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上篇 电磁学专题 3

第一讲 库仑定律 3

一、库仑定律成立的条件 3

二、真空、有导体或介质时的情形 4

三、对点电荷场强式的讨论 5

第二讲 静电场的基本规律 11

一、关于高斯定理 11

二、关于环路定理 12

三、静电场的场方程与库仑定律、叠加原理的等价性 13

第三讲 电势零点 17

一、电势零点选择的任意性 17

二、选无穷远点为电势零点 19

三、选地球为电势零点 19

四、电势零点选择的一些限制 20

五、分布在无限大区域的电荷可否选无穷远点为电势零点 21

六、例题 22

第四讲 静电感应若干现象 27

一、静电学中的格林互易定理 27

二、应用举例 29

第五讲 静电学中的能量 34

一、静电学中的能量公式 34

二、例题 37

三、用电力线管方法推导电场能量密度 39

第六讲 电磁学中的场和路 43

一、“场”量和“路”量的关系 43

二、从场方程到电路方程 44

三、似稳条件 49

第七讲 稳恒电流场 50

一、电流的连续性方程 50

二、稳恒电流场的边界条件 51

三、自由电荷在导体中的消散过程 54

四、例题 56

第八讲 稳恒电流电路中的能量守恒与转化 64

一、稳恒电流电路中的能量守恒与转化定律 64

二、电路各导电规律都是能量守恒与转化定律的具体形式 67

第九讲 某些载流导体磁场的计算 73

一、无限长载流细条产生的磁场 73

二、无限长载流密绕螺线管的磁场 75

三、无限大均匀载流平板的磁场 77

四、螺线管磁场的又一计算方法 78

第十讲 磁场强度H 84

一、H和H的环流 84

二、H的进一步讨论 85

三、H仅与传导电流分布有关的条件 86

四、H(x)表式的简化 87

五、有缺口的永磁环的磁场强度H 88

一、安培力 92

第十一讲 安培力与洛伦兹力 92

二、洛伦兹力公式的协变性 98

第十二讲 磁能 104

一、磁相互作用能 104

二、永磁体磁场的能量 108

第十三讲 电磁感应定律 113

一、定律的两种表述方式 113

二、例题 116

一、电磁感应定律的第二种表述 120

第十四讲 感应电动势 120

二、感应电动势的相对性 122

第十五讲 互感系数 128

一、互感系数的两种定义 128

二、两个共轴长直螺线管之间的互感系数 133

第十六讲 位移电流 138

一、位移电流的引入 138

二、全电流的安培环路定理 141

三、位移电流与传导电流的纵向分量对磁场的贡献为零 143

四、位移电流实验验证的讨论 144

第十七讲 电磁波与振荡电偶极子 147

一、电磁波的产生 147

二、电磁波波动方程和电磁波的性质 148

三、振荡电偶极子的电磁场 153

四、例题 158

下篇 光学专题 167

第一讲 光学的特点和光学教学 167

一、光学课程的特点 167

二、光学教学简议 171

第二讲 几何光学中的符号法则 175

一、单坐标法则(新笛卡儿符号法则) 175

二、单坐标法则的物像公式 176

三、光线方向法则和双坐标法则 181

四、三种符号法则的比较 185

一、成像概念和成像作图 186

第三讲 几何光学的作图求像 186

二、虚物概念和虚物作图求像 188

三、逐次成像 189

四、自准法测负透镜焦距 192

第四讲 两光束干涉 194

一、波的叠加和干涉的定义 194

二、相干条件和获得干涉的方法 197

三、迈克耳逊干涉仪中补偿板的作用 198

第五讲 光波场的时空相干性 201

一、光波场的时间相干性 202

二、光波场的空间相干性 205

第六讲 谈光的衍射 209

一、光的衍射定义 209

二、由菲涅耳衍射过渡到夫琅和费衍射 210

三、夫琅和费单缝衍射 212

四、夫琅和费双缝衍射 215

第七讲 椭圆偏振光和椭圆主轴取向 219

一、椭圆偏振光方程 219

二、椭圆主轴的取向以及平面偏振光振动方向 221

第八讲 用光子观点看光的波动现象 225

一、杨氏双缝干涉 226

二、夫琅和费单缝衍射 228

三、显微镜的分辨本领 229

四、光波的单色性 230

第九讲 光电效应中的两个问题 233

一、光电效应中的脱出功 233

二、逸出光电子与入射光子频率的关系 238

第十讲 非线性光学现象 242

一、极化强度P与场强E的非线性关系 242

二、强光作用下介质折射率随光强而变化 243

三、光的自聚焦现象 244

四、界面上的三阶非线性效应 245

五、饱和吸收现象 247

六、双光子吸收 249

第十一讲 透镜与傅里叶变换 252

一、薄透镜的位相变换作用 252

二、透镜的傅里叶变换性质 257

三、光学空间频谱分析系统 264

第十二讲 点扩展函数和光学传递函数 267

一、光学系统的像质评价问题 267

二、点扩展函数 268

三、等晕区内像面与物面上强度分布的卷积关系 270

四、简谐信息是空不变系统(等晕区)的本征信息 271

五、光学传递函数 273

六、传递函数在像质评价上的意义 277

七、小结 279

附录 傅里叶光学中的数学 280

参考文献 300

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