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第四篇 电磁学

第10章 真空中的静电场

10.1 静电场的基本现象和基本规律

10.1.1 摩擦起电和两种电荷

10.1.2 静电感应和电荷守恒定律

10.1.3 物质的电结构以及导体、绝缘体和半导体

10.2 真空中的库仑定律

10.2.1 电荷和库仑定律

10.2.2 静电场力的叠加原理

10.2.3 应用库仑定律解题的步骤

10.3 静电场和电场强度

10.3.1 静电场

10.3.2 电场强度矢量

10.3.3 场强叠加原理

10.4 电场线、电通量和高斯定理

10.4.1 电场线

10.4.2 电通量

10.4.3 静电场的高斯定理

10.4.4 高斯定理的应用

10.4.5 应用高斯定理求场强分布的几点说明

10.5 静电场力所做的功、电势能、电势差和电势

10.5.1 静电场力所做的功

10.5.2 电势能

10.5.3 电势差

10.5.4 电势

10.5.5 电场力所做的功和电势差的关系

10.5.6 电势叠加原理和电势的计算

10.6 等势面以及场强与电势的关系

10.6.1 等势面

10.6.2 电势与场强的微分关系

10.7 带电粒子在静电场中受到的力及其运动

10.7.1 电偶极子在电场中受到的力与力矩

10.7.2 带电粒子在匀强电场中的运动

本章内容简介（英文）

习题10

第11章 静电场中的导体和电介质

11.1 静电场中的导体

11.1.1 金属导体微观结构的特征

11.1.2 导体的静电平衡条件

11.1.3 导体处于静电平衡时的性质

11.1.4 导体面电荷密度和场强的关系

11.1.5 导体空腔的电荷分布（导体壳）

11.2 静电场中的电介质

11.2.1 电介质的极化及微观机制

11.2.2 极化强度矢量和极化电荷的关系

11.2.3 电位移矢量和有电介质时的高斯定理

11.3 电容器和电容

11.3.1 孤立导体的电容

11.3.2 电容器和电容器的电容

11.3.3 电容器电容的计算

11.3.4 电介质对电容器电容的影响

11.3.5 电容器的串联和并联

11.4 静电场的能量

11.4.1 点电荷系的相互作用能

11.4.2 电荷连续分布的带电体系的静电能

11.4.3 电容器的静电能

11.4.4 电场的能量和能量密度

本章内容简介（英文）

习题11

静电场检测题

第12章 稳恒电流

12.1 电流和电流密度

12.1.1 电流的形成

12.1.2 电流

12.1.3 电流密度

12.1.4 稳恒电流和电场

12.2 一段不含源电路的欧姆定律

12.2.1 欧姆定律和电阻

12.2.2 电阻定律和电阻率

12.2.3 欧姆定律的微分形式

12.2.4 金属导电的经典电子理论

12.3 电流的功、功率和焦耳定律

12.3.1 电流的功和功率

12.3.2 焦耳定律

12.4 电阻的串联和并联

12.4.1 电阻的串联

12.4.2 电阻的并联

12.4.3 分压电路和分流电路

12.5 电源和电动势

12.5.1 电源

12.5.2 电动势

12.6 闭合电路和一段含源电路的欧姆定律

12.6.1 闭合电路的欧姆定律

12.6.2 一段含源电路的欧姆定律

12.7 基尔霍夫定律

12.7.1 基尔霍夫第一定律

12.7.2 基尔霍夫第二定律

本章内容简介（英文）

习题12

第13章 真空中稳恒电流的磁场

13.1 基本的磁现象

13.1.1 早期对磁现象的认识

13.1.2 磁场

13.2 磁感应强度、磁感应线、磁通量和磁场中的高斯定理

13.2.1 磁感应强度

13.2.2 磁感应线

13.2.3 磁感应通量

13.2.4 磁场的高斯定理

