大學物理（下冊）

目錄
前言
第9章 穩(wěn)恒電流 1
9.1 電流強度和電流密度 1
9.1.1 電流 1
9.1.2 電流密度 2
9.1.3 穩(wěn)恒電流的條件 3
9.1.4 穩(wěn)恒電流的電流密度 4
9.2 歐姆定律的微分形式 4
9.3 電源電動勢 5
9.4 全電路歐姆定律 7
習題 9
第10章 穩(wěn)恒磁場 10
10.1 磁現(xiàn)象及其描述 11
10.1.1 基本的磁現(xiàn)象 11
10.1.2 磁場 磁感應(yīng)強度 13
10.2 畢奧-薩伐爾定律及其應(yīng)用 16
10.2.1 畢奧-薩伐爾定律 16
10.2.2 畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用 17
*10.2.3 鏡像對稱電流元定理 22
10.2.4 運動電荷產(chǎn)生的磁場 23
10.3 磁感線 磁通量 磁場的高斯定理 24
10.3.1 磁感線 24
10.3.2 磁通量 25
10.3.3 磁場的高斯定理 26
10.4 磁場的安培環(huán)路定理及應(yīng)用舉例 27
10.4.1 磁場的安培環(huán)路定理 27
10.4.2 磁場的安培環(huán)路定理應(yīng)用舉例 31
10.5 洛倫茲力及其應(yīng)用 36
10.5.1 洛倫茲力 36
10.5.2 洛倫茲力的應(yīng)用 38
10.6 磁場對電流的作用 48
10.6.1 安培力 48
10.6.2 安培定律的應(yīng)用 50
10.6.3 磁力的功 58
10.7 磁介質(zhì)中的磁場 58
10.7.1 磁介質(zhì)的分類 59
10.7.2 原子中電子的磁矩 分子磁矩 60
10.7.3 順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化機制 62
10.7.4 磁化電流 磁化強度 63
10.7.5 存在磁介質(zhì)時的磁場的基本規(guī)律 66
10.7.6 鐵磁質(zhì) 69
【閱讀材料】——磁單極子 74
習題 76
第11章 電磁感應(yīng) 83
11.1 電磁感應(yīng)定律 84
11.1.1 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程 84
11.1.2 產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾個典型實驗 84
11.1.3 感應(yīng)電動勢大小和方向的判定 85
11.2 動生電動勢 90
11.2.1 從宏觀運動導線切割磁感線描述動生電動勢 90
11.2.2 從微觀角度分析動生電動勢產(chǎn)生的原因 90
11.2.3 從功能轉(zhuǎn)化角度理解動生電動勢 91
11.2.4 動生電動勢應(yīng)用舉例 91
11.3 感生電動勢 95
11.3.1 產(chǎn)生感生電動勢的原因——感應(yīng)電場 95
11.3.2 感應(yīng)電場的應(yīng)用 97
11.4 自感與互感 磁場的能量 102
11.4.1 自感電動勢 102
11.4.2 磁場的能量 104
11.4.3 互感現(xiàn)象 106
11.5 電磁場理論的基本概念 108
11.5.1 變化的電場產(chǎn)生磁場——位移電流 108
11.5.2 電磁場 麥克斯韋方程組 112
11.5.3 電磁波 114
【閱讀材料】——超導與超導磁懸浮 115
習題 117
第五篇 光 學
第12章 幾何光學 127
12.1 幾何光學的基本定律 128
12.1.1 幾何光學的四個基本定律 128
12.1.2 費馬原理 129
12.1.3 單心光束 實像和虛像 130
12.1.4 光在平面上的反射和折射 130
12.2 光在球面上的反射和折射 132
12.2.1 球面反射對光束單心性的破壞 133
12.2.2 近軸光線下球面反射的物像公式 134
12.2.3 球面折射對光束單心性的破壞 134
12.2.4 近軸光線下球面折射的物像公式 135
12.2.5 共軸球面系統(tǒng)的成像公式 136
12.3 薄透鏡 136
12.3.1 近軸條件下薄透鏡的物像公式 136
12.3.2 薄透鏡作圖求像法 138
【閱讀材料】 140
習題 142
第13章 光的干涉 143
13.1 光的相干性 144
13.1.1 光是電磁波 144
13.1.2 相干光 146
13.1.3 相干光的獲得 147
13.1.4 干涉加強或減弱的條件 147
13.1.5 光源的相干長度 149
13.2 楊氏雙縫干涉 150
13.2.1 實驗裝置 150
13.2.2 楊氏雙縫干涉的條紋分布及其特征 151
13.2.3 其他雙縫型的干涉實驗 153
13.3 光程與光程差 155
13.3.1 光程 155
13.3.2 光程差 156
13.3.3 透鏡不引起額外的光程差 156
13.4 薄膜干涉 158
13.4.1 薄膜等傾干涉 158
13.4.2 薄膜等厚干涉 163
13.5 邁克耳孫干涉儀 168
【閱讀材料】——Morpho 蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)色 171
習題 173
第14章 光的衍射 178
14.1 光的衍射現(xiàn)象 惠更斯-菲涅耳原理 179
14.1.1 光的衍射現(xiàn)象 179
14.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 180
14.1.3 衍射現(xiàn)象的分類 180
14.2 夫瑯禾費單縫衍射 181
14.2.1 菲涅耳半波帶法 182
14.2.2 旋轉(zhuǎn)矢量法 183
14.2.3 條紋分布及間距 186
14.2.4 單縫衍射特征 187
14.2.5 衍射和干涉的區(qū)別與聯(lián)系 187
14.3 光柵衍射 188
