大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（下）

第10章 振動 1
10．1 簡諧振動的模型 1
10．1．1 簡諧振動特征及簡諧振動方程 1
10．1．2 描述簡諧振動的特征量 4
10．1．3 簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量表示法 6
10．2 單擺、復(fù)擺 8
10．2．1 單擺 8
10．2．2 復(fù)擺 8
10．3 簡諧振動的能量 10
10．4 簡諧振動的合成與分解 12
10．4．1 兩個同方向同頻率簡諧振動的合成 12
10．4．2 兩個相互垂直的同頻率的簡諧振動的合成 15
10．4．3 兩個同方向不同頻率簡諧振動的合成 拍現(xiàn)象 17
10．5 阻尼振動 受迫振動 共振 19
10．5．1 阻尼振動 19
10．5．2 受迫振動 20
10．5．3 共振 22
10．6 電磁振蕩 22
10．6．1 LC振蕩器 22
10．6．2 阻尼電磁振蕩及振蕩方程 23
*10．7 非線性振動 24
10．7．1 非線性振動簡介 24
10．7．2 非線性特征 25
本章提要 27
閱讀材料？？ 30
習(xí)題 30
第11章 波動 35
11．1 機械波的概念 35
11．1．1 機械波的產(chǎn)生 35
11．1．2 橫波和縱波 36
11．1．3 機械波的描述 36
11．1．4 波長、波的周期、頻率和波速的關(guān)系 37
11．2 平面簡諧波 38
11．2．1 平面簡諧波及波函數(shù) 38
11．2．2 波函數(shù)的意義 40
11．3 波的能量 波的強度 43
11．3．1 波的能量和能流密度 43
11．3．2 波的強度 46
11．3．3 波的吸收 48
11．3．4 聲波 48
11．4 波的干涉 51
11．4．1 波的疊加原理 51
11．4．2 波的干涉 51
11．4．3 駐波 54
11．5 惠更斯原理和波的衍射 62
11．5．1 惠更斯原理 62
11．5．2 波的衍射 63
11．6 平面電磁波 64
11．6．1 電磁波的產(chǎn)生與傳播 64
11．6．2 平面電磁波的性質(zhì) 66
11．7 多普勒效應(yīng) 67
11．7．1 聲波的多普勒效應(yīng) 67
11．7．2 電磁波的多普勒效應(yīng)與紅移現(xiàn)象 70
本章提要 70
閱讀材料 74
習(xí)題 75
第12章 光的干涉 光的衍射 80
12．1 光源和光的相干性 80
12．1．1 光源、單色光、相干光 80
12．1．2 光的相干性、相干光的獲得 82
12．1．3 光程 光程差 83
12．2 楊氏雙縫干涉 勞埃德鏡實驗 84
12．2．1 楊氏雙縫實驗 84
12．2．2 勞埃德鏡實驗 86
12．2．3 反射光的相位突變和附加光程差 87
12．3．4 透鏡不引起附加光程差 87
12．3 薄膜干涉 光學(xué)干涉測薄膜厚度 87
12．3．1 薄膜干涉 87
12．3．2 增透膜與高反射膜 89
12．3．3 劈尖干涉 牛頓環(huán) 90
*12．3．4 光學(xué)干涉測薄膜厚度 94
12．4 光的衍射現(xiàn)象和惠更斯-菲涅耳原理 96
12．4．1 光的衍射現(xiàn)象 96
12．4．2 惠更斯-菲涅耳原理 96
12．5 夫瑯禾費衍射 97
12．5．1 單縫夫瑯禾費衍射 97
12．5．2 圓孔夫瑯禾費衍射 光學(xué)儀器的分辨率 99
12．6 光柵衍射 102
12．6．1 光柵衍射 光柵方程 102
12．6．2 光柵光譜 缺級現(xiàn)象 103
12．6．3 光的干涉與衍射 104
12．7 X射線的衍射 105
12．7．1 電磁波譜 105
12．7．2 X射線的產(chǎn)生 106
12．7．3 X射線的衍射 107
12．8 光的偏振 110
12．8．1 光的橫波性與偏振態(tài) 110
12．8．2 自然光 偏振光 110
12．8．3 圓偏振光和橢圓偏振光 111
12．9 起偏和檢偏 馬呂斯定律 111
12．9．1 起偏和檢偏 111
12．9．2 馬呂斯定律 112
12．10 反射和折射時光的偏振 布儒斯特定律 113
12．11 雙折射 115
12．11．1 尋常光和非常光 115
12．11．2 光軸、單軸晶體、雙軸晶體、主平面 115
12．11．3 惠更斯原理解釋晶體的雙折射 116
*12．12 幾何光學(xué) 117
12．12．1 幾何光學(xué)基本定律 117
12．12．2 光在平面上的反射和折射成像 119
12．12．3 光在球面上的反射和折射成像 120
12．12．4 薄透鏡 123
本章提要 125
閱讀材料：漫反射全息照相 128
習(xí)題 132
