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第十章 机械振动和电磁振荡1

10-1 谐振动1

一、谐振动的特征及其表达式2

二、描述谐振动的特征量4

三、谐振动的旋转矢量图示法7

四、几种常见的谐振动10

五、谐振动的能量13

六、用能量法解谐振动问题14

10-2 阻尼振动19

10-3 受迫振动 共振22

一、受迫振动22

二、共振23

10-4 电磁振荡26

一、LC电路的振荡26

二、受迫振荡 电共振28

三、力电类比29

10-5 一维谐振动的合成30

一、同一直线上两个同频率的谐振动的合成30

二、同一直线上两个不同频率的谐振动的合成 拍35

10-6 二维谐振动的合成37

10-7 振动的分解 频谱40

10-8 非线性振动与混沌41

习题46

第十一章 机械波和电磁波52

11-1 机械波的产生和传播52

一、机械波产生的条件52

二、横波和纵波53

三、波阵面和波射线54

四、波长、频率和波速间的关系55

11-2 平面简谐波的波函数57

一、波函数57

二、平面简谐波的波函数57

11-3 波动方程 波速62

一、波动方程62

二、波动方程的建立63

三、波速64

四、介质的形变及其模量65

11-4 波的能量 波的强度66

一、波的能量66

二、波动能量的推导67

三、波的强度68

四、波的吸收70

11-5 声波 超声波 次声波71

一、声压71

二、声强 声强级72

三、超声波74

四、次声波74

11-6 电磁波75

一、电磁波的辐射和传播75

二、电磁波的性质78

三、电磁波的能量79

四、电磁波的动量81

五、电磁波谱82

11-7 惠更斯原理 波的衍射 反射和折射83

一、惠更斯原理83

二、波的衍射85

三、波的反射和折射85

11-8 波的叠加原理 波的干涉 驻波87

一、波的叠加原理87

二、波的干涉87

三、驻波90

四、弦线上的驻波94

五、半波损失94

11-9 多普勒效应96

一、机械波的多普勒效应96

二、电磁波的多普勒效应99

三、冲击波100

习题101

第十二章 光学107

12-1 几何光学简介108

一、光的传播规律108

二、全反射110

三、光在平面上的反射和折射111

四、光在球面上的反射和折射112

五、薄透镜120

六、光学仪器125

12-2 光源 单色光 相干光129

一、光源129

二、单色光130

三、相干光130

四、相干光的获得方法132

12-3 双缝干涉133

一、杨氏双缝实验133

二、干涉明暗条纹的位置134

三、洛埃德镜实验136

四、光源的相干长度136

12-4 光程与光程差137

一、光程137

二、光程差138

三、物像之间的等光程性139

四、反射光的相位突变和附加光程差140

12-5 薄膜干涉141

一、等倾干涉条纹141

二、增透膜和高反射膜144

三、等厚干涉条纹145

12-6 迈克耳孙干涉仪151

12-7 光的衍射现象 惠更斯－菲涅耳原理154

一、光的衍射现象154

二、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射154

三、惠更斯－菲涅耳原理155

12-8 单缝的夫琅禾费衍射156

一、单缝的夫琅禾费衍射156

二、单缝衍射条纹光强的计算——振幅矢量法159

12-9 圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领162

一、圆孔的夫琅禾费衍射162

二、光学仪器的分辨本领163

12-10 光栅衍射167

一、光栅衍射167

二、光栅方程168

三、光栅衍射的强度分布168

四、缺级170

五、光栅光谱171

六、光栅的分辨本领174

七、干涉和衍射的区别和联系175

12-11 X射线的衍射177

12-12 光的偏振状态179

一、线偏振光（平面偏振光）179

二、自然光180

三、部分偏振光181

四、圆偏振光和椭圆偏振光181

12-13 起偏和检偏 马吕斯定律182

一、起偏和检偏182

二、马吕斯定律183

12-14 反射和折射时光的偏振184

12-15 光的双折射187

一、寻常光和非常光187

二、光轴 主平面188

三、单轴晶体的子波波阵面189

四、惠更斯原理在双折射现象中的应用190

五、晶体的二向色性和偏振片191

12-16 偏振光的干涉 人为双折射192

一、偏振光的干涉192

二、人为双折射194

12-17 旋光性197

12-18 现代光学简介199

一、傅里叶光学199

二、全息照相200

三、非线性光学202

习题203

第十三章 早期量子论和量子力学基础211

13-1 热辐射 普朗克的能量子假设211

一、热辐射现象211

二、基尔霍夫辐射定律212

三、黑体辐射实验定律213

四、普朗克的能量子假设216

13-2 光电效应 爱因斯坦的光子理论221

一、光电效应的实验规律221

二、光的波动说的缺陷223

三、爱因斯坦的光子理论224

四、光的波粒二象性225

13-3 康普顿效应226

一、康普顿效应226

二、光子理论的解释228

13-4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论231

一、氢原子光谱的规律性231

二、玻尔的氢原子理论232

三、氢原子轨道半径和能量的计算233

四、玻尔理论的缺陷235

13-5 德布罗意波 微观粒子的波粒二象性237

一、德布罗意波237

二、戴维孙－革末实验238

三、微观粒子的波粒二象性240

13-6 不确定关系242

13-7 波函数及其统计诠释 薛定谔方程246

一、物质波波函数及其统计诠释246

二、薛定谔方程248

13-8 一维定态薛定谔方程的应用250

一、一维无限深势阱251

二、一维势垒 隧道效应255

三、谐振子259

13-9 量子力学中的氢原子问题260

一、氢原子的薛定谔方程260

二、量子化条件和量子数261

三、氢原子中电子的概率分布262

13-10 电子的自旋 原子的电子壳层结构266

一、施特恩－格拉赫实验266

二、电子的自旋267

三、原子的电子壳层结构268

习题269

第十四章 激光和固体的量子理论274

14-1 激光274

一、受激吸收、自发辐射和受激辐射274

二、产生激光的基本条件275

三、激光器278

四、激光的特性及其应用280

五、激光冷却281

14-2 固体的能带结构281

一、电子共有化282

二、能带的形成282

三、满带、导带和禁带284

四、导体、半导体和绝缘体285

14-3 半导体286

一、电子和空穴286

二、杂质的影响286

三、电阻率和温度的关系287

四、半导体的光电导现象288

五、pn结288

14-4 超导体290

一、超导电现象290

二、超导体的主要特性291

三、BCS理论295

四、超导电性的应用295

14-5 团簇和纳米材料296

一、团簇296

二、纳米材料297

习题298

第十五章 原子核物理和粒子物理简介299

15-1 原子核的基本性质299

一、原子核的电荷和质量299

二、原子核的大小和形状300

三、原子核的组成301

四、核力和介子303

五、核子和核的自旋与磁矩304

六、核磁共振305

15-2 原子核的结合能 裂变和聚变307

一、原子核的结合能307

二、重核的裂变309

三、轻核的聚变310

15-3 原子核的放射性衰变311

一、放射性衰变定律311

二、放射性强度313

三、放射性衰变314

四、放射性同位素的应用316

15-4 粒子物理简介316

一、粒子的发现概况316

二、粒子的分类317

三、粒子的相互作用和守恒定律318

四、强子的夸克模型319

15-5 宇宙学简介321

一、哈勃定律 宇宙膨胀说322

二、大爆炸宇宙模型322

三、宇宙的演化323

四、大爆炸宇宙模型的成功和困难325

习题325

附录 元素周期表327

习题答案328