14.3.1 光柵 188
14.3.2 光柵衍射現(xiàn)象 189
14.3.3 光柵衍射圖樣的形成 190
14.4 夫瑯禾費圓孔衍射 光學儀器的分辨本領(lǐng) 195
14.4.1 夫瑯禾費圓孔衍射 195
14.4.2 光學儀器的分辨本領(lǐng) 196
【閱讀材料】 198
習題 200
第15章 光的偏振 204
15.1 自然光與偏振光 205
15.1.1 自然光 205
15.1.2 線偏振光 206
15.1.3 部分偏振光 207
15.2 偏振片的起偏與檢偏 馬呂斯定律 207
15.2.1 偏振片的起偏與檢偏 207
15.2.2 馬呂斯定律 209
15.3 反射和折射時光的偏振 布儒斯特定律 210
15.3.1 反射和折射時光的偏振 210
15.3.2 布儒斯特定律 211
15.4 光通過晶體時的偏振現(xiàn)象 212
15.4.1 雙折射現(xiàn)象 o 光和e 光 212
15.4.2 晶體光學器件 213
15.5 偏振光的應(yīng)用 214
15.5.1 偏振片的應(yīng)用 214
15.5.2 光彈性效應(yīng) 215
15.5.3 電光效應(yīng) 216
15.5.4 旋光效應(yīng) 217
【閱讀材料】——液晶的電光效應(yīng)及其應(yīng)用 217
習題 219
第六篇 近代物理學
第16章 相對論基礎(chǔ) 223
16.1 經(jīng)典力學的相對性原理 伽利略變換 224
16.1.1 絕對的時空觀 224
16.1.2 經(jīng)典力學的相對性原理 224
16.1.3 伽利略變換 225
16.1.4 伽利略變換遇到的困難 226
16.1.5 邁克耳孫-莫雷實驗 227
16.2 狹義相對論的兩條基本假設(shè)和時空觀 229
16.2.1 狹義相對論的兩條基本假設(shè) 229
16.2.2 狹義相對論的時空觀 230
16.3 洛倫茲變換 235
16.3.1 洛倫茲坐標和時間變換 235
16.3.2 時間順序的相對性 237
16.3.3 相對論速度變換 239
16.4 狹義相對論動力學基礎(chǔ) 241
16.4.1 相對論質(zhì)量 241
16.4.2 相對論動力學基本方程 243
16.4.3 相對論動能 243
16.4.4 相對論能量 質(zhì)能關(guān)系式 243
16.4.5 動量和能量的關(guān)系 244
16.5 廣義相對論簡介 245
16.5.1 等效原理和廣義相對性原理 245
16.5.2 廣義相對論的可觀測效應(yīng) 248
【閱讀材料】——黑洞 252
習題 256
第17章 早期的量子論 258
17.1 黑體輻射和普朗克能量子假說 259
17.1.1 熱輻射的單色輻射出射度 259
17.1.2 絕對黑體熱輻射的實驗規(guī)律和經(jīng)典理論的困難 260
17.1.3 普朗克能量子假說 263
17.1.4 對應(yīng)原理 263
17.2 光電效應(yīng) 264
17.2.1 光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 264
17.2.2 經(jīng)典理論的困難 266
17.2.3 愛因斯坦光量子假說以及對光電效應(yīng)實驗的解釋 266
17.3 光的波粒二象性 268
17.4 康普頓效應(yīng) 270
17.4.1 康普頓效應(yīng)的實驗規(guī)律 270
17.4.2 經(jīng)典理論的困難 271
17.4.3 康普頓效應(yīng)的正確解釋 271
17.5 氫原子的玻爾理論 274
17.5.1 氫原子光譜的實驗規(guī)律 274
17.5.2 盧瑟福的原子核式模型 275
17.5.3 氫原子的玻爾理論 275
17.5.4 弗蘭克-赫茲實驗 278
【閱讀材料】——光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用 280
習題 281
第18章 量子力學基礎(chǔ) 283
18.1 實物粒子的波粒二象性 284
18.1.1 德布羅意假設(shè) 284
18.1.2 電子衍射實驗 285
18.2 微觀粒子的狀態(tài)描述 287
18.2.1 概率波 287
18.2.2 不確定性原理 290
18.2.3 波函數(shù) 293
18.3 微觀粒子的運動方程 294
18.3.1 定態(tài)薛定諤方程 295
18.3.2 一維定態(tài)問題 298
18.4 氫原子 電子自旋 四個量子數(shù) 303
18.4.1 氫原子 303
18.4.2 電子自旋 305
18.4.3 四個量子數(shù) 306
18.5 原子的殼層結(jié)構(gòu) 307
18.5.1 泡利不相容原理 307
18.5.2 能量最小原理 308
【閱讀材料】——“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星 308
習題 311
第19章 激光 312
19.1 自發(fā)輻射 受激輻射 受激吸收 313
19.1.1 自發(fā)輻射 313
19.1.2 受激輻射 314
19.1.3 受激吸收 314
19.2 激光器的基本原理 315
19.2.1 粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 315
19.2.2 光增益 316
19.2.3 激光的產(chǎn)生過程 317
19.2.4 諧振腔 318
19.2.5 激光形成的閾值條件 319
19.3 激光的縱模 319
19.4 激光的特性與應(yīng)用 321
19.4.1 激光的特性 321
19.4.2 激光的應(yīng)用 322
【閱讀材料】——激光冷卻與捕陷原子 322
習題 325
第20章 固體中的電子 326
20.1 自由電子按能量的分布 327
20.1.1 電子共有化 自由電子 327
20.