物理学的理论与方法、历史与前沿

第3篇电 磁 学

第13章静电场

13.1电磁学的起源

13.1.1中国古代电学和磁学的成就

13.1.2近代对电的认识的发展

13.2库仑定律

13.2.1平方反比关系的提出

13.2.2卡文迪什的论证

13.2.3库仑扭秤实验

13.2.4叠加原理

13.3电场电场强度

13.3.1超距作用与近距作用之争

13.3.2电场强度的定义

13.3.3电场强度叠加原理

13.3.4场强的计算

13.4高斯定理

13.4.1电场线

13.4.2电通量

13.4.3高斯定理

13.5高斯定理的应用

.13.5.1利用高斯定理求静电场的分布

13.5.2求解有导体存在时的电场和电荷分布

13.5.3电场线性质的证明

13.6电势

13.6.1静电场的环路定理

13.6.2电势差和电势

13.6.3电势叠加原理

13.7电场的能量

13.7.1电容器

13.7.2电容器的静电能

13.7.3电场的能量

思考题

习题

第14章磁场

14.1稳恒电流电动势

14.1.1电流强度电流密度

14.1.2电流的连续方程稳恒条件

14.1.3欧姆定律

14.1.4电动势

14.2磁场磁感应强度

14.2.1电流磁效应的发现

14.2.2磁场

14.2.3磁感应强度

14.3毕奥踩伐尔定律

14.3.1毕奥踩伐尔定律的发现

14.3.2运动电荷的磁场

14.3.3毕奥踩伐尔定律的应用

14.4磁通量磁场的"高斯定理"

14.4.1磁感应线

14.4.2磁通量

14.4.3磁场的"高斯定理"

