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目录1

第十二章 电磁感应和麦克斯韦电磁理论1

12-1 电磁感应及其基本规律1

一、电磁感应现象1

二、电磁感应定律3

三、感应电动势4

12-2 互感和自感7

一、互感现象7

二、自感现象9

12-3　涡流和趋肤效应10

一、涡流10

二、趋肤效应12

12-4　磁场的能量13

12-5　超导体的电磁特性15

一、超导体的主要电磁特性15

二、对超导体主要电磁特性的解释17

12-6　麦克斯韦电磁理论20

一、位移电流20

二、麦克斯韦方程组23

12-7 电磁波的产生和传播24

一、从电磁振荡到电磁波24

二、偶极振子发射的电磁波25

三、赫兹实验26

四、电磁波的波谱27

12-8 电磁波理论28

12-9 电磁场的能量和动量32

一、电磁场的能量密度和能流密度32

二、电磁场的动量和光压34

习题38

第十三章 电路和磁路41

13-1 基尔霍夫定律41

一、基尔霍夫第一定律41

二、基尔霍夫第二定律42

三、注意几个问题43

13-2 交流电和交流电路的基本概念44

一、交流电的类型44

二、描述简谐交流电的特征量45

三、单元件的阻抗和相位差46

13-3 交流电路的矢量图解法49

一、串联电路49

二、并联电路50

13-4　交流电路的复数解法52

一、交流电简谐量与复数的对应关系52

二、元件和电路的复阻抗53

三、交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式54

一、瞬时功率和有功功率56

13-5 交流电的功率56

二、视在功率和无功功率57

三、提高功率因数的意义和方法58

13-6 串联共振电路60

一、串联共振现象60

二、串联共振电路的品质因数（Q值）61

三、串联共振电路的频率选择性62

13-7　磁路和磁路定律63

一、在磁介质分界面上磁感应线的折射63

二、磁路的概念63

三、磁路定律64

习题66

第十四章　光学69

14-1 几何光学中的基本定律和原理69

一、光的直线传播定律69

二、光的反射定律和折射定律70

三、全反射71

四、光的可逆性原理71

二、球面折射公式72

一、介绍几个概念72

14-2　光在球面上的折射72

三、高斯公式74

四、球面折射成像的作图法75

五、球面折射的横向放大率76

14-3　光在球面上的反射77

14-4　薄透镜79

一、薄透镜79

二、薄透镜成像80

三、放大镜81

一、光波82

14-5　光波及其相干条件82

二、光程84

三、相干条件84

四、获得相干光波的方法86

14-6　分波前干涉86

一、杨氏实验86

二、对干涉条纹可见度的分析88

一、薄膜干涉92

14-7　分振幅干涉92

二、迈克耳孙干涉仪96

14-8 惠更斯-菲涅耳原理和衍射现象分类98

一、惠更斯-菲涅耳原理98

二、衍射现象的分类100

14-9　单缝和圆孔的夫琅禾费衍射100

一、单缝的夫琅禾费衍射100

二、圆孔的夫琅禾费衍射103

14-10　衍射光栅105

一、光学系统分辨本领的分析109

14-11　衍射规律的应用109

二、X射线在晶体中的衍射110

14-12　信息光学111

一、光学信息处理112

二、全息照相114

14-13　光的偏振态116

一、自然光和线偏振光116

二、部分偏振光117

三、椭圆偏振光和圆偏振光118

一、偏振光的获得119

14-14　偏振光的获得和检测119

二、偏振光的检测122

14-15 旋光现象和电磁场的光效应124

一、旋光现象124

二、磁致旋光效应125

三、电光效应126

14-16　光的吸收、色散和散射127

一、光的吸收127

二、光的色散129

三、光的散射131

习题133

15-1　黑体辐射137

一、热辐射137

第十五章　波与粒子137

二、黑体辐射的基本规律139

三、普朗克辐射公式和能量子的概念140

15-2　光电效应142

一、光电效应的实验规律142

二、经典理论遇到的困难144

三、爱因斯坦的光子论及其对光电效应的解释144

一、康普顿效应及其观测146

15-3　康普顿效应146

二、光子论对康普顿效应的解释147

三、光的波粒二象性149

15-4　氢原子光谱和玻尔的量子论150

一、原子的核型结构模型及其与经典理论的矛盾150

二、氢原子光谱的规律性151

三、玻尔的量子论153

15-5　微观粒子的波动性155

一、德布罗意波及其实验观测155

二、不确定关系157

习题160

第十六章　量子力学基础162

16-1 波函数及其统计诠释162

一、经典物理学中的波函数162

二、在量子力学中波函数的统计意义163

三、波函数的空间对称性——宇称的概念164

16-2　薛定谔方程165

一、含时薛定谔方程165

三、力学量的算符表示167

二、定态薛定谔方程167

四、本征函数、本征值和平均值168

五、概率守恒和概率流密度矢量169

16-3 一维势阱和势垒问题170

一、一维无限深方势阱170

二、势垒穿透和隧道效应173

16-4　一维谐振子问题175

一、一维谐振子的定态薛定谔方程175

