大学物理学 第2卷 近代物理基础 第2版PDF格式文档图书下载

第五部分 相对论基础 1

第十八章 狭义相对论 2

第一节 伽利略相对性原理 2

一、伽利略相对性原理的内容 3

二、伽利略变换 4

三、经典力学的绝对时空观（伽利略-牛顿时空观） 7

第二节 狭义相对论的基本原理 8

一、电磁学向伽利略-牛顿相对性原理提出的挑战 8

二、狭义相对论基本原理的内容 15

第三节 洛伦兹变换 17

一、洛伦兹变换的内容 18

二、洛伦兹坐标变换的推导 20

三、相对论速度变换公式 22

第四节 狭义相对论的时空观 25

一、同时的相对性 25

二、时间延缓效应 28

三、长度的相对性 32

第五节 相对论的质量、动量和能量 36

一、相对论质量 36

二、相对论力学动力学方程 41

三、相对论动能 42

四、相对论质量和能量的关系 44

五、动量与能量的关系 46

第六节 物理学思想与方法简述 47

习题 49

第十九章 广义相对论简介 50

第一节 惯性质量与引力质量 51

第二节 广义相对论的基本假设 53

一、爱因斯坦升降机的理想实验 53

二、直线加速参考系中的惯性力 54

三、等效原理 55

四、局域惯性系 56

五、广义相对性原理 58

第三节 广义相对论的检验 58

一、行星近日点的进动 58

二、光线在引力场中偏折 59

三、雷达回波延迟 59

第四节 有引力场的空间与时间 60

第五节 物理学思想与方法简述 61

习题 62

第六部分 量子物理 63

第二十章 光（辐射）的波粒二象性 65

第一节 热辐射 普朗克的量子假设 65

一、热辐射的基本概念 66

二、基尔霍夫辐射定律 68

三、绝对黑体 69

四、绝对黑体的热辐射实验定律 70

五、经典理论的困难和普朗克的能量子假设 73

第二节 光电效应 75

一、光电效应的实验规律 75

二、光电效应与光的波动学的剧烈冲突 78

三、爱因斯坦的光量子论及其对光电效应的解释 79

四、多光子光电效应 82

五、内光电效应 83

第三节 康普顿效应 83

一、实验规律 83

二、X射线实验结果的解释 85

三、简短的历史回顾 88

第四节 光的波粒二象性 88

一、爱因斯坦光量子关系式 89

二、单光子双缝干涉实验分析 89

三、光子的不确定性原理 92

第五节 物理学思想与方法简述 93

习题 94

第二十一章 电子的波粒二象性 96

第一节 德布罗意假设 96

第二节 德布罗意波的实验证明 98

一、戴维孙-革末电子衍射实验 98

二、电子显微镜 101

第三节 不确定性关系 102

一、电子单缝衍射实验 103

二、不确定性关系的讨论 104

第四节 波函数及其统计诠释 106

一、德布罗意平面波 107

二、波函数的统计诠释 108

三、统计诠释对波函数提出的要求 114

第五节 物理学思想与方法简述 116

习题 117

第二十二章 薛定谔方程 118

第一节 自由粒子的薛定谔方程 118

一、方程的形式 118

二、方程的讨论 119

第二节 力场中粒子的薛定谔方程 121

一、方程的形式 121

二、算符与方程 122

第三节 定态薛定谔方程 123

一、分离变量法 123

二、定态的基本特征 125

第四节 一维无限深势阱中的粒子 126

一、一维无限深势阱模型 126

二、薛定谔方程及其解 127

三、结果讨论——解的物理意义 129

第五节 势垒与隧道效应 132

一、薛定谔方程 133

二、方程的讨论 134

三、隧道效应的应用 135

第六节 物理学思想与方法简述 136

习题 137

第二十三章 氢原子中的电子 139

第一节 氢原子的玻尔模型 139

一、玻尔模型的历史背景 139

二、玻尔氢原子结构模型要点 141

第二节 用薛定谔方程解氢原子问题 144

一、玻尔模型的缺陷 144

二、氢原子的薛定谔方程 145

第三节 量子数的物理解释 151

一、主量子数和能量量子化 152

二、角量子数和角动量量子化 153

三、磁量子数和角动量空间量子化 155

第四节 氢原子的波函数与概率密度 156

一、低量子数的氢原子波函数 156

二、电子概率的径向分布 157

三、电子概率的角度分布 160

第五节 物理学思想与方法简述 162

习题 164

第七部分 激光 165

第二十四章 激光原理 166

第一节 激光概述 166

一、激光的诞生 166

二、激光器的分类 167

第二节 原子的能级、分布和跃迁 169

一、原子在能级上的分布 169

二、原子能级跃迁 170

第三节 光的吸收与辐射 172

一、自发辐射 172

二、受激吸收 173

三、受激辐射 173

第四节 爱因斯坦辐射理论 174

一、自发辐射系数A 174

二、受激吸收系数B12 176

三、受激辐射系数B21 176

四、爱因斯坦系数A21,B12和B21之间的关系 177

第五节 产生激光的基本物理条件 180

一、两对基本矛盾 180

二、解决矛盾的方法 181

第六节 激光器的工作原理 183

