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第十四章 机械振动1

14-1 简谐运动1

14-2 简谐运动中的振幅 周期 频率和相位3

一 振幅4

二 周期4

三 相位4

四 常数A和ψ的确定5

14-3 旋转矢量6

14-4 单摆和复摆12

一 单摆12

二 复摆13

三 大角度摆13

14-5 简谐运动的能量15

一 两个同方向同频率简谐运动的合成17

14-6 简谐运动的合成17

二 多个同方向同频率简谐运动的合成19

三 两个同方向不同频率简谐运动的合成20

四 两个相互垂直的同频率的简谐运动的合成23

五 两个相互垂直的不同频率的简谐运动的合成26

14-7 阻尼振动 受迫振动 共振26

一 阻尼振动26

二 受迫振动30

三 共振31

问题35

习题37

第十五章 机械波42

15-1 机械波的几个概念42

一 机械波的形成42

二 横波与纵波42

三 波长 波的周期和频率 波速44

四 波线 波面 波前47

15-2 平面简谐波的波函数48

一 平面简谐波的波函数48

二 波函数的物理含义50

三 波动微分方程55

15-3 波的能量56

一 波功能量的传播56

二 能流和能流密度58

15-4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射59

一 惠更斯原理59

二 波的衍射60

三 波的反射和折射60

15-5 波的干涉62

一 波的叠加原理62

二 波的干涉63

15-6 驻波67

一 驻波的产生67

二 驻波方程68

三 相位跃变71

四 驻波的能量71

五 振动的简正模式71

15-7 声波 超声波 次声波72

一 声波73

二 超声波76

三 次声波78

15-8 多普勒效应78

一 波源不动，观察者相对介质以速度v_o运动79

二 观察者不动，波源相对介质以速度v_s运动79

三 波源与观察者同时相对介质运动80

问题83

习题84

第十六章 电磁振荡和电磁波88

16-1 电磁振荡88

一 振荡电路 无阻尼自由电磁振荡88

二 无阻尼电磁振荡的振荡方程90

三 无阻尼自由电磁振荡的能量91

16-2 电磁波92

一 电磁波的产生与传播93

二 电磁波的特性97

三 电磁波的能量97

四 电磁波谱99

五 从麦克斯韦电磁场方程导出平面电磁波的波动微分方程100

问题103

习题103

第十七章 波动光学106

17-1 相干光107

17-2 杨氏双缝干涉实验 双镜 劳埃德镜109

一 杨氏双缝干涉实验109

二 杨氏双缝干涉的光强分布112

三 缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性112

四 双镜113

五 劳埃德镜114

17-3 光程 薄膜干涉116

一 光程116

二 透镜不引起附加的光程差117

三 薄膜干涉118

四 等倾干涉121

17-4 劈尖 牛顿环121

一 劈尖121

二 牛顿环125

17-5 迈克耳孙干涉仪 时间相干性127

一 迈克耳孙干涉仪127

二 时间相干性129

17-6 光的衍射130

一 光的衍射现象130

二 惠更斯-菲涅耳原理131

三 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射132

17-7 单缝衍射132

17-8 圆孔衍射 光学仪器的分辨率139

17-9 衍射光栅142

一 光栅142

二 光栅衍射条纹的形成144

三 衍射光谱146

17-10 X射线的衍射148

17-11 全息照相简介151

17-12 光的偏振性 马吕斯定律154

一 自然光 偏振光154

二 偏振片 起偏与检偏155

三 马吕斯定律156

17-13 反射光和折射光的偏振157

17-14 双折射 偏振棱镜159

一 双折射的寻常光和非常光159

二 尼科耳棱镜161

三 惠更斯原理对双折射现象的解释162

四 1/4波片和半波片163

五 人为双折射现象164

17-15 旋光现象165

17-16 偏振光的干涉166

一 椭圆偏振光和圆偏振光166

二 偏振光的干涉167

17-17 非线性光学现象169

一 倍频现象169

二 混频现象170

三 自聚焦现象170

问题171

习题174

第十八章 相对论179

18-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观180

一 伽利略变换式 经典力学的相对性原理180

二 经典力学的绝对时空观182

18-2 迈克耳孙-莫雷实验182

18-3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式185

一 狭义相对论的基本原理185

二 洛伦兹变换式186

三 洛伦兹速度变换式189

18-4 狭义相对论的时空观190

一 同时的相对性190

二 长度的收缩191

三 时间的延缓194

四 关于时间延缓和长度收缩的实验证明195

18-5 光的多普勒效应196

18-6 相对论性动量和能量199

一 动量与速度的关系199

二 狭义相对论力学的基本方程201

三 质量与能量的关系202

四 质能公式在原子核裂变和聚变中的应用205

五 动量与能量的关系207

18-7 广义相对论简介209

一 广义相对沦的等效原理209

二 广义相对论时空特性的几个例子211

问题213

习题214

第十九章 量子物理217

19-1 黑体辐射 普朗克能量子假设217

一 黑体 黑体辐射218

二 斯特藩-玻耳兹曼定律 维恩位移定律219

三 黑体辐射的瑞利-金斯公式 经典物理的困难222

四 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式224

19-2 光电效应 光的波粒二象性229

一 光电效应实验的规律229

二 光子 爱因斯坦方程230

三 光电效应在近代技术中的应用234

四 光的波粒二象性235

19-3 康普顿效应235

19-4 氢原子的玻尔理论240

一 氢原子光谱的规律性241

二 卢瑟福的原子有核模型242

三 氢原子的玻尔理论246

四 氢原子玻尔理论的困难249

19-5 弗兰克-赫兹实验250

19-6 德布罗意波 实物粒子的二象性252

一 德布罗意假设252

二 德布罗意波的实验证明255

三 应用举例258

四 德布罗意波的统计解释259

19-7 不确定关系259

19-8 量子力学简介262

一 波函数 概率密度263

二 薛定谔方程264

三 一维势阱问题266

四 对应原理269

五 一维方势垒 隧道效应271

19-9 氢原子的量子理论简介272

一 氢原子的薛定谔方程273

二 三个量子数274

三 氢原子在基态时的径向波函数和电子的分布概率276

19-10 多电子原子中的电子分布278

一 电子自旋 自旋磁量子数278

二 多电子原子中的电子分布280

19-11 激光289

一 自发辐射 受激辐射289

二 激光原理290

三 激光器293

四 激光的特性和应用295

19-12 半导体296

一 固体的能带296

二 本征半导体和杂质半导体299

三 pn结301

四 光生伏特效应303

19-13 超导电性303

一 超导体的转变温度303

二 超导体的主要特性305

三 超导电性的BCS理论306

四 超导的应用前景307

问题308

习题310

一 等离子体313

二 等离子体的基本性质313

20-1 等离子体与受控核聚变313

第二十章 物理学与新技术313

三 等离子体在磁场中的特性314

四 受控核聚变315

20-2 光导纤维317

一 光纤317

二 均匀折射率光纤导光原理318

三 光纤的传播模式319

四 光纤的损耗320

五 光纤的色散320

六 非均匀折射率光纤321

七 光纤的应用323

20-3 液晶324

一 液晶的分类324

二 液晶的各向异性和电光效应325

三 液晶的应用327

20-4 新一代扫描显微镜329

一 STM的原理简介330

二 STM的基本结构331

三 STM的工作方式332

四 STM的应用332

五 原子力显微镜333

20-5 纳米材料简介334

一 纳米微粒335

二 纳米固体336

三 纳米材料的制备336

四 一种纳米新材料——碳纳米管337

五 应用339

问题339

习题答案341

索引347

照片说明355