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第三篇 波动光学3

第9章 光的干涉3

9.1光的电磁理论 光的相干性3

9.1.1光的电磁理论3

9.1.2普通光源发光的微观机制4

9.1.3光波的叠加及相干性5

9.1.4光程与光程差8

9.1.5干涉相长与干涉相消10

9.2分波阵面法干涉 空间相干性11

9.2.1杨氏双缝干涉11

9.2.2双缝型的其他干涉实验15

9.2.3空间相干性16

9.3分振幅法干涉 薄膜干涉17

9.3.1薄膜干涉概述18

9.3.2薄膜的等厚干涉19

9.3.3薄膜的等倾干涉24

9.4迈克耳孙干涉仪 时间相干性28

9.4.1迈克耳孙干涉仪28

9.4.2时间相干性30

9.5多光束的干涉31

思考题32

习题933

阅读材料35

第10章 光的衍射37

10.1光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理37

10.1.1光的衍射现象37

10.1.2衍射的分类38

10.1.3惠更斯-菲涅耳原理38

10.2单缝夫琅禾费衍射39

10.2.1单缝夫琅禾费衍射的实验装置39

10.2.2菲涅耳半波带法40

10.2.3单缝夫琅禾费衍射的条纹特点42

10.3圆孔衍射 光学仪器的分辨本领45

10.3.1圆孔衍射45

10.3.2光学仪器的分辨本领46

10.4光栅衍射48

10.4.1光栅48

10.4.2光栅衍射48

10.4.3光栅光谱51

10.5 X射线衍射54

思考题56

习题1057

阅读材料58

第11章 光的偏振61

11.1光的横波性 自然光和偏振光61

11.1.1横波的偏振性61

11.1.2偏振光与自然光61

11.2起偏与检偏 马吕斯定律64

11.2.1偏振片65

11.2.2起偏与检偏65

11.2.3马吕斯定律66

11.3反射和折射时光的偏振 布儒斯特定律68

11.3.1由反射获得偏振光68

11.3.2由折射获得偏振光69

11.4双折射 寻常光和非常光70

11.4.1晶体的双折射现象 寻常光（o光）和非常光（e光）70

11.4.2双折射晶体 光轴和主平面70

11.4.3光在单轴晶体中的传播 晶体的双折射作图法72

11.4.4双折射现象的应用 偏振棱镜74

11.4.5人工双折射 旋光现象75

11.5椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉77

11.5.1波片77

11.5.2椭圆偏振光和圆偏振光78

11.5.3偏振光的干涉79

思考题80

习题1181

阅读材料82

第四篇 热学87

第12章 气体动理论87

12.1热力学系统与状态87

12.1.1热力学系统87

12.1.2平衡态87

12.1.3状态参量88

12.1.4理想气体物态方程90

12.2理想气体压强与温度91

12.2.1分子运动理论的基本观点91

12.2.2统计规律的基本概念92

12.2.3理想气体的压强公式94

12.2.4温度的微观解释96

12.3麦克斯韦气体分子速率分布律97

12.3.1测定气体分子速率分布的实验97

12.3.2气体分子麦克斯韦速率分布定律98

12.3.3三种速率100

12.4玻尔兹曼分布102

12.4.1玻尔兹曼分布102

12.4.2重力场中微粒按高度的分布律103

12.4.3等温气压公式103

12.5能量均分定理 理想气体的热力学能104

12.5.1自由度104

12.5.2能量按自由度均分定理105

12.5.3理想气体的热力学能106

12.6气体分子平均碰撞频率和平均自由程107

思考题109

习题12110

阅读材料110

第13章 热力学基础112

13.1热力学第一定律112

13.1.1热力学过程112

13.1.2热力学能 功和热量112

13.1.3热力学第一定律114

13.2理想气体的等值过程、绝热过程 多方过程115

13.2.1理想气体等容过程115

13.2.2理想气体等压过程116

13.2.3等温过程117

13.2.4绝热过程118

13.2.5绝热自由膨胀过程121

13.2.6多方过程122

13.3循环过程 卡诺循环122

13.3.1循环过程122

13.3.2热机及热机效率122

13.3.3制冷机及制冷系数123

13.3.4卡诺循环123

13.4热力学第二定律126

13.4.1可逆过程与不可逆过程126

13.4.2卡诺定理128

13.4.3熵和熵增加原理129

13.4.4热力学第二定律的统计意义132

思考题135

习题13136

阅读材料137

第五篇 相对论与量子力学基础141

第14章 狭义相对论基础141

14.1伽利略相对性原理141

14.1.1伽利略相对性原理142

14.1.2牛顿的绝对时空观143

14.2伽利略变换与牛顿力学的困难143

14.2.1伽利略变换143

14.2.2牛顿力学的困难145

14.3狭义相对论的基本假设与洛伦兹变换式150

14.3.1狭义相对论的基本假设150

14.3.2洛伦兹变换151

14.3.3相对论速度变换公式153

14.4狭义相对论的时空观155

14.4.1同时性的相对性和因果律的绝对性155

14.4.2沿运动方向长度收缩和垂直运动方向长度不变159

14.4.3时间延缓和运动时钟变慢161

14.5狭义相对论动力学基础164

14.5.1相对论动量和相对论质量164

14.5.2相对论动能166

14.5.3相对论能量167

14.5.4能量和动量的关系169

思考题171

习题14171

阅读材料172

第15章 量子力学基础174

15.1黑体辐射 普朗克量子假设174

15.1.1热辐射与黑体辐射174

15.1.2黑体辐射的实验定律175

15.1.3普朗克能量子假设176

15.2光电效应 爱因斯坦光子理论179

15.2.1光电效应179

15.2.2爱因斯坦光量子论180

15.2.3光的波粒二象性181

15.3康普顿效应182

15.4氢原子光谱 玻尔理论185

15.4.1氢原子光谱185

15.4.2玻尔的氢原子理论186

15.5德布罗意假设 电子衍射实验189

15.5.1德布罗意假设189

15.5.2电子衍射实验 实物粒子的波动性191

15.6海森伯不确定关系192

15.6.1单缝电子衍射与不确定量估算式192

15.6.2海森伯不确定关系及应用193

15.7波函数及其统计解释195

15.7.1自由粒子的波函数196

15.7.2波函数的统计解释196

15.7.3波函数的条件198

15.8薛定谔方程及其应用199

15.8.1一维定态薛定谔方程199

15.8.2一维无限深方势阱201

15.8.3隧穿效应203

15.8.4线性谐振子204

15.9氢原子的量子理论简介205

15.9.1氢原子的薛定谔方程205

15.9.2四个量子数206

15.9.3氢原子核外电子的概率分布207

15.10激光原理及其应用208

15.10.1激光产生的基本原理209

15.10.2激光的特性211

15.10.3激光器212

思考题213

习题15213

阅读材料214

参考答案218

主要参考书221