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第一章静电场
本章从场源电荷开始,主要介绍真空中静电场的两个定理——高斯定理和环路定理以及两个基本物理量——电场强度和电势;然后又介绍了静电场中的导体和电介质以及它们对电场的影响等。
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●1.1电荷
本节介绍了关于电荷的基本知识,讲解了库伦定律
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●1.2电场强度
本节介绍了静电场的概念和电场强度的定义,最后进行了场强的计算。
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●1.3电场强度计算举例
举例讲解任意形状带电体周围电场强度的计算。
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●1.4电场强度通量
本节介绍了电场线和电场强度通量的概念
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●1.5高斯定理
本节介绍了高斯定理的给出过程及结果讨论
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●1.6高斯定理应用举例
应用高斯定理求解球形、柱形、平面形带电体的场强
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●1.7静电场环路定理
由静电场力做功得出静电场的环路定理并且给出了电势能的概念。
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●1.8电势
介绍电势、电势差的概念,求解点电荷的电势以及电势叠加原理
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●1.9电势的计算举例
本节对电势的计算进行举例讲解
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●1.10电场强度与电势梯度
本节介绍了等势面,电场强度与电势梯度的关系。
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●1.11静电场中的导体
介绍了静电感应,静电平衡时导体上的电荷分布以及静电屏蔽现象
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●1.12电容 电容器
介绍了孤立导体和电容器的电容以及电容器的串并联
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●1.13静电场中的电介质
本节介绍电介质对电容的影响,电介质的极化和电极化强度
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●1.14静电场的能量
介绍了电容器的电能,并由此介绍了电场的能量和能量密度
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第二章稳恒磁场
本章着重讨论了恒定电流激发磁场的规律和性质,主要内容有:描述磁场的物理量——磁感应强度;电流激发磁场的规律——毕奥-萨伐尔定律;反映磁场性质的基本定律——磁场的高斯定理和安培环路定理;磁场对运动电荷及电流的作用力——洛伦兹力和安培力;磁场中的磁介质等。
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●2.1磁场 磁感应强度
主要学习磁场、磁感应强度和毕奥萨伐尔定律。
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●2.2毕奥-萨伐尔定律的应用
通过几个典型例题来说明一下毕奥萨伐尔定律的应用。
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●2.3磁通量 磁场中的高斯定理
学习一下:磁感线、磁通量和磁场的高斯定理。
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●2.4安培环路定理
磁场中一个重要的性质——安培环路定理。
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●2.5磁场对带电粒子和载流导线的作用
学习一下带电粒子在磁场中的运动、电流密度和安培力三个问题。
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●2.6顺磁质和抗磁质
学习两个问题,磁介质的分类、顺磁质抗磁质的磁化。
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●2.7铁磁质
学习一下铁磁质、磁畴、磁滞回线和铁磁性材料四个小问题。
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第三章电磁感应
本章主要内容:在电磁感应现象的基础上讨论电磁感应定律,以及动生电动势和感生电动势,介绍自感和互感,磁场的能量。
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●3.1电磁感应定律
学习以下两个问题,一个是电磁感应定律,一个是楞次定律。
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●3.2动生电动势和感生电动势
学习以下两个问题,一个是动生电动势,一个是感生电动势。
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●3.3自感和互感
学习一下自感和互感现象。
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●3.4磁场能量
学习以下两个问题,一个是磁场能量,一个是能量密度。
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第四章光的干涉
十九世纪初,波动光学体系初步形成,其中光的干涉是其非常有力的的证明。本章首先讨论光的相干性,在此基础上讨论杨氏双缝干涉实验、薄膜干涉、劈尖和牛顿环干涉情况。
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●4.1相干光
