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第4篇 波动与波动光学3

第11章 机械振动3

11.1简谐振动3

11.1.1简谐振动的特征及其表达式4

11.1.2简谐振动的振幅、周期及频率5

11.1.3简谐振动的x-t图线6

11.1.4简谐振动的速度和加速度6

11.1.5简谐振动的相位7

11.2旋转矢量法11

11.3简谐振动系统的能量14

11.4简谐振动的合成16

11.4.1同方向同频率的简谐振动的合成17

11.4.2同方向不同频率简谐振动的合成18

11.5阻尼振动 受迫振动21

11.5.1阻尼振动22

11.5.2受迫振动23

11.6共振及其应用24

11.6.1共振25

11.6.2共振的防止26

11.6.3共振的应用26

第12章 机械波28

12.1机械波的几个概念28

12.1.1机械波的产生29

12.1.2机械波的分类30

12.1.3波动的几何描述30

12.1.4波动的物理描述31

12.2平面简谐波的波函数33

12.2.1平面简谐波的波函数表达式33

12.2.2波函数的物理意义34

12.3波的能量 能流密度40

12.3.1波的能量40

12.3.2能量密度42

12.3.3波的能流42

12.4惠更斯原理 波的衍射、反射和折射44

12.4.1惠更斯原理 波的衍射现象44

12.4.2波的折射与反射45

12.5波的叠加 波的干涉47

12.5.1波的叠加原理47

12.5.2波的干涉47

12.6驻波52

12.6.1驻波现象及其特点52

12.6.2驻波的形成53

12.6.3驻波方程53

12.6.4驻波能量54

12.6.5半波损失55

12.6.6弦线上的驻波56

12.7多普勒效应59

12.7.1多普勒公式60

12.7.2冲击波61

12.7.3电磁波的多普勒效应62

12.8超声波与次声波技术63

12.8.1超声波64

12.8.2次声波65

12.9电磁波简介67

12.9.1电磁波谱的产生67

12.9.2电磁波谱68

第13章 波动光学70

13.1相干光70

13.1.1光源71

13.1.2普通光源获得相干光的途径73

13.2杨氏双缝干涉实验 菲涅耳双镜和洛埃镜73

13.2.1杨氏双缝干涉实验及其干涉条纹分析73

13.2.2杨氏双缝干涉条纹的光强分布76

13.2.3菲涅耳双面镜和洛埃镜实验77

13.3光程 薄膜干涉78

13.3.1光程和光程差78

13.3.2透镜不会产生附加相位差81

13.3.3薄膜干涉81

13.3.4增透膜和增反膜83

13.4劈尖 牛顿环85

13.4.1劈尖86

13.4.2牛顿环89

13.5光的衍射93

13.5.1光的衍射现象94

13.5.2惠更斯-菲涅耳原理94

13.5.3菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射95

13.6单缝夫琅禾费衍射95

13.6.1单缝夫琅禾费衍射分析——半波带法95

13.6.2单缝夫琅禾费衍射条纹光强分布97

13.6.3单缝夫琅禾费衍射条纹分布特征98

13.7圆孔的夫琅禾费衍射与光学仪器的分辨本领102

13.7.1圆孔夫琅禾费衍射102

13.7.2光学仪器的分辨本领102

13.8光栅衍射104

13.8.1光栅104

13.8.2光栅的夫琅禾费衍射105

13.8.3光栅的多光束干涉105

13.8.4光栅衍射的光强分布106

13.8.5光线斜入射时的光栅方程107

13.8.6光栅光谱108

13.9光的偏振 马吕斯定律110

13.9.1自然光 偏振光111

13.9.2线偏振光的获得和检验112

13.9.3马吕斯定律113

13.10反射光和折射光的偏振115

13.10.1反射和折射时光的偏振116

13.10.2布儒斯特定律117

13.11双折射现象120

13.11.1光的双折射现象120

13.11.2波片121

13.12光学在工程中的应用122

13.12.1光学瓦斯（CO）检测器122

13.12.2光栅光谱仪123

13.12.3激光的调Q技术123

13.12.4激光加工技术应用简介124

第5篇 近代物理学基础127

第14章 狭义相对论基础127

14.1经典时空观及其局限性127

14.1.1伽利略相对性原理127

14.1.2绝对时空观128

14.1.3光速不变与迈克耳孙-莫雷实验129

14.2狭义相对论时空观130

14.2.1相对论的基本假设131

14.2.2同时的相对性131

14.2.3时间膨胀效应132

14.2.4长度收缩效应133

14.2.5洛伦兹变换134

14.2.6洛伦兹速度变换135

14.2.7狭义相对论的时空观136

14.3相对论动力学138

14.3.1相对论质量138

14.3.2相对论动量及动力学方程139

14.3.3质能关系140

14.3.4核能140

14.3.5核技术应用141

第15章量子物理基础144

15.1黑体辐射 普朗克量子假设144

15.1.1热辐射 黑体145

15.1.2黑体辐射的实验定律146

15.1.3黑体辐射的经典理论与实验曲线的矛盾147

15.1.4普朗克量子假说148

15.2光电效应 光的波粒二象性150

15.2.1光量子150

15.2.2光电效应151

15.2.3光电方程153

15.2.4光的波粒二象性154

15.2.5光电效应在近代技术中的应用155

15.3康普顿效应157

15.3.1康普顿散射实验157

15.3.2康普顿效应的理论解释159

15.3.3康普顿散射的意义和讨论160

15.4氢原子的玻尔理论161

15.4.1玻尔理论的实验基础162

15.4.2玻尔的理论及其困难164

15.4.3玻尔的氢原子理论的意义和困难166

15.5弗兰克-赫兹实验168

15.6德布罗意波 实物粒子的二象性168

15.6.1实物粒子的波动性——德布罗意假设169

15.6.2对粒子波动性的实验验证170

15.6.3物质波的解释——概率波171

15.7海森堡不确定关系174

15.8量子力学简介177

15.8.1波函数和概率密度177

15.8.2薛定谔方程178

15.8.3一维势阱问题180

15.9氢原子的量子理论184

15.9.1氢原子的薛定谔方程185

15.9.2量子化条件和量子数185

15.9.3多电子原子187

15.10近代物理技术在工程中的应用188

15.10.1扫描隧道显微镜188

15.10.2激光技术190

15.10.3超导技术192

15.10.4核磁共振技术193

部分练习题答案197

参考文献206