惠更斯原理解釋雙折射現(xiàn)象 214
17.3.3 晶體光學器件 215
17.4 偏振光的干涉 216
17.4.1 偏振光干涉原理 216
17.4.2 干涉加強和減弱條件 217
17.4.3 偏振干涉的應用 217
17.5 光的吸收、散射和色散 218
17.5.1 光的吸收 219
17.5.2 光的散射 220
17.5.3 光的色散 221
習題 222
氣象物語G 大氣散射現(xiàn)象與基本理論簡介 223
G.1 瑞利分子散射 223
G.2 球形粒子光散射的米民理論 224
G.3 非球形粒子的光散射 225
G.4 大氣層中常見的光學現(xiàn)象 225
第7部分 近代物理Ⅱ
第18章 波與粒子 231
18.1 熱輻射普朗克的量子假設 231
18.1.1 熱輻射 231
18.1.2 基爾霍夫輻射定律 231
18.1.3 黑體輻射實驗定律 232
18.1.4 大氣輻射簡介 235
18.1.5 普朗克量子假設 235
18.2 光電效應愛因斯坦的光子理論 238
18.2.1 光電效應的實驗規(guī)律 238
18.2.2 光的波動說的缺陷 240
18.2.3 愛因斯坦的光電效應方程 241
18.2.4 光的波粒二象性 242
18.3 康普頓效應 244
18.3.1 康普頓實驗 244
18.3.2 康普頓效應的量子解釋 244
18.4 氫原子光譜玻爾的氫原子理論 248
18.4.1 氫原子光譜的規(guī)律性 248
18.4.2 玻爾的氫原子理論 249
18.5 德布羅意波 波粒二象性 253
18.5.1 德布羅意波 253
18.5.2 戴維列革末實驗 253
18.5.3 微觀粒子的波粒二象性 254
18.6 不確定度關系 258
習題 261
第四章 量子力學基礎 263
19.1 波函數(shù)薛定誨方程 263
19.1.1 波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋 263
19.1.2 薛定誨方程 264
19.2 勢阱中的粒子 266
19.3 一維方勢壘隧道效應 271
19.4* 一維諧振子 273
19.5 氫原子的量子理論 274
19.5.1 氫原子的定態(tài)薛定誨方程 274
19.5.2 量子化條件和量子數(shù) 275
19.5.3 基態(tài)徑向波函數(shù)和電子分布概率 276
19.6 電子的自旋原子的電子殼層結(jié)構 278
19.6.1 施特恩格拉赫實驗 278
19.6.2 電子的自旋 279
19.6.3 原子的殼層結(jié)構 281
習題 282
部分習題參考答案 283
參考文獻 291