本节主要介绍光的相干性,包括光的电磁理论、相干光、光程差和半波损失等问题。
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●4.2杨氏双缝干涉
本节主要介绍杨氏双缝干涉实验,包括装置、光程几何关系和条纹分布特征。
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●4.3薄膜干涉
本节主要介绍薄膜干涉,包括反射光和透射光的薄膜干涉现象以及条纹产生条件和特征。
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●4.4劈尖 牛顿环
本节主要介绍劈尖和牛顿环装置,包括劈尖和牛顿环干涉中的光程分析和干涉条件。
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第五章光的衍射 光的偏振
介绍了光的衍射现象和分类,学习了波带法分析单缝衍射的理论过程,并介绍了光栅衍射和圆孔衍射的相关知识。介绍了光的偏振性的原理和简单计算
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●5.1光的衍射
介绍了光的衍射现象,简单了解惠更斯—菲涅尔原理,和衍射现象的分类
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●5.2单缝夫琅禾费衍射
详细讲授了利用波带法分析单缝夫琅禾费衍射,并计算了衍射明文的宽度
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●5.3光栅衍射
首先介绍光栅的相关概念,然后讲解夫琅禾费光栅衍射的光栅方程,最后简要介绍光谱的概念。
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●5.4圆孔衍射
介绍光的圆孔衍射进而讲解光学仪器分辨率。
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●5.5光的偏振
本节从自然光、偏振光的概念入手,介绍了偏振片法获得完全偏振光,重点讲解马吕斯定律;又从光经界面的折、反射获得偏振光和部分偏振光入手,介绍了布儒斯特定律。
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第六章相对论
本章讲解狭义相对论诞生的历史背景和诞生历程,简单介绍相依相对论的基本内容和思想,以及狭义相对论的几个推论。
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●6.1伽利略变换 经典力学时空观
经典力学中不同惯性系之间的坐标变换方式,以及经典力学对“时间”和“空间”的理解与认知。
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●6.2迈克耳孙—莫雷实验
介绍迈克尔孙-莫雷实验的历史背景,实验仪器以及实验的原理,通过实验的出乎预料的结果引出洛伦兹变换
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●6.3狭义相对论基本原理 洛伦兹变换
介绍并解读狭义相对论的两条基本原理,以及这两条基本原理的数学表达形式--洛伦兹变换
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●6.4同时的相对性
依据狭义相对论的基本原理,“同时”这个词在应用的时候需要说明是那个参考系的同时,因为不同参考系拥有了不同的时间
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●6.5长度收缩
依据狭义相对论的基本原理和洛伦兹变换,空间长度是会随着参考系之间的速度变化而变化的
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●6.6时间延缓
依据狭义相对论基本原理,不同参考系拥有了不同的时间,时间走得快慢,由参考系间相对运动速度决定
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●6.7相对论性动量和能量
依据狭义相对论,质量会随着速度增大而增大,同时讲解质量和能量之间的一个转换式——质能方程
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第七章量子物理基础
介绍了量子论诞生的历程,以及量子论正确性的实验证明,和人们逐步深入的接受并开始应用量子思想的过程和成果
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●7.1黑体 黑体辐射规律
本节讲授黑体的概念和模型,黑体辐射的概念和规律,科学家研究热辐射的简单历程
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●7.2普朗克量子假设
热辐射公式遇到的困难,普朗克提出量子假设的历程
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●7.3光电效应
光电效应的实验现象,光电效应在经典物理中遇到的困难,爱因斯坦方程的提出,以及爱因斯坦是如何利用量子思想解释光电效应的
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●7.4光的波粒二象性
本届讲述光学的发展历史中“波动学说”和“粒子学说”的斗争,最后爱因斯坦是以什么作为理论基础提出光的波粒二象性的
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●7.5康普顿效应
康普顿所做实验的实验现象,实验原因的分析,对光的粒子性的有力证明
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●7.6氢原子的玻尔理论
本节讲授,氢原子光谱的规律被发现的同时电子也被发现了,人们试图猜想原子结构,可是汤姆孙的“葡萄干蛋糕模型”被证明是错的,卢瑟福的“有核模型”存在缺陷,最后玻尔引入量子论,提出假设,修正了有核模型
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●7.7德布罗意波
德布罗意的博士毕业论文选择了一个全新的视角,他将爱因斯坦的波粒二象性的公式反过来应用到实物粒子上,他猜想实物粒子也会有波动性,于是提出物质波的概念