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第四篇 电磁场和相互作用第9章　静电场3

9.1　库仑定律　静电场3

9.1.1　电荷及电荷守恒定律3

9.1.2　库仑定律4

9.2　电场　电场强度5

9.2.1　电场5

9.2.2　电场强度6

9.2.3　场强叠加原理7

9.3　高斯定理及其应用11

9.3.1　电场线11

9.3.2　电通量12

9.3.3　高斯定理14

9.3.4　高斯定理的应用15

9.4　静电场的环路定理　电势21

9.4.1　静电场的环路定理21

9.4.2　电势能22

9.4.3　电势　电势差23

9.4.4　电势的计算24

9.5　电场强度与电势的关系27

9.5.1　等势面27

9.5.2　场强与电势的梯度关系28

9.6　静电场中的导体30

9.6.1　导体的静电平衡30

9.6.2　空腔导体和静电屏蔽32

9.7　静电场中的电介质34

9.7.1　电介质的极化34

9.7.2　电介质中的场强　极化电荷面密度35

9.7.3　电介质中的高斯定理　电位移矢量37

9.8　电容　电容器38

9.8.1　孤立导体的电容38

9.8.2　电容器的电容39

9.8.3　电容器的串、并联41

9.9　静电场的能量42

9.9.1　电容器的能量42

9.9.2　电场能量　电场能量密度43

本章提要45

思考题47

习题49

第10章　稳恒电流的磁场51

10.1　稳恒电流　电动势51

10.1.1　电流强度和电流密度51

10.1.2　稳恒电流和稳恒电场54

10.1.3　电源电动势56

10.2　磁场　磁感应强度57

10.2.1　磁现象57

10.2.2　磁场59

10.2.3　磁感应强度60

10.3　毕奥-萨伐尔定律及其应用61

10.3.1　电流元61

10.3.2　毕奥-萨伐尔定律62

10.3.3　典型电流的磁场计算——毕-萨定律的应用63

10.3.4　圆电流的磁矩68

10.3.5　运动电荷激发的磁场69

10.4　磁场的高斯定理和安培环路定理71

10.4.1　高斯定理72

10.4.2　安培环路定理75

10.5　磁场对运动电荷及电流的作用84

10.5.1　带电粒子在磁场中的运动84

10.5.2　霍尔效应87

10.5.3　磁场对载流导线的作用　安培定律89

10.5.4　磁场对载流线圈的作用94

10.5.5　磁力的功97

10.6　磁介质99

10.6.1　磁介质的分类99

10.6.2　弱磁介质的磁化101

10.6.3　磁介质中的磁场的基本定理102

10.6.4　铁磁质105

本章提要107

思考题110

习题111

第11章　电磁场的统一理论115

11.1　电磁感应115

11.1.1　法拉第电磁感应定律115

11.1.2　产生感应电动势的机理122

11.1.3　自感和互感135

11.2　磁场能量141

11.2.1 自感磁能141

11.2.2　磁场的能量密度142

11.3　位移电流144

11.3.1　位移电流144

11.3.2　全电流定律147

11.4　麦克斯韦方程组的积分形式149

11.5　电磁波的产生及基本性质152

11.5.1　电磁波的产生、传播及基本性质152

11.5.2　电磁波谱157

本章提要159

思考题161

习题162

第五篇 量子物理基础169

第12章　量子力学基础169

12.1　黑体辐射和普朗克量子化169

12.1.1　黑体辐射现象169

12.1.2　黑体辐射的实验结果170

12.1.3　普朗克的能量量子化171

12.2　光电效应和爱因斯坦光子说172

12.2.1　光电效应实验172

12.2.2　爱因斯坦光子说174

12.2.3　康普顿散射175

12.3　玻尔的氢原子理论178

12.3.1　氢原子光谱178

12.3.2　原子结构模型178

12.3.3　玻尔的三点基本假设180

12.3.4　氢原子的能级和光谱公式180

12.4　德布罗意物质波182

12.5　量子力学基本公设186

12.5.1　公设一：状态和波函数186

12.5.2　公设二：薛定谔方程和状态演化189

12.5.3　公设三：力学量和算符191

12.5.4　公设四：测量公设193

12.5.5　公设五：全同性原理194

12.6　不确定度关系195

12.7　定态197

12.8　一维势场198

12.8.1　一维无限深方势阱198

12.8.2　隧道效应202

12.8.3　谐振子势204

12.9　氢原子结构的量子力学解释207

12.9.1　氢原子的薛定谔方程208

12.9.2　三个量子数208

12.9.3　电子的概率分布210

12.10　电子自旋和多电子原子结构210

12.10.1 自旋210

12.10.2　多电子原子211

本章提要213

思考题215

习题215

第六篇 多粒子体系的热物理第13章　气体动理论219

13.1　物质的微观模型　统计规律性219

13.1.1　宏观物体由大量分子或原子组成219

13.1.2　分子在永不停息地做无规则运动219

13.1.3　分子之间存在相互作用力220

13.1.4　统计规律性221

13.2　状态参量　平衡态　准静态过程223

13.2.1　状态参量223

13.2.2　平衡态224

13.2.3　准静态过程225

13.3　理想气体状态方程226

13.4　理想气体的压强227

13.4.1　理想气体的微观模型228

13.4.2　理想气体的压强公式229

13.5　温度的微观本质231

13.5.1　理想气体的温度公式232

13.5.2　气体分子的方均根速率233

13.6　能量均分定理　理想气体的内能235

13.6.1 自由度235

13.6.2　能量均分定理236

13.6.3　理想气体的内能238

13.7　麦克斯韦速率分布律240

13.7.1　测定气体分子速率分布的实验240

13.7.2　气体分子的速率分布242

13.7.3　三种统计速率243

13.8　玻尔兹曼分布律248

13.8.1　玻尔兹曼能量分布律248

13.8.2　重力场中粒子按高度的分布250

13.8.3　重力场中的等温气压公式250

13.9　分子的平均自由程和平均碰撞频率251

13.9.1　分子间的碰撞251

13.9.2　平均自由程和平均碰撞频率252

本章提要254

思考题255

习题256

第14章　热力学基础257

14.1　内能　功　热量与热容257

14.1.1　内能257

14.1.2　功258

14.1.3　热量与热容259

14.2　热力学第一定律及其应用261

14.2.1　热力学第一定律261

14.2.2　第一定律在各种等值过程中的应用262

14.3　绝热过程　＊多方过程269

14.3.1　准静态绝热过程270

14.3.2　绝热线与等温线271

14.3.3　非静态绝热过程272

14.3.4　多方过程273

14.4　循环过程　卡诺循环276

14.4.1　循环过程276

14.4.2　卡诺循环279

14.5　热力学第二定律及其统计意义285

14.5.1　热力学第二定律286

14.5.2　两种表述的等价性287

14.5.3　可逆过程与不可逆过程288

14.5.4　卡诺定理289

14.5.5　热力学第二定律的统计意义289

本章提要290

思考题292

习题293

习题答案296

参考文献301