第三篇 光学基础

第一章 波动光学

1.1光波的基本性质及其描述

一、光波的传播速度

二、介质的折射率

三、定态波场和光波的描述

四、光波的强度

1.2光源 单色光 相干光

一、普通光源

二、单色光

三、相干光

1.3光波的干涉

一、光程

二、相位差与光程差

三、光波的叠加原理

四、光波的干涉

1.4杨氏双缝干涉

一、杨氏双缝干涉实验

二、杨氏双缝干涉条纹的理论计算

三、劳埃德镜实验

1.5干涉条纹的可见度 光场的时间相干性和空间相干性

一、干涉条纹的可见度

二、光源非单色性对干涉条纹的影响

三、光场的时间相干性

四、光源的线度对干涉条纹的影响

五、光场的空间相干性

1.6薄膜干涉

一、等倾干涉

二、等厚干涉

三、光的干涉应用

1.7光的衍射

一、光的衍射现象

二、惠更斯-菲涅耳原理

三、菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射

1.8夫琅禾费单狭缝衍射

一、单缝实验装置和现象

二、单缝衍射的强度

三、单狭缝衍射图样的特点

1.9夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领

一、夫琅禾费圆孔衍射

二、光学仪器的分辨本领

1.10衍射光栅

一、光栅衍射图样的特点

二、光栅衍射强度的计算

三、光栅衍射的特点

四、光栅光谱

五、X射线的衍射

1.11光的偏振态

一、线偏振光

二、自然光

三、部分偏振光

四、椭圆偏振光和圆偏振光

1.12二向色性 马吕斯定律

一、晶体的二向色性

二、马吕斯定律

1.13反射光和折射光的偏振状态

一、反射光的偏振态

二、折射光的偏振态

1.14光的双折射

一、双折射现象

二、光轴与主截面

三、光在晶体中的波面

四、波晶片

1.15偏振光的获得和检验

一、线偏振光的获得和检验

二、圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验

1.16旋光现象

习题

第二章 几何光学

2.1几何光学的基本定律

一、三条实验定律

二、光路可逆原理

三、费马原理

四、全反射

2.2反射和折射

一、光在平面上的反射和折射

二、光在球面上的反射和折射

2.3薄透镜

一、薄透镜

二、傍轴光线条件下的薄透镜物像公式

三、薄透镜成像的作图法

2.4光学仪器

一、眼睛

二、放大镜

三、显微镜

四、望远镜

习题

第三章 现代光学简介

3.1激光

一、粒子数按能级的统计分布——玻耳兹曼分布

二、自发辐射、受激辐射和受激吸收

三、激光原理

四、激光器

五、激光的特性

3.2全息照相

一、全息照相

二、基本原理

三、全息照相的特点

四、全息照相的一些应用

3.3光纤通信

一、光导纤维

二、光纤通信

三、光纤通信的特点

第四篇 热学基础

第一章 热学基本概念

1.1热力学系统的分类和宏观物体的微观模型

一、热力学系统的分类

二、宏观物体的微观模型

1.2热力学系统的平衡态与热力学过程

一、平衡态

二、状态参量

三、热力学过程

1.3温度

一、热力学第零定律

二、温度

三、温标

四、理想气体物态方程

习题

第二章 热力学第一定律

2.1功 热量

一、功

二、热量

三、热容

2.2热力学第一定律

一、热力学第一定律

二、内能

2.3热容与内能及焓的关系

一、定容热容与内能的关系

二、定压热容与焓的关系

三、理想气体的内能

四、理想气体的焓

五、理想气体的Cp和Cv的关系

2.4理想气体的几个热力学过程

一、等温过程

二、绝热过程

三、多方过程

2.5热机及其效率

一、热机

二、热机的循环过程

三、热机的效率

四、卡诺循环及其效率

习题

第三章 热力学第二定律

3.1热力学第二定律

一、可逆过程与不可逆过程

二、不可逆过程的关联性

三、热力学第二定律

3.2卡诺定理

3.3熵与熵增加原理

一、熵

二、熵增加原理

3.4能量退化原理

一、热传导过程造成不可用能的增加

二、功变热过程中产生的不可用能的增量

三、能量退化原理

习题

第四章 气体分子动理论与热运动的统计规律

4.1动力学规律与统计规律

一、动力学规律

二、统计规律

4.2理想气体压强与温度的统计意义

一、理想气体的微观模型

二、理想气体压强的统计意义

三、气体温度的统计意义

4.3熵的统计意义

一、宏观态与微观态

二、气体自由膨胀不可逆过程的统计意义

三、熵的统计意义

四、熵是系统无序度的量度

4.4范德瓦耳斯方程

一、分子间排斥力对理想气体物态方程体积的修正

二、分子间引力对理想气体物态方程压强的修正

4.5麦克斯韦分布律

一、麦克斯韦速度分布律

二、麦克斯韦速率分布律

4.6玻耳兹曼密度分布律

一、气体分子在重力场中按高度的分布

二、玻耳兹曼密度分布律

4.7能量按自由度均分定理

一、分子的自由度

二、能量均分定理

三、理想气体的内能

4.8气体的输运现象

一、气体输运过程的宏观规律

二、气体输运现象的分子动理论

习题

第五篇 近代物理学基础

第一章 狭义相对论力学基础

1.1狭义相对论的基本原理

一、迈克耳孙-莫雷实验

二、狭义相对论的基本原理

1.2洛伦兹变换

一、坐标变换

二、速度变换

1.3狭义相对论的时空观

一、同时的相对性

二、长度的收缩

三、时间的延缓

1.4狭义相对论动力学基础

一、相对论力学的基本方程

二、质量与能量的关系

三、动量和能量的关系

习题

第二章 物质的波粒二象性

2.1黑体辐射 普朗克能量子假设

一、热辐射和基尔霍夫辐射定律

二、黑体辐射的实验定律

三、普朗克能量子假说

2.2光电效应 爱因斯坦光子理论

一、光电效应的实验规律

二、经典理论所遇到的困难和缺陷

三、爱因斯坦的光子论及其对光电效应的解释

2.3康普顿效应 光的波粒二象性

一、康普顿效应

二、光子论对康普顿效应的解释

三、光的波粒二象性

2.4氢原子光谱 玻尔的量子理论

一、原子的有核模型及其与经典理论的矛盾

二、氢原子光谱的规律性

三、氢原子的玻尔量子论及其遇到的困难

2.5实物粒子的波动性

一、德布罗意波

二、德布罗意波的实验验证

三、不确定关系

习题

第三章 量子物理基础

3.1波函数及其统计诠释

一、波函数

二、波函数的统计诠释

3.2薛定谔方程

一、薛定谔方程的建立

二、一维势阱和势垒问题

三、一维谐振子问题

3.3氢原子量子理论简介

一、氢原子中电子的薛定谔方程

二、氢原子中电子的状态描述

3.4电子的自旋和原子的壳层结构

一、施特恩-格拉赫实验

二、电子的自旋

三、泡利不相容原理

四、原子的壳层结构

习题