第13章 相對論基礎(chǔ) 137
13．1 力學(xué)相對性原理 伽利略變換 137
13．1．1 經(jīng)典力學(xué)的相對性原理 137
13．1．2 經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 138
13．1．3 伽利略變換 138
13．2 狹義相對論基本原理 洛倫茲變換 139
13．2．1 狹義相對論基本原理 139
13．2．2 洛倫茲變換 140
13．2．3 洛倫茲速度變換式 140
13．3 狹義相對論的時空觀 141
13．3．1 同時性的相對性 142
13．3．2 時間膨脹 142
13．3．3 長度收縮 143
13．3．4 經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的比較 144
*13．3．5 狹義相對論的相關(guān)實驗 145
13．4 狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ) 146
13．4．1 動量與速度的關(guān)系 146
13．4．2 質(zhì)量與能量的關(guān)系 147
13．4．3 能量與動量的關(guān)系 148
*13．5 廣義相對論簡介 150
13．5．1 光線在引力場中的彎曲 151
13．5．2 水星軌道近日點的進動 151
13．5．3 光譜線的引力紅移 151
本章提要 152
閱讀材料 153
習(xí)題 154
第14章 量子力學(xué)基礎(chǔ) 157
14．1 黑體輻射 普朗克能量子假說 158
14．1．1 黑體輻射 斯特藩-玻耳茲曼定律 158
14．1．2 維恩位移定律 159
14．1．3 黑體輻射的瑞利-金斯公式 160
14．1．4 經(jīng)典物理的困惑 161
14．1．5 普朗克能量子假說 普朗克公式 161
14．2 光電效應(yīng) 愛因斯坦的光子理論 164
14．2．1 光電效應(yīng) 光的波動說的缺陷 164
14．2．2 愛因斯坦的光子理論 光的波粒二象性 165
14．2．3 康普頓效應(yīng) 167
14．3 實物粒子的波粒二象性 不確定關(guān)系 168
14．3．1 德布羅意假設(shè)及實驗證明 168
14．3．2 德布羅意波的統(tǒng)計解釋 171
14．3．3 不確定關(guān)系 171
14．4 波函數(shù)薛定諤方程 173
14．4．1 波函數(shù) 173
14．4．2 薛定諤方程 175
14．4．3 一維限深勢阱 178
14．4．4 勢壘貫穿 182
14．5 量子力學(xué)的基本原理 184
14．5．1 狀態(tài)和波函數(shù) 184
14．5．2 量子力學(xué)的運動狀態(tài)滿足薛定諤方程 185
14．5．3 定態(tài)薛定諤方程 185
14．5．4 算符、力學(xué)量的平均值 186
14．6 氫原子的量子力學(xué)處理方法 188
14．6．1 氫原子光譜的規(guī)律性 188
14．6．2 玻爾的氫原子理論 189
14．6．3 玻爾理論的缺陷 192
14．6．4 氫原子的量子力學(xué)理論 193
14．6．5 量子條件和量子數(shù) 194
14．6．6 氫原子核外電子定態(tài)波函數(shù) 195
14．6．7 電子自旋 197
*14．7 夫蘭克-赫茲實驗 198
思考題 201
本章提要 201
閱讀材料 203
習(xí)題 205
第15章 分子與固體 207
15．1 晶體結(jié)構(gòu) 207
15．1．1 晶體的描述 207
15．1．2 典型的晶體結(jié)構(gòu) 209
15．1．3 非晶體和準晶體 210
15．2 離子結(jié)合與離子晶體 212
15．2． 1 原子的電離能、親和能及電負性 212
15．2．2 離子的形成與結(jié)合 213
15．2．3 離子晶體的內(nèi)聚能 214
15．3 共價結(jié)合與共價晶體 216
15．3．1 氫分子中的共價鍵 216
15．3．2 共價結(jié)合的飽和性和方向性 217
15．3．3 共價晶體的結(jié)構(gòu) 219
15．3． 4 共價晶體的內(nèi)聚能 219
15．4 金屬結(jié)合與金屬晶體 220
15．5 能帶、導(dǎo)體和絕緣體 221
15．5．1 固體的能帶結(jié)構(gòu) 221
15．5．2 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體 223
15．5．3 PN結(jié)、半導(dǎo)體器件 225
15．5．4 納米材料 226
本章提要 228
閱讀材料 229
習(xí)題 234
習(xí)題參考答案 235