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第10章 静电场1

10.1 电荷 库仑定律2

10.1.1 电荷2

10.1.2 库仑定律3

10.1.3 电场力叠加原理4

10.2 电场 电场强度5

10.2.1 电场5

10.2.2 电场强度5

10.2.3 点电荷电场强度6

10.2.4 电场强度叠加原理7

10.3 电场强度通量 高斯定理12

10.3.1 电场线12

10.3.2 电场强度通量14

10.3.3 高斯定理15

10.3.4 高斯定理应用举例17

10.4 静电场的环路定理 电势21

10.4.1 静电场力所做的功21

10.4.2 静电场的环路定理22

10.4.3 电势能23

10.4.4 电势23

10.5 电场强度与电势梯度29

10.5.1 等势面29

10.5.2 电场强度与电势梯度31

10.6 静电场中的电偶极子32

10.7 静电场中的导体33

10.7.1 导体的静电平衡33

10.7.2 静电平衡时导体上电荷的分布34

10.7.3 导体表面的电场35

10.7.4 静电屏蔽37

10.8 电容 电容器40

10.8.1 孤立导体的电容40

10.8.2 电容器40

10.8.3 电容器的并联和串联43

10.9 静电场中的电介质45

10.9.1 电介质对电容和电场的影响45

10.9.2 电介质的电结构46

10.9.3 电介质的极化47

10.9.4 电极化强度矢量48

10.10 有电介质时的高斯定理50

10.11 静电场的能量 能量密度54

本章提要56

习题58

第11章 恒定磁场63

11.1 电流64

11.1.1 电流和电流密度64

11.1.2 欧姆定律的微分形式66

11.2 电源 电动势67

11.2.1 电源67

11.2.2 电动势67

11.3 磁场 磁感应强度68

11.3.1 基本磁现象68

11.3.2 磁场 磁感应强度69

11.4 毕奥-萨伐尔定律71

11.4.1 毕奥-萨伐尔定律71

11.4.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例72

11.5 运动电荷的磁场77

11.6 磁场的高斯定理78

11.6.1 磁感应线78

11.6.2 磁通量79

11.6.3 磁场的高斯定理80

11.7 安培环路定理81

11.7.1 安培环路定理81

11.7.2 安培环路定理的应用举例83

11.8 带电粒子在电场和磁场中的运动85

11.8.1 运动电荷在磁场中所受的力85

11.8.2 带电粒子在均匀磁场中运动分析及应用举例86

11.8.3 运动电荷在电场和磁场中所受的力88

11.8.4 带电粒子在电场和磁场中运动举例88

11.9 磁场对载流导线的作用91

11.9.1 安培定律91

11.9.2 两根无限长平行载流直导线间的相互作用力 电流单位“安培”的定义93

11.9.3 均匀磁场对矩形载流线圈的作用94

11.10 磁介质96

11.10.1 磁介质及其磁化96

11.10.2 磁介质的磁化机理97

11.10.3 磁化强度98

11.10.4 磁介质中的高斯定理和安培环路定理100

11.10.5 铁磁质102

本章提要105

习题106

第12章 电磁感应和电磁场111

12.1 电磁感应定律112

12.1.1 电磁感应现象112

12.1.2 楞次定律113

12.1.3 法拉第电磁感应定律113

12.2 动生电动势 感生电动势115

12.2.1 动生电动势115

12.2.2 感生电动势120

12.3 自感 互感124

12.3.1 自感124

12.3.2 互感126

12.4 磁场能量128

12.5 电磁场基本理论130

12.5.1 位移电流130

12.5.2 全电流安培环路定理132

12.5.3 麦克斯韦电磁理论133

12.6 电磁波135

12.6.1 电磁振荡135

12.6.2 电磁波的产生和传播138

12.6.3 电磁波谱142

本章提要143

习题144

第13章 波动光学149

13.1 光的干涉现象150

13.1.1 杨氏双缝干涉实验151

13.1.2 光程154

13.1.3 分波阵面的双光束干涉156

13.2 薄膜干涉158

13.2.1 薄膜干涉158

13.2.2 等倾干涉条纹160

13.3 劈尖干涉 牛顿环162

13.3.1 劈尖干涉162

13.3.2 牛顿环166

13.4 迈克耳孙干涉仪168

13.5 光的衍射169

13.5.1 光的衍射分类170

13.5.2 衍射的基本理论170

13.6 单缝的夫琅禾费衍射171

13.7 圆孔衍射与光学仪器分辨本领174

13.7.1 圆孔衍射与艾里斑174

13.7.2 光学系统的分辨本领175

13.8 衍射光栅177

13.8.1 光栅的结构与光强177

13.8.2 衍射光谱180

13.9 X射线的衍射182

13.10 光的偏振184

13.10.1 自然光 偏振光184

13.10.2 偏振片 马吕斯定律184

13.11 反射光与折射光的偏振187

13.12 双折射现象189

13.12.1 寻常光和非常光189