13.3 毕奥—萨伐尔—拉普拉斯定律

13.3.1 毕奥—萨伐尔—拉普拉斯定律

13.3.2 磁场叠加原理

13.3.3 关于毕奥—萨伐尔—拉普拉斯定律的几点说明

13.3.4 毕奥—萨伐尔—拉普拉斯定律的应用

13.4 安培环路定理及其应用

13.4.1 安培环路定理

13.4.2 安培环路定理的证明

13.4.3 安培环路定理的应用

13.5 运动电荷的磁场

13.6 磁场对电流的作用

13.6.1 安培定律

13.6.2 两无限长直载流导线间的作用力

13.6.3 载流线圈在磁场中所受的力和力矩

13.7 带电粒子在磁场中的运动

13.7.1 洛仑兹力

13.7.2 带电粒子在均匀磁场中的运动

13.7.3 带电粒子在均匀电场和均匀磁场中的运动

本章内容简介（英文）

习题13

第14章 磁介质

14.1 磁介质的磁化和磁导率

14.1.1 磁场中磁介质的磁化

14.1.2 磁介质的磁导率

14.1.3 磁介质的分类

14.1.4 磁介质磁化的微观机制

14.1.5 磁化强度矢量

14.1.6 磁化强度与分子电流的关系

14.2 磁场强度矢量、有磁介质时的安培环路定理和高斯定理

14.3 磁介质的磁化规律以及磁化率与磁导率

14.4 铁磁质

14.4.1 铁磁质的一般特性

14.4.2 铁磁质的磁化规律

14.4.3 铁磁质的分类和应用

14.4.4 铁磁性的起因

本章内容简介（英文）

习题14

第15章 电磁感应

15.1 法拉第电磁感应定律

15.1.1 电磁感应现象

15.1.2 法拉第电磁感应定律

15.1.3 楞次定律

15.2 动生电动势和交流发电机原理

15.2.1 动生电动势和洛仑兹力

15.2.2 动生电动势的计算

15.3 感生电动势和涡旋电场

15.3.1 感生电动势和涡旋电场

15.3.2 感生电动势的计算

15.4 自感和互感

15.4.1 自感现象及其实验观察

15.4.2 自感系数和自感电动势

15.4.3 互感现象和互感系数

15.5 自感磁能和互感磁能

15.5.1 自感磁能

15.5.2 互感磁能

15.5.3 磁场的能量

15.6 位移电流和麦克斯韦方程组

15.6.1 静电场、静磁场的基本方程

15.6.2 涡旋电场所满足的方程

15.6.3 位移电流

15.6.4 麦克斯韦方程组的积分形式

15.6.5 麦克斯韦方程组的微分形式

15.6.6 麦克斯韦方程组的意义

本章内容简介（英文）

习题15

第16章 电磁振荡和电磁波

16.1 电磁振荡

16.1.1 无阻尼自由振荡回路

16.1.2 无阻尼自由振荡的规律

16.2 电磁波的产生和传播

16.2.1 振荡回路的改进

16.2.2 振荡电偶极子发射的电磁波

16.2.3 E和H的表达式

16.3 电磁波的性质和能量

16.3.1 电磁波的性质

16.3.2 电磁波的能量

16.3.3 振荡偶极子的发射总功率

16.3.4 赫兹实验

16.4 电磁波谱

16.4.1 无线电波

16.4.2 红外线

16.4.3 可见光

16.4.4 紫外线

16.4.5 X射线

16.4.6 γ射线

本章内容简介（英文）

习题16

阅读材料 科学家系列简介（三）

静磁学和电磁场检测题

第五篇 光学的物理基础

第17章 波动光学基础

第一部分 光的干涉

17.1 光波、光源、光的相干叠加和非相干叠加

17.1.1 光的电磁理论

17.1.2 光源及其发光特征

17.1.3 光波叠加原理

17.1.4 光波的相干叠加和非相干叠加

17.1.5 相干条件、相干光和相干光源

17.1.6 获得相干光源的基本方法

17.1.7 光程、相差和光程差

17.1.8 干涉条纹的可见度

17.1.9 光通过薄透镜的等光程性

