《大学物理学 第4分册 近代物理基础》

第一章狭义相对论基础1

1-1迈克尔逊-莫雷实验1

一、神秘的以太1

二、迈克尔逊-莫雷实验2

三、对迈克尔逊-莫雷实验的分析5

1-2 狭义相对论的基本假设6

1-3一些重要的相对论效应8

一、同时性的定义及时钟校准问题8

二、同时性的相对性9

三、时间膨胀效应11

四、长度收缩效应12

五、多普勒效应15

1-4洛伦兹变换 相对论时空观及速度合成法则19

一、洛仑兹变换式21

二、用洛伦兹变换式讨论相对论时空观23

三、相对论速度合成法则25

1-5 双生子佯谬29

1-6狭义相对论的动力学基础33

一、相对论动力学的基本方程 相对论的质速关系式34

二、质量-能量的关系式37

三、相对论动量-能量关系式40

习题46

第二章光的量子性53

2-1黑体辐射和普朗克假设53

一、有关黑体辐射的一些基本概念53

二、黑体辐射的实验研究54

三、经典物理对于黑体辐射的解释及其困难57

四、普朗克假设 黑体辐射的普朗克公式58

2-2爱因斯坦光子理论 光电效应60

一、光电效应的实验研究60

二、经典理论不能解释光电效应63

三、爱因斯坦光子理论64

四、光电效应方程65

2-3康普顿散射66

一、康普顿散射的实验描述67

二、康普顿散射的理论解释68

三、几点重要附注70

习题72

第三章原子物理简介78

3-1卢瑟福的原子核式模型78

一、原子的一般情况79

二、卢瑟福的α粒子散射实验80

三、卢瑟福原子模型84

3-2氢原子光谱的实验规律87

一、氢原子光谱的实验规律（一）——巴尔末公式87

二、氢原子光谱的实验规律（二）——广义巴尔末公式89

3-3玻尔的氢原子理论90

一、经典物理处理氢原子问题遇到的困难90

二、玻尔假设92

三、玻尔氢原子理论93

四、氢原子的能级和光谱96

3-4 原子能级存在的实验证据——夫兰克-赫兹实验98

习题101

第四章量子力学初步105

4-1物质的波粒二象性105

一、德布罗意假设105

二、德布罗意假设的实验验证106

4-2测不准关系110

一、由电子衍射实验估算电子位置及动量的精度110

二、海森堡测不准关系式111

三、测不准关系的意义112

4-3波函数的物理意义113

一、自由粒子的波函数114

二、波函数的物理意义114

三、波函数的标准化条件116

4-4薛定谔方程117

一、薛定谔方程的建立118

二、定态薛定谔方程120

三、经典力学和量子力学的粗略比较121

4-5一维无限深势阱122

一、势阱描述122

二、薛定谔方程及其求解123

三、用标准化条件确定A,k,δ124

四、能量量子化125

五、用驻波法求解一维无限深势阱问题127

4-6核外电子的壳层结构 元素周期表129

一、量子力学对核外电子状态的描述129

二、斯忒恩-盖拉赫实验131

三、电子自旋 四个量子数133

四、泡利原理 壳层结构134

五、元素周期表136

习题141

第五章激光144

5-1原子的激发和辐射 激光原理144

一、原子在各能态的分布145

二、原子的自发辐射145

三、受激辐射和受激吸收148

四、激光原理151

5-2氦—氖激光器155

一、氦-氖激光器的结构155

二、氦-氖激光器的能级结构156

三、氦-氖激光器的工作原理157

四、光放大158

5-3激光应用简介161

一、激光应用简介161

二、一些激光器162

习题163

第六章固体概论166

6-1固体的类型和结构166

一、离子键晶体167

二、共价键型晶体167

三、金属键型晶体168

6-2金属中的自由电子气体及导电性168

一、金属中的自由电子气体理论168

二、金属的导电性172

三、超导性175

6-3固体的能带理论177

一、固体的能带理论178

二、能带中电子的分布184

三、电子在能带中的运动绝缘体、导体和半导体185

6-4半导体物理学简介187

一、半导体物理学简介188

二、半导体的结构192

三、半导体器件简介196

习题199

常数表201

习题答案202