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第4篇 电磁学4

第9章 电荷与真空中的静电场4

9.1电荷 库仑定律4

9.1.1电荷的量子化4

9.1.2电荷守恒定律4

9.1.3真空中的库仑定律5

9.2电场和电场强度6

9.2.1电场6

9.2.2电场强度6

9.2.3点电荷与点电荷系的电场强度7

9.2.4电场强度的计算9

9.3电通量 真空中静电场的高斯定理12

9.3.1电场线12

9.3.2电通量14

9.3.3真空中静电场的高斯定理15

9.3.4高斯定理的应用16

9.4静电场力的功 真空中静电场的环路定理18

9.4.1静电场力做功的特点19

9.4.2静电场的环路定理19

9.5电势20

9.5.1电势能20

9.5.2电势和电势差21

9.5.3点电荷的电势 电势的叠加原理22

9.5.4电势的计算23

9.6电场强度和电势的关系25

9.6.1等势面25

9.6.2电场强度与电势梯度26

习题927

第10章 导体和电介质中的静电场31

10.1静电场中的导体31

10.1.1导体的静电平衡31

10.1.2静电平衡时导体上的电荷分布32

10.1.3静电屏蔽33

10.2电容及电容器34

10.2.1孤立导体的电容35

10.2.2电容器的电容35

10.2.3几种常见的电容器36

10.2.4电容器的串联和并联37

10.3静电场中的电介质39

10.3.1电介质的极化39

10.3.2电介质对电容器电容的影响40

10.3.3电介质中的静电场41

10.3.4电介质中的高斯定理42

10.4静电场的能量44

10.4.1电容器储存的能量44

10.4.2静电场的能量45

习题1046

第11章 恒定电流与真空中的恒定磁场50

11.1恒定电流和恒定电场 电动势50

11.1.1电流形成的条件50

11.1.2恒定电流和恒定电场51

11.1.3电流和电流密度51

11.1.4欧姆定律的微分形式焦耳-楞次定律的微分形式53

11.1.5电源及电源电动势55

11.2恒定磁场和磁感应强度57

11.2.1磁性起源于电荷的运动57

11.2.2磁场 磁感应强度58

11.3毕奥-萨伐尔定律60

11.3.1毕奥-萨伐尔定律60

11.3.2毕奥-萨伐尔定律应用举例61

11.3.3匀速运动电荷的磁场68

11.4真空中磁场的高斯定理69

11.4.1磁感应线69

11.4.2磁通量70

11.4.3 真空中恒定磁场的高斯定理70

11.5真空中恒定磁场的安培环路定理71

11.5.1恒定磁场的安培环路定理71

11.5.2安培环路定理的应用73

11.6磁场对运动电荷和载流导线的作用76

11.6.1洛伦兹力76

11.6.2带电粒子在磁场中的运动77

11.6.3应用电场和磁场控制带电粒子的实例78

11.6.4安培力81

11.7磁力的功86

11.7.1磁力对运动载流导线的功86

11.7.2磁力矩对转动载流线圈的功86

习题1188

第12章磁介质中的恒定磁场94

12.1磁介质及其磁化94

12.1.1磁介质及其分类94

12.1.2分子磁矩 分子附加磁矩95

12.1.3顺磁质和抗磁质的磁化96

12.1.4磁化强度矢量与磁化电流97

12.2磁介质中的高斯定理和安培环路定理99

12.2.1磁介质中的高斯定理99

12.2.2磁介质中的安培环路定理99

12.3铁磁质102

12.3.1铁磁质的特点102

12.3.2铁磁质的起始磁化曲线 磁滞回线102

12.3.3磁畴103

习题12104

第13章电磁场与麦克斯韦方程组107

13.1电磁感应定律107

13.1.1电磁感应现象107

13.1.2法拉第电磁感应定律108

13.1.3楞次定律108

13.1.4全磁通 感应电流 感应电量110

13.2动生电动势112

13.2.1产生动生电动势的原因——洛伦兹力112

13.2.2动生电动势的计算113

13.3感生电动势115

13.3.1产生感生电动势的原因——感生电场115

13.3.2感生电场及感生电动势的计算116

13.4自感与互感117

13.4.1自感现象 自感系数117

13.4.2自感系数及自感电动势的计算118

13.4.3互感现象及互感系数119

13.4.4互感系数及互感电动势的计算120

13.4.5 LC谐振电路122

13.5磁场的能量123

13.5.1自感线圈的磁能123

13.5.2磁场的能量124

13.6位移电流与电磁场125

13.6.1位移电流的引入126

13.6.2全电流定律127

13.6.3电磁场128

13.7麦克斯韦方程组与电磁波129

13.7.1麦克斯韦方程组129

13.7.2电磁波130

13.7.3平面电磁波的性质130

13.7.4平面电磁波的能量密度和能流密度131

13.7.5电偶极振子发射的电磁波132

13.7.6电磁波谱133

习题13134

第5篇 光学142

第14章 波动光学142

14.1光的相干性142

14.1.1光的电磁理论142

14.1.2光的相干性143

14.1.3普通光源发光微观机制的特点144

14.1.4光程 薄透镜不引起附加光程差145

14.2双缝干涉146

14.2.1杨氏双缝实验146

14.2.2劳埃德镜149

14.3薄膜干涉151

14.3.1薄膜干涉151

14.3.2等厚干涉——劈尖干涉和牛顿环153

14.3.3增反膜和增透膜156

14.3.4等倾干涉157

14.3.5迈克耳孙干涉仪158

14.4单缝衍射和圆孔衍射159

14.4.1惠更斯-菲涅耳原理159

14.4.2单缝夫琅禾费衍射161

14.4.3圆孔衍射和光学仪器的分辨本领165

14.5光栅衍射167

14.5.1衍射光栅167

14.5.2光栅方程169

14.5.3光栅光谱和色分辨本领170

14.6 X射线的衍射172

14.7光的偏振现象173

14.7.1光的偏振态173

14.7.2偏振片 马吕斯定律175

14.8反射和折射时的偏振现象布儒斯特定律177

14.9双折射现象178

14.9.1晶体双折射现象的基本规律178

14.9.2惠更斯对双折射现象的解释180

14.9.3偏振棱镜183

14.10偏振光的干涉 人为双折射现象旋光现象185

14.10.1偏振光的干涉185

14.10.2人为双折射现象186

14.10.3旋光现象188

习题14189

第6篇 量子物理基础196

第15章 早期量子论196

15.1黑体辐射和普朗克量子假设196

15.1.1黑体辐射及其基本规律196

15.1.2普朗克量子假设198

15.2光电效应和光的量子性200

15.2.1光电效应200

15.2.2爱因斯坦光子假说203

15.3康普顿散射205

15.4玻尔氢原子理论208

15.4.1经典氢原子模型209

15.4.2氢原子光谱210

15.4.3玻尔氢原子理论211

习题15214

第16章 量子力学简介217

16.1微观粒子的波粒二象性和不确定关系式217

16.1.1微观粒子的波粒二象性217

16.1.2不确定关系式220

16.2波函数及其统计解释223

16.2.1概率波224

16.2.2态叠加原理227

16.3薛定谔方程228

16.4一维定态问题232

16.4.1一维无限深方势阱232

16.4.2隧道效应235

16.4.3一维谐振子237

16.5原子中的电子 原子的壳层结构239

16.5.1氢原子中电子的波函数及其概率分布239

16.5.2电子的自旋 施特恩-格拉赫实验242

16.5.3泡利原理 多电子原子的壳层结构243

16.5.4元素周期表274

习题16274