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第十一章 静电场1

11.1 电荷与物质1

一、电荷1

二、物质的电结构2

三、导体与绝缘体3

四、电荷守恒定律3

五、电荷的量子化5

11.2 库仑定律6

一、库仑定律6

二、电荷量的单位7

三、叠加原理8

11.3 电场强度 电场线8

一、场的概念8

二、电场强度9

三、场强叠加原理10

四、电场线20

11.4 高斯定理21

一、电场强度通量21

二、高斯定理22

三、利用高斯定理求场强26

11.5 电荷在电场中所受的力29

一、点电荷在电场中所受的力29

二、点电荷系在电场中所受的力32

11.6 电场力的功 电势33

一、静电场力的功 电势能34

二、电势和电势差36

三、电势叠加原理39

四、等势面42

五、场强与电势的关系43

11.7 静电场中的导体47

一、导体达到静电平衡的条件和性质47

二、尖端效应 电晕50

三、静电屏蔽55

四、电容器58

11.8 电介质的极化62

一、电介质的极化62

二、极化强度及其与束缚电荷的关系66

三、电介质中的电场69

四、电位移矢量 有电介质存在时的高斯定理72

五、压电效应与逆压电效应75

11.9 电场的能量76

一、带电体系的能量76

二、电场的能量79

11.10 恒定电流81

一、电流与电流密度82

二、导体的电阻 欧姆定律86

三、电流的功和功率 焦耳定律89

四、电动势 闭合电路和不均匀电路的欧姆定律91

五、基尔霍夫定律97

六、金属导电的经典电子论103

思考题104

习题107

第十二章 磁场116

12.1 基本磁现象 安培定律116

一、磁现象116

二、电流间的相互作用力安培定律118

12.2 电流的磁场 磁感应强度121

一、磁场及其描述121

二、毕奥-萨伐尔定律122

三、平面载流回路在磁场中受到的力和力矩123

12.3 恒定电流磁场的基本方程式127

一、磁场的高斯定理127

二、磁场的环流 安培环路定理129

三、恒定电流磁场的基本方程式131

12.4 带电粒子在电场和磁场中的运动134

一、洛伦兹力134

二、带电粒子在匀强磁场中的运动135

三、回旋加速器的基本原理136

四、质谱仪137

五、霍尔效应139

12.5 磁介质 介质中的磁场140

一、磁介质和分子电流 磁化强度矢量140

二、磁化电流142

三、有磁介质时的安培环路定理144

四、介质中磁场的基本方程式146

五、磁场的边界条件146

六、铁磁质147

思考题149

习题151

第十三章 电磁感应156

13.1 电磁感应定律156

一、电磁感应现象156

二、楞次定律158

三、法拉第电磁感应定律159

13.2 动生电动势和感生电动势162

一、动生电动势162

二、感生电动势166

13.3 自感与互感169

一、自感现象与自感系数169

二、互感现象与互感系数172

13.4 磁场的能量174

一、自感储能174

二、电流体系的相互作用能178

三、磁场的能量180

13.5 电磁感应现象的应用举例182

一、涡流现象及其应用182

二、电子感应加速器185

三、电磁流量计186

13.6 麦克斯韦方程组和电磁场187

一、位移电流及其所激发的磁场187

二、麦克斯韦方程192

思考题193

习题197

第十四章 交流电205

14.1 交流电的基本性质205

一、关于交流电的基本概念205

二、正弦交流电的产生206

三、正弦交流电的基本参量208

四、正弦交流电的旋转矢量表示法210

五、两同频率交流电的叠加210

14.2 交流电路中的电阻、电感和电容211

一、交流电路中的电阻212

二、纯电感电路214

三、纯电容电路216

14.3 RLC串、并联电路谐振218

一、RLC串联电路 串联谐振218

二、RLC并联电路 并联谐振221

14.4 交流电的复数表示法224

一、交流电的复数表示法224

二、复阻抗 交流欧姆定律225

三、交流电桥230

14.5 三相交流电231

一、三相交流电231

二、三相电路负载的连接方法234

三、异步电动机236

思考题238

习题240

第十五章 电磁波245

15.1 麦克斯韦方程组245

15.2 真空中的平面电磁波246

15.3 电磁波的能流与动量254

15.4 电磁波的辐射257

一、辐射电磁波的条件257

二、电偶极子辐射258

三、几种辐射介绍263

思考题265

习题266

第十六章 光通过各向同性介质及其边界时的传播268

16.1 光的电磁波特性268

一、光是电磁波中的一部分268

二、光强269

16.2 偏振光与自然光270

一、光波的偏振性270

二、偏振光与自然光270

16.3 光的传播——费马原理271

16.4 菲涅耳公式273

一、界面上的电磁理论273

二、反射比和透射比274

三、布儒斯特角276

四、相位变化277

五、全内反射 光学扫描隧穿显微镜279

16.5 光的吸收282

一、朗伯定律282

二、光学材料282

三、比尔定律283

四、吸收光谱283

五、吸收的机制283

16.6 光的散射284

一、散射的种类284

二、瑞利散射285

三、拉曼散射286

16.7 色散288

一、色散现象288

二、三棱镜的色散290

三、棱镜的角色散率291

16.8 非线性光学292

