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第一章电学
本章讲述了静电场的两个基本规律:高斯定理和安培环路定理,以及静电场中导体和电介质的电场和电荷分布规律。
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●1.1静电场的高斯定理
本节介绍了关于电场的普遍的基本规律——高斯定理,以及它的一个重要应用,利用高斯定理求静电场的分布。
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●1.2静电场的保守性
本节介绍了静电场做功与路径无关的特点——静电场的保守性,以及静电场的安培环路定理。
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●1.3电势差和电势
本节介绍了静电场的电势差和电势,并讨论了电势零点的选择。
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●1.4导体的静电平衡
本节介绍了静电场中导体的电场和电荷分布规律。
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●1.5电介质的极化
本节介绍了电介质的微观结构与分类,并讨论了把它们放到静电场中时发生的极化现象。
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●1.6电介质中的高斯定理
本节引入了电位移矢量,并介绍了电介质中的高斯定理。
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●1.7电容器和它的电容
本节介绍了电容器的电容定义,以及三种常见电容器的电容公式。
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第二章磁学
本章主要学习磁现象的基本实验和基本规律,主要讲授了稳恒电流的磁场,带电粒子在磁场中的运动和磁介质的基本分类和性质应用等。主要内容包括计算电流磁场的毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律及其应用,带电粒子和电流在磁场中的受力,霍尔效应,物质磁性的起源和磁介质的分类,重点讲授了铁磁质的性质和应用,并由积分形式的麦克斯韦方程组导出了电磁场量在介质分界面上的边值关系和边界条件,作为扩展进一步讲授了超导体的电磁性质和应用。
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●2.1毕奥-萨伐尔定律
本节介绍了计算电流元产生磁场的毕奥-萨伐尔定律
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●2.2毕奥-萨伐尔定律的应用
本节给出了毕奥-萨伐尔定律的应用,并举多个例子计算了典型电流分布所产生的磁场
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●2.3安培环路定理
本节介绍了安培环路定理,并验证了其成立的条件
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●2.4带电粒子在磁场中的运动
本节介绍了带电粒子在磁场中的运动,并给出了磁约束的应用举例
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●2.5载流导线在磁场中的受力——安培力
本节给出了载流导线在磁场中的受力和力矩,并计算了电子轨道磁矩,介绍了分子电流假说
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●2.6霍尔效应
本节介绍了经典的霍尔效应及其应用,并简要说明了量子霍尔效应
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●2.7物质磁性
本节介绍了物质的磁性差别的原因及磁介质的基本分类。
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●2.8抗磁质
本节介绍了物质产生抗磁性的原因,重点解释了电子的拉莫尔进动模型。
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●2.9铁磁质
本节介绍了铁磁质的磁畴概念,阐述了铁磁质的特点及应用。
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●2.10磁介质中的安培环路定理
本节介绍了有磁介质存在时适用的安培环路定理,并通过例题介绍了由此公式求解有磁介质的磁感应强度的过程。
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●2.11电磁场的边值关系
本节利用积分形式的麦克斯韦方程组推导了电场和磁场的边界条件
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●2.12超导体的电磁性质
本节介绍超体的基本电磁性质和应用,并简要说明了超导体的形成机制
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第三章电磁学
本章介绍了法拉第电磁感应定律,并对感应电流、感应电荷等相关概念做了讨论,介绍了楞次定律及其应用;详细分析了动生电动势和感生电动势的概念及计算,简要介绍了涡电流及应用;讨论了自感和互感的概念及相关计算,简要介绍了自感和互感现象的应用;以自感线圈为例,讨论了自感磁能和磁场能量的相关概念及计算;最后介绍了位移电流及全电流的概念,总结出了全电流环路定律,简要介绍了麦克斯韦方程组的积分形式。
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●3.1法拉第电磁感应定律
本节从电磁感应现象出发,引入了法拉第电磁感应定律,并对感应电流、感应电荷以及感应电动势的方向做了讨论,最后介绍了楞次定律。
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●3.2动生电动势