一、激活介质粒子数反转的实现 183

二、谐振腔的振荡阈值条件 185

三、谐振腔的选频 187

第七节 氦氖激光器 187

一、氦氖激光器的结构图 188

二、氦氖激光器的工作原理 188

第八节 物理学思想与方法简述 191

习题 192

第八部分 固体物理基础 193

第二十五章 晶体结构与结合力 194

第一节 晶体结构及其描述 194

一、晶体的性质 194

二、晶体结构的实验研究 199

三、空间点阵 202

第二节 布喇菲格子 205

一、7个晶系 205

二、14种布喇菲空间点阵（空间格子） 206

第三节 晶体的结合力 207

一、影响晶体结合力的若干因素 208

二、晶体中粒子的结合力 211

第四节 晶体的结合能 214

一、定义 214

二、经验原子对势 215

第五节 离子晶体的结合能 218

一、离子晶体的点阵结构 218

二、离子晶体的热力学能 218

三、整个点阵离子对势能的计算 219

第六节 物理学思想与方法简述 222

习题 223

第二十六章 晶格振动 225

第一节 晶体的热学性质 225

一、晶体中粒子的热运动 225

二、晶体的摩尔热容 226

三、固体的热传导 228

四、热膨胀 228

第二节 一维晶格振动 230

一、一维无限长弹簧振子链模型 230

二、原子振动的运动学描述 231

三、原子振动的动力学描述 231

四、耦合振动方程的解 233

第三节 格波 236

一、格波的物理意义 236

二、玻恩-冯卡门边界条件 237

三、k的取值数目 237

四、格波与原子振动 239

第四节 物理学思想与方法简述 240

习题 241

第二十七章 能带论基础 242

第一节 固体能带的形成 243

一、固体是原子的组合 243

二、晶体中电子能带的形成 243

第二节 固体中电子的波函数 245

一、近似处理方法 246

二、晶体中电子的波函数——布洛赫函数 247

第三节 晶体的能带结构 250

一、满带、导带和空带 250

二、导体、绝缘体及半导体的能带 255

第四节 固体能带理论基础 257

一、克朗尼格-朋奈模型 257

二、求解周期场中定态薛定谔方程的基本思路 258

三、数学处理与结果讨论 259

第五节 物理学思想与方法简述 268

习题 269

第二十八章 半导体 270

第一节 本征半导体 270

一、元素半导体 271

二、化合物半导体 273

第二节 掺杂半导体 275

一、施主型杂质与N型半导体 275

二、受主型杂质与P型半导体 277

第三节 杂质能级的计算 279

一、类氢模型 279

二、类氢施主杂质能级的计算 279

三、晶体中电子有效质量的物理意义 280

第四节 PN结 282

一、PN结的空间电荷区 282

二、内建电场（自建电场） 283

三、接触势垒 284

四、PN结的整流效应 284

第五节 物理学思想与方法简述 287

习题 287

第二十九章 物质的电磁性质 289

第一节 电介质及其极化 289

一、分子（原子）的电结构 289

二、电介质极化的微观机理 292

三、极化面电荷 293

四、极化强度矢量 294

第二节 电介质的特殊效应 299

一、压电效应 299

二、铁电体 302

第三节 磁介质及其磁化 304

一、物质磁性的起源 305

二、磁介质的磁化机理 308

三、磁化电流 311

四、磁化强度矢量 312

五、磁场强度矢量 315

六、磁介质的磁化规律 317

第四节 磁性材料 320

一、磁性材料的分类 320

二、铁磁性材料的磁化规律 321

三、铁磁性材料的磁化机理 323

第五节 物理学思想与方法简述 325

习题 326

第九部分 原子核物理 327

第三十章 原子核 328

第一节 原子核的基本特征及其组成 328

一、原子核的电荷和电荷数 328

二、原子核的质量和质量数 329

三、原子核形状、大小与密度 335

四、核力的基本性质 337

第二节 原子核的结合能 339

一、质量亏损 339

二、核结合能 340

三、比结合能 342

第三节 原子核的衰变与放射性 343

一、α衰变 344

二、β衰变 346

三、γ衰变 350

第四节 放射性衰变的一般规律 351

一、指数衰变规律 351

二、放射性衰变中的几个重要物理量 353

第五节 原子核反应 357

一、实验 358

二、核反应的一般表示式 358

三、核反应的类型 359

四、核反应过程的守恒定律 360

第六节 重核的裂变及应用 361

一、获取原子能的物理基础 361

二、原子核裂变 363

三、链式反应和反应堆 367

第七节 轻核聚变 368

一、基本的聚变反应过程 369

二、受控热核反应 370

第八节 物理学思想与方法简述 371

习题 372

习题参考答案 373

物理名词索引（中英文对照） 376

参考文献 387

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