大學物理導論（下冊）

內容概要

《大學物理導論(下冊)(修訂版)》是一部面向前沿、內容豐富、信息量大、獨具特色的大學物理教材?！洞髮W物理導論(下冊)(修訂版)》包括電磁學、光學、原子與原子核物理學。書中敘述了物理概念的形成、發(fā)展和演變過程，具體且深入地揭示了物理概念的內涵。在闡述物理學的基本原理和基本定律時，還介紹了這些理論建立的過程，在重大發(fā)現(xiàn)中物理學家探索的歷程，分析了他們的研究思路、創(chuàng)造性工作特點以及所用的研究方法。在保持經典物理知識體系相對完整的同時，還介紹了物理學的新進展和前沿物理中的新知識，例如守恒定律與對稱性，混沌與牛頓力學的內在隨機性，相對論與近代宇宙論，耗散結構與信息熵，遺傳信息的傳遞，X射線衍射對DNA結構的分析，原子和分子結構，化學鍵的量子理論以及原子核和基本粒子等。

書籍目錄

第3篇電磁學 第10章靜電場 10.1近代對電的認識的發(fā)展 10.2庫侖定律 10.2.1平方反比關系的提出 10.2.2卡文迪什的論證 10.2.3庫侖扭秤實驗 10.2.4疊加原理 10.3電場電場強度 10.3.1超距作用與近距作用之爭 10.3.2電場強度的定義 10.3.3電場強度疊加原理 10.3.4場強的計算 10.4高斯定理 10.4.1 電場線 10.4.2 電通量 10.4.3高斯定理的表述和證明 10.5高斯定理的應用 10.5.1利用高斯定理求靜電場的分布 10.5.2求解有導體存在時的電場和電荷分布 10.5.3電場線性質的證明 10.6 電勢 10.6.1靜電場的環(huán)路定理 10.6.2電勢差和電勢 10.6.3電勢疊加原理 10.7電場的能量 10.7.1 電容器 10.7.2電容器的靜電能 10.7.3電場的能量 思考題 習題 第11章磁場 11.1穩(wěn)恒電流電動勢 11.1.1電流電流密度 11.1.2電流的連續(xù)方程穩(wěn)恒條件 11.1.3歐姆定律 11.1.4 電動勢 11.2磁場磁感應強度 11.2.1電流磁效應的發(fā)現(xiàn) 11.2.2磁場 11.2.3磁感應強度 11.3畢奧—薩伐爾定律 11.3.1畢奧—薩伐爾定律的發(fā)現(xiàn) 11.3.2運動電荷的磁場 11.3.3畢奧—薩伐爾定律的應用 11.4磁通量磁場的“高斯定理” 11.4.1磁感應線 11.4.2磁通量 11.4.3磁場的“高斯定理” 11.5安培環(huán)路定理 11.5.1安培環(huán)路定理的表述和證明 11.5.2安培環(huán)路定理應用舉例 11.6磁場對運動電荷的作用 11.6.1洛倫茲力 11.6.2帶電粒子在均勻磁場中的運動 11.6.3質譜儀 11.6.4回旋加速器 11.6.5非均勻磁場的磁約束 11.7磁場對載流導線的作用 11.7.1安培力 11.7.2平行無限長直電流間的相互作用力 11.7.3載流線圈在均勻磁場中所受的力矩 思考題 習題 第12章電磁感應和電磁場 12.1電磁感應定律的建立 12.1.1 電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 12.1.2法拉第的科學思想方法 12.1.3亨利和楞次的貢獻 12.1.4法拉第電磁感應定律 12.2動生電動勢和感生電動勢 12.2.1動生電動勢 12.2.2感生電動勢感生電場 12.3互感與自感 12.3.1互感 12.3.2 自感 12.4自感磁能與磁場能量 12.4.1 自感磁能 12.4.2磁場的能量 12.5位移電流 12.6麥克斯韋電磁場理論的建立 12.6.1法拉第觀念的數(shù)學表示 12.6.2場的概念與電磁場方程組 12.6.3麥克斯韋的科學思想方法 12.7電磁波 12.7.1赫茲實驗 12.7.2電磁波的性質 12.7.3光的電磁理論 12.7.4電磁波譜 思考題 習題 第4篇光 學 第13章光的干涉 13.1近代對光的本性認識的發(fā)展 13.1.1微粒說與波動說之爭 13.1.2波動理論的確立及實驗證明 13.2相干光源光程 13.2.1光源發(fā)光與相干光源 13.2.2光程 13.3分波陣面的雙光束干涉 13.3.1楊氏雙縫干涉實驗 13.3.2其他分波陣面的干涉實驗 13.4分振幅的雙光束干涉等厚條紋 13.4.1劈形膜的等厚干涉條紋 13.4.2牛頓環(huán) 13.4.3增透膜 13.4.4邁克耳孫干涉儀 思考題 習題 第14章光的衍射 14.1光的衍射現(xiàn)象和惠更斯—菲涅耳原理 14.1.1光的衍射現(xiàn)象 14.1.2惠更斯—菲涅耳原理 14.2單縫的夫瑯禾費衍射 14.3光柵衍射 14.3.1多縫的夫瑯禾費衍射 14.3.2光柵光譜 14.4光學儀器的分辨本領 14.4.1光學儀器的最小分辨角 14.4.2顯微鏡的最小分辨距離 14.5 X射線的衍射 14.5.1 X射線的發(fā)現(xiàn) 