二、一维谐振子的本征函数和能量本征值176

一、有心力场中的薛定谔方程178

16-5 氢原子178

二、角动量的本征函数和相应的量子数179

三、径向波函数和氢原子的能级181

四、能量的本征函数和能级的简并度182

五、类氢离子183

16-6 氢原子中电子的概率分布183

一、电子概率的径向分布183

二、电子概率的角度分布184

习题186

一、原子的轨道磁矩188

第十七章 电子的自旋和原子的壳层结构188

17-1 原子的轨道磁矩和正常塞曼效应188

二、外磁场对轨道磁矩的作用和正常塞曼效应190

17-2 电子的自旋192

一、施特恩-格拉赫实验192

二、电子自旋和自旋磁矩194

三、碱金属原子光谱的精细结构195

四、自旋-轨道相互作用196

五、单电子体系的原子磁矩198

六、反常塞曼效应199

17-3　LS耦合和jj耦合201

一、原子的电子组态201

二、LS耦合202

三、jj耦合203

四、选择定则205

一、元素性质的周期性206

二、原子中电子的壳层结构206

17-4　原子的壳层结构206

三、原子的基态209

17-5　X射线209

一、X射线的发射和发射谱210

二、俄歇电子和同步辐射212

17-6　激光213

一、激光原理213

二、激光的应用216

习题217

一、热力学中的基本概念219

18-1 热力学第一定律219

第十八章　热力学与统计物理学概述219

二、热力学第一定律222

三、热容和焓223

18-2　理想气体的热力学过程225

一、等体过程225

二、等压过程225

三、等温过程226

四、绝热过程227

五、多方过程229

18-3 卡诺循环231

一、循环231

二、卡诺循环232

18-4 热力学第二定律235

一、可逆过程和不可逆过程235

二、热力学第二定律的两种表述236

三、热力学第二定律的实质237

18-5　卡诺定理238

一、熵的概念240

18-6　熵增加原理240

二、熵增加原理和热力学基本关系式242

18-7 自由能和自由焓245

一、自由能和最大功原理245

二、自由焓和化学势245

18-8　热力学第三定律247

一、获得超低温的有效方法247

二、热力学第三定律248

一、粒子运动状态的描述250

18-9　统计物理学的基本概念250

二、系统微观运动状态的描述252

三、三种系统及其微观态数253

四、等概率假设255

18-10　玻尔兹曼统计255

一、玻尔兹曼系统的最概然分布——玻尔兹曼分布255

二、麦克斯韦速度分布律256

三、在重力场中粒子按高度的分布258

四、固体的热容和爱因斯坦理论259

一、玻色系统和费米系统的最概然分布261

二、光子气体261

18-11 玻色统计和费米统计261

三、玻色-爱因斯坦凝聚263

四、金属中的自由电子气体266

五、晶格振动——声子以及元激发的概念267

习题270

第十九章　原子核和粒子273

19-1　原子核的一般性质273

一、原子核的组成273

二、原子核的质量数和电荷数274

三、原子核的大小和形状275

19-2　原子核的量子性质276

一、原子核的自旋和磁矩276

二、核磁共振277

三、原子核的电四极矩278

四、原子核的宇称和统计性280

19-3　核力280

一、核力的性质280

二、核力的介子场理论281

三、核力的夸克模型282

19-4　原子核的结构模型概述283

一、壳层模型283

二、集体模型285

19-5　原子核的稳定性和结合能287

一、核素图和β稳定线287

二、原子核的结合能288

三、结合能的释放和利用290

一、放射性衰变293

19-6　原子核衰变的基本规律293

二、放射性衰变的规律294

三、放射系296

19-7　三类放射性衰变298

一、α衰变和衰变能的概念298

二、β衰变和中微子假说300

三、γ衰变和穆斯堡尔效应303

四、放射性同位素的应用306

19-8 对粒子的探索和研究308

一、关于“基本”粒子313

二、粒子内在属性的描述313

19-9 粒子及其相互作用313

三、物质存在的基本形式316

四、粒子的相互作用317

五、粒子的分类317

六、强子结构的夸克模型318

19-10　粒子物理的标准模型319

一、三代费米子319

二、基本相互作用320

三、规范玻色子321

习题322

第二十章 天体和宇宙325

20-1 宇宙中的天体325

一、恒星326

二、太阳系326

三、星际物质327

四、星系和星系团328

20-2 太阳和它的九大行星329

一、太阳的结构和活动329

二、太阳的九大行星332

一、恒星的一般物理特性337

20-3　恒星及其演化337

二、恒星的演化过程略述340

20-4 致密天体342

一、白矮星342

二、中子星343

三、黑洞344

20-5 标准宇宙学模型346

一、大爆炸宇宙学的观测、实验基础346

二、大爆炸宇宙学的理论基础347

三、宇宙学的标准模型——大爆炸宇宙学349

四、宇宙膨胀的规律350

五、大爆炸宇宙学理论模型的疑难352

习题353

习题答案355

附录363

（一）物理学常用常量363

（二）矢量分析中的常用关系式364

（三）国际单位制的有关规定366

主要参考资料368