17.2 由分波前法产生的光的干涉

17.2.1 杨氏双缝实验

17.2.2 洛埃镜实验

17.3 由分振幅法产生的光的干涉——薄膜干涉

17.3.1 平行平面膜产生的干涉

17.3.2 等厚干涉

17.4 迈克耳孙干涉仪

17.4.1 迈克耳孙干涉仪

17.4.2 相干长度和相干时间

第二部分 光的衍射

17.5 光的衍射现象和惠更斯—菲涅耳原理

17.5.1 光的衍射现象与衍射的分类

17.5.2 惠更斯—菲涅耳原理

17.6 单狭缝夫琅和费衍射

17.6.1 夫琅和费衍射的实验

17.6.2 菲涅耳半波带法

17.6.3 单缝衍射图样及光强分布

17.7 圆孔夫琅和费衍射

17.7.1 圆孔夫琅和费衍射

17.7.2 光学仪器的分辨本领

17.7.3 人眼的分辨本领

17.7.4 光谱仪器的色分辨本领

17.8 衍射光栅

17.8.1 平面透射光栅

17.8.2 光栅光谱

17.8.3 光栅光谱仪的色分辨本领

17.8.4 光栅的色散本领

第三部分 光的偏振

17.9 自然光和偏振光

17.9.1 光的偏振现象

17.9.2 偏振片、起偏器和检偏器

17.9.3 马吕斯定律

17.10 光在各向同性介质分界面上反射和折射时的偏振

17.10.1 反射和折射时的偏振现象

17.10.2 布儒斯特定律

17.10.3 玻璃片的检偏

17.11 光的双折射现象

17.11.1 晶体的双折射现象

17.11.2 双折射现象的物理解释

17.11.3 偏振器件

本章内容简介（英文）

习题17

阅读材料 科学家系列简介（四）

波动光学检测题

第六篇 近代物理和现代工程技术简介

第18章 狭义相对论基础

18.1 力学相对性原理、伽利略变换和经典力学时空观

18.1.1 伽利略时空坐标变换

18.1.2 力学相对性原理

18.1.3 牛顿的绝对时空观

18.2 狭义相对论的两个基本假设和洛仑兹变换

18.2.1 相对论产生的历史背景

18.2.2 相对论实验基础

18.2.3 狭义相对论的两个基本假设

18.2.4 洛仑兹变换

18.3 狭义相对论时空观

18.3.1 相对论时空结构

18.3.2 长度收缩

18.3.3 同时性的相对性

18.3.4 时钟变慢

18.3.5 狭义相对论时空观

18.4 狭义相对论动力学基础

18.4.1 相对论动量、能量

18.4.2 质能关系

18.4.3 质能关系的物理意义

18.4.4 相对论力学方程

本章内容简介（英文）

习题18

第19章 量子物理基础

19.1 热辐射和普朗克的辐射量子论

19.1.1 热辐射及其描述方法

19.1.2 绝对黑体辐射和基尔霍夫定律

19.1.3 绝对黑体辐射的实验规律

19.1.4 绝对黑体辐射的经典理论解释

19.1.5 普朗克的量子论

19.1.6 光测高温方法

19.2 光电效应和爱因斯坦光量子理论

19.2.1 光电效应的发现

19.2.2 光电效应的实验规律

19.2.3 光电效应的经典解释

19.2.4 光电效应的量子解释

19.2.5 爱因斯坦的光量子理论

19.2.6 光子

19.3 康普顿效应和光的波粒二象性

19.3.1 X射线

19.3.2 康普顿散射的实验装置

19.3.3 康普顿散射的实验结果

19.3.4 经典考虑

19.3.5 康普顿的量子解释

19.3.6 光的波粒二象性

19.4 氢原子光谱规律和玻尔的氢原子理论

19.4.1 氢原子的光谱

19.4.2 玻尔的氢原子理论

19.4.3 玻尔模型的实验验证

19.4.4 玻尔理论所得的结论

19.4.5 玻尔理论的局限性

19.5 实物粒子的波粒二象性

19.5.1 光的波粒二象性

19.5.2 实物粒子的波粒二象性