14.5.2 X射線衍射的布拉格公式 14.5.3 X射線衍射分析的原理和方法 14.5.4 DNA纖維的X射線衍射分析 14.6全息照相 14.6.1全息照片的拍攝 14.6.2全息圖像的觀察 14.6.3全息照相的特點 14.6.4全息的應用 思考題 習題 第15章光的偏振 15.1光的偏振狀態(tài) 15.1.1 自然光 15.1.2偏振光 …… 第5篇原子物理學 附表 習題答案 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   1832年，法拉第發(fā)現(xiàn)在相同條件下不同金屬導體中產生的感應電流與導體的導電能力成正比（歐姆定律已在1826年得出），他由此意識到在電磁感應中產生了感應電動勢。這個電動勢與導體的性質無關，只取決于導線和磁力的相互作用。在閉合回路中感應電動勢產生了感應電流，在開路中沒有感應電流，但感應電動勢還存在。 12.1.2 法拉第的科學思想方法 1.確信各種運動形式的相互聯(lián)系和相互轉化 法拉第對自然力（或能）的統(tǒng)一性具有堅定的信念，他始終不渝地為證實各種現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系而努力。他在“關于光的偏振面的磁致偏轉”一文的開始就明確指出：“我長期以來堅持一種看法，幾乎可以說是確信，……物質的力借以表現(xiàn)出來的各種形式，都有一個共同的起源，或者換句話說，它們如此的直接關聯(lián)和相互依賴，以至好像可以從一種形式轉換成另一種形式，并在它們的作用中具有相等的能力?！毕嘈挪⒘D揭示自然力的“統(tǒng)一性”這一指導思想是貫穿他整個研究工作中的一條主線。他堅持不懈地為從實驗上證實電、磁、光之間的聯(lián)系而努力。顯然，電磁感應現(xiàn)象和磁致旋光現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)都是在他的關于自然力之統(tǒng)一的思想指導下得出的。   法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應，揭示了電與磁的相互聯(lián)系后，并不就此止步，而是讓研究繼續(xù)向前發(fā)展，揭示自然界各種運動形式的普遍聯(lián)系。1845年，法拉第發(fā)現(xiàn)了光的振動面在強磁場中的旋轉。這表示光學現(xiàn)象與磁學現(xiàn)象間存在內在的聯(lián)系。當他用一束偏振光順著磁力線方向透過置于強電磁鐵的兩個磁極之間的“重玻璃”時，利用尼科耳棱鏡，他發(fā)現(xiàn)光的偏振面發(fā)生了一定角度的偏轉，磁力越強，偏轉角越大。這就是法拉第的磁致旋光效應。這個發(fā)現(xiàn)載于他的《電學的實驗研究》第19節(jié)。法拉第興奮地說：“我確信，光與電和磁的關系是從這里開始被發(fā)現(xiàn)的。”“這件事更有力地證明，一切自然力都是可以互相轉化的，有著共同的起源。”我們知道，這種效應實際上是磁場使位于其中的物質受到影響，間接地使光的偏振面發(fā)生旋轉，并非磁場對光的直接作用。 2.力線和場的概念 在發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象后，法拉第還用磁力線概念來解釋這一現(xiàn)象。1831年11月，他在《電學的實驗研究》中指出：“當導線與電源接通時，磁力線向四周擴張，在它橫穿過的導線中產生感應電流；在斷開電源時，磁力線向著減弱的電流收縮和返回，因此在相反方向上橫穿過導線運動，引起了與第一種情況相反的感應電流?！彼种赋觯骸跋鄬τ诖盆F運動的金屬中存在的感應電流取決于金屬橫切的磁力線，這一定律為我們提供了更精確、更明確的表述?！?法拉第深邃的洞察力還進一步反映在下面的一封信中。1832年，法拉第留下了一封密封的信給英國皇家學會。信封上寫著“現(xiàn)在應當收藏在皇家學會檔案館里的一些新觀點”，這封信存放了106年，直到1938年才被找出來啟封公布。法拉第在信中寫道：“……磁作用的傳播需要時間，即當一個磁鐵作用于另一個遠處的磁鐵或者一塊鐵時，產生作用的原因（我認為可以稱之為磁）是逐漸地從磁體傳播開去的；這種傳播需要一定的時間，而這個時間顯然是非常短的。我還認為電感應也是這樣傳播的。我認為磁力從磁極出發(fā)的傳播，類似于起波紋的水面的振動或者空氣粒子的聲振動，也就是說，我打算把振動理論應用于磁現(xiàn)象，就像對聲做的那樣。而且這也是光現(xiàn)象最可能的解釋。類比之下，我認為也可以把振動理論運用于電感應。我想用實驗來證實這些觀點”。

編輯推薦

《大學物理導論(下冊)(修訂版)》可作為理、工、農、醫(yī)院校普通物理課程的教材，也可供中學物理教師閱讀和參考。

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