《大学物理学 第3分册 波动学》

引言1

第一章 振动1

1-1 简谐振动1

一、简谐振动1

简谐振动的特征量2

二、简谐振动的微分方程7

振幅和初位相的确定9

1-2 简谐机械振动11

一、简谐机械振动的动力学特征12

关于动力学特征的补述13

微振动16

二、简谐振动的能量19

1-3 电磁振荡24

1-4 阻尼振动和受迫振动29

一、阻尼振动29

二、受迫振动和共振33

共振频率的定量讨论36

受迫电磁振荡和电共振40

1-5 简谐振动的合成43

一、叠加原理43

叠加原理的适用范围44

二、简谐振动的合成45

1-6 振动的分解59

振动的付里叶分解与频谱60

2-1 波的产生75

一、机械波75

第二章 波75

二、电磁波78

2-2 描述波动过程的物理量81

一、波前和波线81

二、波长、周期、频率和波速82

三、电磁波的特征和电磁波谱84

2-3 行波方程87

一、平面简谐行波的表示87

二、行波方程的物理意义89

三、波动过程的微分方程94

2-4 波动方程的动力学推导95

一、固体的弹性95

二、机械波的波动方程96

三、平面电磁波的波动方程99

2-5 波的能量103

一、机械波的能量和能流密度104

二、电磁波的能量和能流密度108

三、波的吸收111

四、声强和声强级112

2-6 惠更斯原理113

一、惠更斯原理113

二、波的衍射114

三、波的反射和折射115

2-7 波的干涉118

2-8 驻波124

驻波方程128

2-9 多普勒效应131

一、机械波的多普勒效应131

二、光波的多普勒效应136

第三章 波动光学155

3-1 光源 光的相干性155

一、光源155

二、光波的叠加和干涉157

三、相干光的获得161

3-2 光程 光程表162

一、光程和光程表162

二、相干长度和相干时间165

三、薄透镜的等光程性166

四、光反射时的位相突变和额外光程167

五、关于位相突变和额外光程差的进一步说明169

一、杨氏双缝实验171

3-3 分波前方法的几个干涉实验171

二、分波前干涉的其它一些实验177

3-4 干涉条纹的反衬度179

一、相干光强度的影响180

二、光源大小的影响180

三、光源单色性的影响181

四、空间相干性和时间相干性185

五、由光单色性所限制的最大光程差与波列长度的关系185

3-5 薄膜干涉188

一、干涉条纹的位置188

二、等厚干涉190

三、干涉的应用198

四、等倾干涉209

五、光源大小对干涉条纹的影响212

3-6 迈克耳孙干涉仪213

迈克耳孙干涉仪中的等倾干涉条纹216

3-7 惠更斯-菲涅耳原理217

一、惠更斯-菲涅耳原理217

二、夫琅和费衍射和菲涅耳衍射219

3-8 单缝衍射220

一、菲涅耳半波带法222

二、单缝衍射条纹的光强分布227

菲涅耳衍射积分公式在单缝衍射中的应用233

3-9 光栅衍射235

光栅的分辨本领242

3-10 光学仪器的分辨本领243

3-11 X射线的衍射247

3-12 自然光和偏振光252

一、偏振片的起偏和检偏255

3-13 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律255

二、马吕斯定律257

3-14 反射和折射时光的偏振258

3-15 光的双折射265

一、双折射现象265

二、人为双折射现象267

三、双折射现象的解释268

四、尼科耳棱镜和渥拉斯顿棱镜272

五、四分之一波片和二分之一波片274

3-16 偏振光的干涉276

一、椭圆偏振光和圆偏振光276

二、偏振光的干涉278

3-17 偏振光的应用284