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第二十一章激光及其应用1

21-1光和物质的相互作用1

一 受激吸收1

二 受激辐射3

三 自发辐射4

四 受激吸收、受激辐射和自发辐射的关系6

五 粒子数反转7

六 光的放大8

21-2粒子数反转的实现及光振荡10

一 粒子数反转的实现10

二 光振荡与光学谐振腔12

三 光振荡的阈值条件15

21-3激光的模式17

一 纵模18

二 横模20

21-4激光器23

一红宝石激光器23

二 掺钕钇铝石榴石（Nd+3：YAG）激光器25

三 He-Ne激光器26

四 氩离子激光器30

五 二氧化碳激光器32

21-5激光的性质与应用34

一 激光的性质34

二 激光的应用35

21-6全息照相39

一 全息照相的基本过程39

二 全息照相的主要特点40

三 全息照相的基本原理40

四 全息照相的应用45

第二十二章热辐射与红外技术48

22-1红外辐射度量学基础48

一 基本辐射量49

二 朗伯辐射源及朗伯余弦定律52

22-2热辐射的基本定律54

一 黑体辐射的基本定律54

二 基尔霍夫定律56

三 黑体辐射定律的推论57

四 实际物体的热辐射58

五 红外辐射源61

22-3红外辐射的传输63

一 辐射在传输媒质中的衰减63

二 红外辐射在大气中的传输64

三 红外辐射在凝聚态媒质中的传播70

22-4红外探测器70

一 红外探测器的特性参数70

二 红外探测器的种类73

三 红外成像器件76

22-5红外技术的应用79

一 利用红外技术检测温度80

二 红外遥感技术81

三 红外技术在军事上的应用82

四 红外技术在工农业生产中的应用83

第二十三章固体能带理论和半导体86

23-1晶态固体86

一 物质的态86

二 晶态固体87

三 晶体的结合力88

23-2晶体中的电子状态——能带理论91

一 周期性势场91

二 金属中的自由电子模型93

三 能级密度95

四 费米－狄拉克分布98

五 周期势场中电子的运动99

23-3 导体绝缘体半导体103

23-4 本征半导体与杂质半导体107

23-5载流子性质110

一 电子和空穴的统计分布110

二 电导率112

三 霍耳效应113

四 有效质量114

23-6半导体的基本性质及应用115

一 电导率的温度效应与光电导效应115

二 温差电效应117

23-7p-n结118

一 p-n结的整流作用119

二 p-n结的光电效应121

三 晶体三极管及其放大作用122

第二十四章核能及其应用124

24-1核反应124

一 核反应124

二 核反应过程中的守恒定律126

24-2重核的裂变及其应用127

一 重核的裂变127

二 裂变的链式反应131

三 裂变链式反应的控制132

四 原子弹133

五 核反应堆137

24-3轻核的聚变及其应用140

一 轻核的聚变140

二 恒星的能源142

三 氢弹143

四 聚变反应的控制145

24-4射线对物质的作用147

一 α射线对物质的作用147

二 β射线对物质的作用148

三 γ射线对物质的作用149

24-5射线对人体的影响及其防护151

一 射线对人体的影响151

二 辐射剂量153

三 辐射的生物效应154

四 辐射的防护155

24-6放射现象的应用158

一 示踪原子的应用158

二 放射性衰变规律的应用159

三 射线的直接应用159

第二十五章广义相对论简介160

25-1等价原理160

一 引力质量和惯性质量160

二 等价原理161

三 局域惯性系162

25-2弯曲的时空164

一 四维时空164

二 光线在引力场中的弯曲164

三 弯曲的时空165

四 光线在太阳引力场中的弯曲166

25-3时空度规168

一 非欧几何168

二 时空度规172

三 短程线174

25-4爱因斯坦引力场方程175

一 引力场方程175

二 史瓦西度规176

三 引力场中的时空度量180

四 引力红移180

五 雷达回波延迟182

25-5引力坍缩与黑洞183

一 引力坍缩183

二 黑洞184

25-6 引力波187

第二十六章宇宙学简介191

26-1 宇宙的膨胀192

26-2宇宙膨胀动力学197

一 宇宙膨胀动力学197

二 宇宙的平均质量密度200

26-3相对论宇宙学201

一 牛顿的绝对时空观与相对论时空观201

二 罗伯逊－沃克尔度规202

三 R（t）的动力学204

26-4宇宙的年龄和范围205

一 宇宙的年龄205

二 天体的年龄206

三 宇宙的范围208

26-5宇宙的演化208

一 宇宙的演化208

二 真空的相变210

三 微波背景辐射211

四 氦的丰度216

26-6 引力与量子217