一、非线性现象292

二、非线性极化293

16.9 光在导电介质中的传播297

一、导电介质中的电磁波297

二、金属的反射298

习题299

第十七章 光的干涉与衍射302

17.1 惠更斯原理302

17.2 波的特性——干涉302

一、波的叠加302

二、相干条件303

17.3 分波阵面干涉304

一、杨氏双缝干涉304

二、干涉条纹的可见度307

三、劳埃德镜308

17.4 薄膜干涉309

一、分振幅双光束干涉309

二、等倾干涉311

三、等厚干涉312

四、牛顿环313

五、增透膜314

17.5 迈克耳孙干涉仪317

一、结构与原理317

二、干涉条纹319

三、激光比长仪320

17.6 分振幅多光束干涉321

一、多光束干涉特点321

二、法布里-珀罗（F-P）干涉仪323

三、金属膜干涉滤光片327

17.7 惠更斯-菲涅耳原理328

一、光的衍射现象328

二、惠更斯-菲涅耳原理328

17.8 菲涅耳衍射329

一、菲涅耳波带329

二、菲涅耳圆孔衍射332

三、菲涅耳圆盘衍射334

17.9 菲涅耳波带片335

17.10 全息照相337

一、全息照相的拍摄337

二、全息照相原理338

三、彩虹全息339

17.11 夫琅禾费衍射340

一、夫琅禾费单缝衍射340

二、夫琅禾费双缝衍射344

17.12 光栅346

一、夫琅禾费多缝衍射346

二、光栅的色散348

三、光谱分辨率350

四、闪耀光栅352

17.13 晶体的X射线衍射353

17.14 光学仪器的分辨率355

一、夫琅禾费圆孔衍射355

二、分辨本领357

三、显微镜的分辨率358

17.15 激光359

一、辐射跃迁359

二、粒子数反转361

三、光学谐振腔362

习题364

第十八章 光在各向异性介质中的传播370

18.1 二向色性370

一、导体线栅370

二、二向色性晶体371

三、人造偏振片371

18.2 起偏与检偏372

一、线偏振光的获得和检验372

二、马吕斯定律372

三、偏振度373

四、椭圆偏振光373

18.3 双折射374

一、双折射现象374

二、双折射及二向色性的经典振子模型376

三、单轴晶体中的波面377

四、单轴晶体中光波的传播378

18.4 偏振器件380

一、沃拉斯顿棱镜381

二、尼科耳棱镜381

三、波片382

18.5 偏振光的干涉及应用385

一、偏光干涉385

二、光弹性效应387

三、电光效应387

18.6 旋光388

一、旋光性388

二、旋光色散390

三、圆二色性391

习题392

第十九章 气体分子动理论395

19.1 理想气体物态方程396

一、状态参量396

二、气体的基本实验定律397

三、理想气体物态方程398

19.2 气体分子动理论的基本概念、统计规律性400

一、分子动理论的实验基础400

二、统计规律性402

19.3 理想气体的微观模型，理想气体的压强公式，温度的统计意义404

一、理想气体微观模型404

二、理想气体的压强公式404

三、温度的统计意义406

19.4 麦克斯韦速率分布和玻耳兹曼分布律408

一、气体分子速率的实验测定408

二、麦克斯韦速率分布律409

三、三种分子速率412

四、气体分子在重力场中按高度的分布414

五、玻耳兹曼分布律416

19.5 能量均分定理416

一、气体分子的自由度416

二、能量按自由度均分定理417

三、理想气体的内能418

四、理想气体的比热容418

19.6 分子的碰撞和平均自由程421

一、碰撞和碰撞截面421

二、平均自由程和碰撞频率424

19.7 气体的输运过程427

一、黏性428

二、扩散430

三、热传导432

四、输运系数与压强的关系432

19.8 实际气体433

一、实际气体的等温线433

二、范德瓦耳斯方程435

附录 麦克斯韦速率分布律的一种推导439

思考题442

习题443

第二十章 热力学447

20.1 热力学第一定律447

一、热力学过程447

二、功448

三、内能450

四、热力学第一定律的数学表述451

20.2 热力学第一定律对理想气体的应用451

一、理想气体的等体过程451

二、理想气体的等压过程452

三、理想气体的等温过程453

四、理想气体的绝热过程454

20.3 循环过程 卡诺循环457

一、循环过程和热机的效率457

二、卡诺循环460

20.4 可逆过程和不可逆过程466

20.5 热力学第二定律 熵467

一、热力学第二定律的表述467

二、卡诺定理468

三、熵和热力学第二定律的数学表述470

思考题477

习题478

第二十一章 物态和相变481

21.1 物态和相481

一、物态481

二、相481

21.2 实际气体482

21.3 液体482

一、液体的微观结构483

二、液体的表面张力484

三、毛细现象487

四、渗透压491

五、液晶492

21.4 固体494

一、晶体与非晶体494

二、晶体的对称结构498

三、晶体结合的基本形式499

四、晶体的结合能501

21.5 相变502

一、气液相变502

二、固液相变505

三、固气相变507

四、三相图507

五、克拉珀龙方程509

21.6 非平衡相变和自组织现象512

一、贝纳德花样512

二、激光513

三、化学钟513

四、生物学方面的例子514

思考题514

习题515