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第二十一章 激光及其应用 1

21-1 光和物质的相互作用 1

一 受激吸收 1

二 受激辐射 3

三 自发辐射 4

四 受激吸收、受激辐射和自发辐射的关系 6

五 粒子数反转 7

六 光的放大 8

21-2 粒子数反转的实现及光振荡 10

一 粒子数反转的实现 10

二 光振荡与光学谐振腔 12

三 光振荡的阈值条件 15

21-3 激光的模式 17

一 纵模 18

二 横模 20

21-4 激光器 23

一 红宝石激光器 23

二 掺钕钇铝石榴石（Nd+3：YAG）激光器 25

三 He-Ne激光器 26

四 氩离子激光器 30

五 二氧化碳激光器 32

21-5 激光的性质与应用 34

一 激光的性质 34

二 激光的应用 35

21-6 全息照相 39

一 全息照相的基本过程 39

二 全息照相的主要特点 40

三 全息照相的基本原理 40

四 全息照相的应用 45

第二十二章 热辐射与红外技术 48

22-1 红外辐射度量学基础 48

一 基本辐射量 49

二 朗伯辐射源及朗伯余弦定律 52

22-2 热辐射的基本定律 54

一 黑体辐射的基本定律 54

二 基尔霍夫定律 56

三 黑体辐射定律的推论 57

四 实际物体的热辐射 58

五 红外辐射源 61

22-3 红外辐射的传输 63

一 辐射在传输媒质中的衰减 63

二 红外辐射在大气中的传输 64

三 红外辐射在凝聚态媒质中的传播 70

22-4 红外探测器 70

一 红外探测器的特性参数 70

二 红外探测器的种类 73

三 红外成像器件 76

22-5 红外技术的应用 79

一 利用红外技术检测温度 80

二 红外遥感技术 81

三 红外技术在军事上的应用 82

四 红外技术在工农业生产中的应用 83

第二十三章 固体能带理论和半导体 86

23-1 晶态固体 86

一 物质的态 86

二 晶态固体 87

三 晶体的结合力 88

23-2 晶体中的电子状态——能带理论 91

一 周期性势场 91

二 金属中的自由电子模型 93

三 能级密度 95

四 费米－狄拉克分布 98

五 周期势场中电子的运动 99

23-3 导体绝缘体半导体 103

23-4 本征半导体与杂质半导体 107

23-5 载流子性质 110

一 电子和空穴的统计分布 110

二 电导率 112

三 霍耳效应 113

四 有效质量 114

23-6 半导体的基本性质及应用 115

一 电导率的温度效应与光电导效应 115

二 温差电效应 117

23-7 p-n结 118

一 p-n结的整流作用 119

二 p-n结的光电效应 121

三 晶体三极管及其放大作用 122

第二十四章 核能及其应用 124

24-1 核反应 124

一 核反应 124

二 核反应过程中的守恒定律 126

24-2 重核的裂变及其应用 127

一 重核的裂变 127

二 裂变的链式反应 131

三 裂变链式反应的控制 132

四 原子弹 133

五 核反应堆 137

24-3 轻核的聚变及其应用 140

一 轻核的聚变 140

二 恒星的能源 142

三 氢弹 143

四 聚变反应的控制 145

24-4 射线对物质的作用 147

一 α射线对物质的作用 147

二 β射线对物质的作用 148

三 γ射线对物质的作用 149

24-5 射线对人体的影响及其防护 151

一 射线对人体的影响 151

二 辐射剂量 153

三 辐射的生物效应 154

四 辐射的防护 155

24-6 放射现象的应用 158

一 示踪原子的应用 158

二 放射性衰变规律的应用 159

三 射线的直接应用 159

第二十五章 广义相对论简介 160

25-1 等价原理 160

一 引力质量和惯性质量 160

二 等价原理 161

三 局域惯性系 162

25-2 弯曲的时空 164

一 四维时空 164

二 光线在引力场中的弯曲 164

三 弯曲的时空 165

四 光线在太阳引力场中的弯曲 166

25-3 时空度规 168

一 非欧几何 168

二 时空度规 172

三 短程线 174

25-4 爱因斯坦引力场方程 175

一 引力场方程 175

二 史瓦西度规 176

三 引力场中的时空度量 180

四 引力红移 180

五 雷达回波延迟 182

25-5 引力坍缩与黑洞 183

一 引力坍缩 183

二 黑洞 184

25-6 引力波 187

第二十六章 宇宙学简介 191

26-1 宇宙的膨胀 192

26-2 宇宙膨胀动力学 197

一 宇宙膨胀动力学 197

二 宇宙的平均质量密度 200

26-3 相对论宇宙学 201

一 牛顿的绝对时空观与相对论时空观 201

二 罗伯逊－沃克尔度规 202

三 R（t）的动力学 204

26-4 宇宙的年龄和范围 205

一 宇宙的年龄 205

二 天体的年龄 206

三 宇宙的范围 208

26-5 宇宙的演化 208

一 宇宙的演化 208

二 真空的相变 210

三 微波背景辐射 211

四 氦的丰度 216

26-6 引力与量子 217

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