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第1章 狭义相对论力学基础1

1.1 狭义相对论的基本原理2

1.1.1 力学相对性原理、绝对时空观和伽利略变换3

1.1.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理5

1.2 相对论时空效应8

1.2.1 空间和时间的测量8

1.2.2 时间延缓11

1.2.3 长度收缩15

1.2.4 同时性的相对性18

1.3 洛伦兹变换23

1.3.1 洛伦兹变换的推导23

1.3.2 利用洛伦兹变换验证相对论时空效应29

1.3.3 闵可夫斯基空间40

1.4 相对论速度变换46

1.5 相对论动力学基础49

1.5.1 相对论动量和质量49

1.5.2 质能关系51

1.5.3 相对论能量和动量的关系54

1.6 广义相对论简介56

1.6.1 广义相对论基本原理56

1.6.2 广义相对论的几大实验验证59

本章提要62

思考题63

习题64

第2章 微观粒子的波粒二象性67

2.1 黑体辐射 普朗克能量子假设68

2.1.1 黑体辐射68

2.1.2 普朗克能量子假设72

2.2 光电效应 爱因斯坦光量子理论75

2.2.1 光电效应75

2.2.2 爱因斯坦光量子理论77

2.2.3 光的波粒二象性82

2.3 康普顿效应84

2.3.1 康普顿效应84

2.3.2 康普顿效应的光量子理论解释86

2.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论90

2.4.1 氢原子光谱90

2.4.2 玻尔的氢原子理论92

2.5 粒子的波动性 玻恩的统计解释97

2.5.1 德布罗意波97

2.5.2 德布罗意波的实验验证98

2.5.3 玻恩的统计解释102

2.5.4 自由粒子的波函数109

2.6 不确定关系110

本章提要116

思考题119

习题119

第3章 薛定谔方程及其应用122

3.1 薛定谔方程123

3.1.1 自由粒子薛定谔方程123

3.1.2 一般情况下的薛定谔方程124

3.1.3 定态薛定谔方程126

3.2 一维方势阱中的粒子128

3.2.1 一维无限深方势阱中的粒子128

3.2.2 一维有限深方势阱中的粒子133

3.2.3 一维方势垒 势垒贯穿134

3.3 简谐振子136

3.4 原子中的电子138

3.4.1 氢原子138

3.4.2 施特恩-格拉赫实验和电子自旋144

3.5 四个量子数和原子的壳层结构148

3.5.1 四个量子数148

3.5.2 泡利不相容原理与能量最低原理149

3.5.3 原子的壳层结构149

3.6 激光152

3.6.1 激光的产生152

3.6.2 激光的特性155

3.6.3 激光的应用：激光冷却155

本章提要156

思考题159

习题159

第4章 固体中的电子161

4.1 金属中的自由电子161

4.1.1 自由电子气模型162

4.1.2 自由电子气的费米能量163

4.1.3 态密度 费米-狄拉克分布167

4.2 固体能带理论170

4.2.1 固体的能带171

4.2.2 价带、导带和禁带174

4.2.3 导体、绝缘体和半导体175

4.3 半导体导电178

4.3.1 半导体分类178

4.3.2 pn结181

4.3.3 半导体器件182

本章提要187

思考题188

习题188

第5章 原子核物理190

5.1 原子核的基本性质190

5.1.1 原子核的组成190

5.1.2 原子核的形状与大小192

5.1.3 原子核的自旋与磁矩193

5.2 原子核的结合能和核力195

5.2.1 原子核的结合能195

5.2.2 核力197

5.3 原子核的放射性衰变199

5.3.1 放射性199

5.3.2 放射性衰变规律200

5.3.3 α衰变202

5.3.4 β衰变203

5.3.5 γ衰变205

5.3.6 放射性的应用205

5.4 核反应207

5.4.1 人工核反应207

5.4.2 核裂变208

5.4.3 核聚变212

本章提要215

思考题217

习题217

附录219