19.5.3 德布罗意波

19.6 不确定关系

19.6.1 不确定关系的简单导出

19.6.2 不确定关系的表述和含义

19.7 波函数及其统计解释

19.7.1 波函数

19.7.2 波函数的统计解释

19.7.3 薛定谔方程

19.8 一维无限深势阱

19.9 量子隧道效应

19.10 氢原子的量子力学处理和电子自旋

19.10.1 氢原子的量子力学处理

19.10.2 电子自旋

19.11 多电子原子和原子的壳层结构

19.11.1 氦原子的光谱和能级

19.11.2 泡利不相容原理

19.11.3 原子的电子壳层结构

本章内容简介（英文）

习题19

阅读材料 科学家系列简介（五）

相对论和量子物理检测题

第20章 能源和核能技术简介

20.1 能源概念简述

20.1.1 能源的类型

20.1.2 能源的转化

20.1.3 能源的利用

20.2 原子核的性质和裂变

20.2.1 原子核的基本性质

20.2.2 原子核的裂变

20.3 链式反应和核能的利用

20.3.1 链式反应

20.3.2 实现链式反应的条件

20.3.3 原子核反应堆

20.3.4 原子反应堆的应用

20.3.5 原子弹

20.4 轻原子核的聚变反应和核能的利用

20.4.1 轻原子核的聚变

20.4.2 太阳中的原子核聚变

20.4.3 热核反应

20.5 其他能源简介

20.5.1 太阳能及其利用

20.5.2 风能及其利用

20.5.3 海洋能的开发和利用

20.5.4 地热能

20.5.5 氢能的利用

习题20

第21章 激光原理及其应用

21.1 激光的基本原理

21.1.1 粒子数按能级的分布

21.1.2 光与物质的作用

21.1.3 粒子数反转分布

21.1.4 光振荡

21.2 激光器

21.2.1 激光器种类

21.2.2 固体激光器

21.2.3 气体激光器

21.3 激光的特性

21.4 激光技术的应用

21.4.1 激光在工业方面的应用

21.4.2 激光在能源方面的应用

21.4.3 激光在医学方面的应用

21.4.4 激光在军事上的应用

21.4.5 激光在农业方面的应用

21.4.6 激光的其他应用

习题21

第22章 红外辐射技术原理及其应用简介

22.1 红外线及红外辐射源

22.1.1 红外线的发现和红外波段的划分

22.1.2 红外辐射源的类型及特点

22.2 红外辐射的传输特性

22.2.1 红外辐射在传输媒质中的衰减规律

22.2.2 红外辐射在大气中的传输特性

22.2.3 红外辐射在凝聚态媒质中的传播

22.3 红外辐射的探测特性

22.3.1 红外探测器的特性参数

22.3.2 红外辐射探测器的种类

22.3.3 红外成像器件

22.4 红外技术的应用

22.4.1 红外测温技术

22.4.2 红外遥感技术

22.4.3 红外加热技术及其应用

22.4.4 红外新技术成果的应用

习题22

第23章 纳米科技及应用简介

23.1 纳米科学技术及其产生

23.1.1 纳米科技

23.1.2 纳米科技的诞生

23.1.3 发展纳米科技的意义

23.2 蓬勃发展中的纳米科技

23.2.1 纳米材料学（nanometer materials science）

23.2.2 纳米电子学（nanoeletronics）

23.2.3 纳米生物学（nanobiology）

23.3 纳米科技研究的工具

23.3.1 高分辨透射电镜（HRTEM）

23.3.2 扫描隧道显微镜（STM）

23.3.3 原子力显微镜（AFM）

23.4 纳米科技的安全性问题

23.4.1 纳米技术与人体健康的安全问题

23.4.2 纳米生物技术与生态安全问题

23.4.3 纳米技术与社会安全问题

习题23