14.5安培环路定理

14.5.1安培环路定理的表述和证明

14.5.2安培环路定理应用举例

14.6磁场对运动电荷的作用

14.6.1洛伦兹力

14.6.2带电粒子在均匀磁场中的运动

14.6.3质谱仪

14.6.4回旋加速器

14.6.5非均匀磁场的磁约束

14.7磁场对载流导线的作用

14.7.1安培力

14.7.2平行无限长直电流间的相互作用力

14.7.3载流线圈在均匀磁场中所受的力矩

思考题

习题

第15章电磁感应

15.1电磁感应定律的建立

15.1.1电磁感应现象的发现

15.1.2法拉第的科学思想方法

15.1.3亨利和楞次的贡献

15.1.4法拉第电磁感应定律

15.2动生电动势和感生电动势

15.2.1动生电动势

15.2.2感生电动势感生电场

15.3互感与自感

15.3.1互感

15.3.2自感

15.4磁场的能量

15.4.1自感磁能

15.4.2磁场的能量

思考题

习题

第16章电磁场和电磁波

16.1位移电流

16.2麦克斯韦电磁场理论的建立

16.2.1法拉第观念的数学表示

16.2.2场的概念与电磁场方程组

16.2.3麦克斯韦的科学思想方法

16.3电磁波

16.3.1赫兹实验

16.3.2电磁波的性质

16.3.3光的电磁理论

16.3.4电磁波谱

思考题

习题

第4篇光学

第17章光的干涉

17.1光学的起源

17.1.1中国古代光学的成就

17.1.2古希腊时期的光学知识

17.1.3近代对光的本性认识的发展

17.2相干光源光程

17.2.1光源发光与相干光源

17.2.2光程

17.3分波阵面的双光束干涉

17.3.1杨氏双缝干涉实验

17.3.2其它分波阵面的干涉实验

17.4分振幅的双光束干涉等厚条纹

17.4.1劈形膜的等厚条纹

17.4.2牛顿环

17.4.3增透膜

17.4.4迈克耳孙干涉仪

思考题

习题

第18章光的衍射

18.1光的衍射现象和惠更斯卜颇耳原理

18.1.1光的衍射现象

18.1.2惠更斯卜颇耳原理

18.2单缝的夫琅禾费衍射

18.3光栅衍射

18.3.1多缝的夫琅禾费衍射

18.3.2光栅光谱

18.4光学仪器的分辨本领

18.4.1光学仪器的最小分辨角

18.4.2显微镜的最小分辨距离

18.5x射线的衍射

18.5.1x射线的发现

18.5.2x射线的衍射

18.6全息照相

18.6.1全息照片的拍摄

18.6.2全息图象的观察

18.6.3全息照相的特点

18.6.4全息的应用

思考题

习题

第19章光的偏振

19.1光的偏振状态

19.1.1自然光

19.1.2偏振光

19.2偏振光的产生

19.2.1起偏和检偏

19.2.2反射和折射时光的偏振

19.3光在晶体中的传播双折射

19.3.1双折射

19.3.2单轴晶体中光的传播惠更斯作图法
19.3.3偏振棱镜

19.4波晶片椭圆偏振光和圆偏振光

19.4.1波晶片

19.4.2线偏振光通过各种波片后偏振状态

的变化

思考题

习题

第5篇原子物理学

第20章量子假说与玻尔的氢原子理论

20.1黑体辐射和普朗克的量子假说

20.1.1热辐射的实验定律

20.1.2黑体辐射的经典公式

20.1.3普朗克的物理思想

20.1.4普朗克的黑体辐射公式

20.1.5普朗克的量子假说

20.1.6普朗克对新生量子的态度

20.1.7启示与教益

20.2光电效应与爱因斯坦的光子假说

20.2.1光电效应的发现

20.2.2光电效应的实验规律

20.2.3光的波动说遇到的困难

20.2.4爱因斯坦的光量子假说

20.2.5光的波粒二象性

20.3康普顿散射

20.3.1实验规律

20.3.2量子解释

20.4原子模型

20.4.1汤姆孙的原子模型

20.4.2卢瑟福的原子模型

20.5氢光谱的实验规律

20.6玻尔氢原子理论的建立

20.6.1接受卢瑟福原子模型

20.6.2分立定态概念的形成

20.6.3玻尔的基本假设

20.6.4氢原子的能级和光谱

20.6.5玻尔理论的成功和缺陷

思考题

习题

第21章量子力学的基本概念与基本原理

21.1德布罗意的物质波假说

21.1.1物质波思想的起源

21.1.2物质波概念的提出

21.1.3物质波思想的影响及实验验证

21.2概率波

21.2.1波粒二重性佯谬

21.2.2玻恩的统计解释

21.2.3电子双缝干涉实验

21.3不确定关系

21.3.1不确定关系的提出

21.3.2不确定关系的物理解释

21.3.3应用举例

21.4关于量子力学完备性的争论

21.4.1量子力学的概率解释之争

21.4.2波包收缩

21.4.3爱因斯坦的光子盒

21.4.4epr论证

21.5薛定谔方程的提出

21.5.1物理思想背景

21.5.2波函数

21.5.3定态薛定谔方程

21.5.4薛定谔的科学思想及其理论的影响

21.6薛定谔方程应用举例

21.6.1势阱中的粒子

21.6.2势垒和隧道效应

21.6.3谐振子

21.6.4氢原子

21.7电子的自旋

21.8原子的壳层结构

21.8.1泡利不相容原理

21.8.2能量最小原理

21.9激光

21.9.1激光诞生的历程

21.9.2自发辐射、受激辐射和受激吸收

21.9.3粒子数布居反转

21.9.4光学谐振腔

21.9.5激光的特性及其应用

思考题

习题

第22章原子核

22.1原子核的组成

22.1.1早期的设想

22.1.2中子的发现

22.1.3原子核的组成

22.2原子核的结合能

22.2.1核质量

22.2.2结合能

22.3核力

22.3.1核力的性质

22.3.2核力的介子理论

22.4放射性衰变的规律

22.4.1指数衰变律

22.4.2半衰期

22.4.3平均寿命

22.4.4放射性活度

22.5α衰变

22.5.1α衰变的表示式

22.5.2α衰变的条件

22.5.3α衰变能与核能级图

22.5.4α衰变的机制

22.6β衰变

22.6.1面临的难题

22.6.2中微子假设及其证实

22.6.3β－衰变的表示式和衰变能

22.7γ衰变

22.8核反应

22.8.1核反应的能量

22.8.2反应截面

22.9重核裂变和核能

22.9.1核裂变的发现

22.9.2核裂变的过程及条件

22.9.3核裂变能量的利用

22.10轻核聚变和核能

22.10.1轻核聚变的过程和条件

22.10.2热核聚变的几种约束形式

思考题

习题

第23章基本粒子

23.1基本力和基本粒子

23.1.1四种相互作用力

23.1.2基本粒子的分类

23.2强子的夸克模型

23.2.1夸克模型的确立

23.2.2c夸克的发现

23.2.3b夸克和t夸克的发现

23.3夸克间的相互作用

23.3.1夸克的"颜色"

23.3.2色是强作用的根源

23.4弱作用中的对称性破缺

23.4.1空间反演不变性和宇称守恒

23.4.2弱作用中宇称不守恒的发现

23.4.3c，t变换下的对称性破缺

23.4.4不对称性的来源

思考题

习题

习题答案

参考书目

附表

附表1基本物理常量

附表2希腊字母