13.12.2 尼科耳棱镜190

13.12.3 人为双折射190

13.13 旋光现象191

习题193

第14章 光的吸收、色散和散射197

14.1 光的吸收198

14.1.1 一般吸收和选择吸收198

14.1.2 光的吸收定律199

14.1.3 吸收光谱199

14.2 光的色散200

14.3 光的散射202

思考题203

习题203

第15章 光生物物理学基础205

15.1 光生物物理学的研究内容206

15.1.1 什么是光生物物理学206

15.1.2 光生物学的范围和内容206

15.1.3 光生物物理学过程的特征207

15.2 激发与激发态207

15.2.1 激发态及各种弛豫过程207

15.2.2 单线态与三重态209

15.3 荧光210

15.3.1 荧光的特征210

15.3.2 荧光团与探针212

15.3.3 荧光的各种参量212

15.3.4 影响荧光的因素213

15.3.5 荧光检测技术214

15.4 非辐射共振能量转移214

15.4.1 能量转化与能量转移214

15.4.2 非辐射共振能量转移214

15.5 紫外线对生物大分子的作用215

15.5.1 蛋白质与核酸的激发态215

15.5.2 紫外线对蛋白质与核酸的光化学作用217

15.6 光动力作用217

15.6.1 光敏化作用217

15.6.2 光动力作用218

15.6.3 光敏化自动氧化作用218

15.7 光合作用219

15.7.1 叶绿素-蛋白复合物219

15.7.2 光合作用中的能量传递220

15.8 生物发光与化学发光221

15.8.1 生物发光221

15.8.2 生物光子发光的机理223

15.8.3 超微弱暗化学发光223

思考题224

第16章 相对论225

16.1 狭义相对论226

16.1.1 经典力学的时空观226

16.1.2 伽利略变换227

16.1.3 狭义相对论的基本原理229

16.1.4 狭义相对论的时空观233

16.1.5 洛伦兹速度变换237

16.1.6 相对论的质量、能量和动量239

16.2 广义相对论244

16.2.1 广义相对论基本原理244

16.2.2 弯曲的时空247

16.2.3 广义相对论的实验验证250

16.2.4 黑洞252

本章提要256

习题257

第17章 量子物理基础259

17.1 黑体辐射 普朗克量子假设260

17.1.1 黑体 黑体辐射260

17.1.2 斯特藩-玻耳兹曼定律 维恩位移定律261

17.1.3 黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难262

17.1.4 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式263

17.2 光电效应 光的波粒二象性263

17.2.1 光电效应实验的规律263

17.2.2 光子 爱因斯坦方程264

17.2.3 光电效应在近代技术中的应用264

17.2.4 光的波粒二象性265

17.3 康普顿效应266

17.3.1 康普顿效应的实验规律266

17.3.2 康普顿效应的解释266

17.4 玻尔的氢原子理论268

17.4.1 氢原子光谱的规律性268

17.4.2 卢瑟福的原子有核模型269

17.4.3 玻尔的氢原子理论270

17.4.4 玻尔氢原子理论的困难和意义272

17.5 德布罗意波 实物粒子的二象性272

17.5.1 德布罗意假设272

17.5.2 德布罗意波的实验证明273

17.5.3 德布罗意波的统计解释274

17.6 量子力学简介274

17.6.1 不确定关系274

17.6.2 波函数 概率密度276

17.6.3 薛定谔方程277

17.6.4 一维势阱问题278

17.6.5 一维方势垒 隧道效应280

17.6.6 氢原子问题282

本章提要285

习题286

第18章 现代物理技术289

18.1 激光原理及激光技术的应用290

18.1.1 激光器原理290

18.1.2 激光器的种类291

18.1.3 激光的应用291

18.2 光纤技术293

18.2.1 光纤的结构与分类293

18.2.2 光纤通信技术和发展294

18.3 液晶技术297

18.3.1 液晶的结构与分类297

18.3.2 液晶的物理性质298

18.4 纳米技术299

18.4.1 纳米材料的性能特点300

18.4.2 纳米材料的应用300

18.5 等离子体技术301

18.5.1 等离子体301

18.5.2 等离子体的主要应用301

18.6 新材料技术302

18.6.1 新材料技术302

18.6.2 新材料的发展前景304

18.7 新能源技术307

18.7.1 各种形式的能源 新能源的定义与分类307

18.7.2 常见的新能源形式308

18.7.3 新能源的发展现状和趋势310

18.8 3D打印技术310

18.8.1 3D打印技术简介310

18.8.2 3D打印技术原理311

18.8.3 3D打印技术研究及发展的意义312

18.8.4 3D打印技术国内外发展程度313

常用物理常量表315

习题参考答案317