本节介绍动生电动势的产生原因及动生电动势的计算。
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●3.3感生电动势 涡旋电场
本节从麦克斯韦假设出发,引入了感生电动势和感生电场的概念,并讨论了感生电场与静电场的异同,介绍了涡电流的概念及应用。
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●3.4自感
本节介绍自感现象,以及自感系数和自感电动势,重点讨论自感系数的计算,并介绍了自感现象的应用及危害。
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●3.5互感
本节介绍互感现象,以及互感感系数和自感电动势,重点讨论互感系数的计算。
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●3.6磁场的能量
本节以自感线圈为例,介绍了自感磁能和磁场能量密度的概念,并讨论了磁场能量的计算。
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●3.7位移电流 全电流环路定律 麦克斯韦方程组的积分形式
本节介绍了位移电流,位移电流密度以及全电流的概念,分析了位移电流与传导电流的异同,总结出了全电流环路定律,最后介绍了麦克斯韦方程组的积分形式。
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●3.8电磁波的性质
本节介绍了电磁波的产生及电磁波的基本性质。
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第四章光学
本章主要介绍了光的波动特性,包括光的干涉、光的衍射和光的偏振。重点介绍了波动光学中的几个概念,如光程的概念、惠更斯-菲涅耳原理和偏振的概念等;也介绍了一些重要的光学实验装置及特点,如杨氏双缝干涉、劈尖干涉、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射和偏振片等;最后也对波动光学的应用做了相应的介绍。
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●4.1光程
本节介绍波动光学中非常重要的物理概念——光程,以及不同介质中两束光的光程差概念。
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●4.2杨氏双缝干涉
本节介绍分波阵面法获得相关光的典型实验装置——杨氏双缝干涉,并讨论了双缝干涉的条纹特点、干涉条件和应用等。
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●4.3薄膜干涉
本节介绍分振幅法获得相干光的干涉原理,分析了薄膜干涉的光程差公式和干涉条件,并介绍了薄膜干涉在镀膜技术中的应用。
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●4.4劈尖干涉
本节介绍等厚干涉的典型实验装置——劈尖干涉,讨论了等厚干涉的条纹特点和干涉条件,并介绍了劈尖干涉的应用。
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●4.5惠更斯-菲涅耳原理
本节介绍光的衍射现象、衍射过程遵循的基本原理——惠更斯-菲涅耳原理,以及衍射的分类。
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●4.6单缝夫琅禾费衍射
本节介绍光的衍射中的单缝夫琅禾费衍射装置,介绍了利用半波带法分析条纹,并讨论了其衍射的条纹特点。
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●4.7光学仪器的分辨本领
本节介绍瑞利判据和光学仪器分辨本领、分辨率的概念,分析了提高望远镜和显微镜等光学仪器分辨本领的方法。
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●4.8光栅衍射
本节介绍光栅这种重要的光学元件,以及光栅衍射的原理和条纹特点。
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●4.9光的偏振
本节介绍偏振的概念、偏振光的分类和获得偏振光的方法。
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●4.10马吕斯定律
本节介绍线偏振光经过偏振片前后光强变化满足的规律——马吕斯定律。
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●4.11布儒斯特定律
本节介绍光在入射到介质分界面时,反射光和折射光的偏振化状态,以特殊角度布儒斯特角入射时的反射光和折射光的偏振状态。
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●4.12双折射现象
本节介绍在双折射晶体中的双折射现象,以及两束折射光线的偏振状态,特别介绍了尼科尔棱镜这种光学器件的工作原理。
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第五章狭义相对论
本章介绍了狭义相对论的两个基本假设、洛伦兹变换关系式,介绍了狭义相对论时空观的几个重要特性。
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●5.1狭义相对论的两个基本假设
了解相对论产生的背景和爱因斯坦提出的狭义相对论的两个基本假设
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●5.2同时性的相对性
狭义相对论时空观之同时性的相对性
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●5.3长度收缩
狭义相对论时空观之长度收缩
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●5.4时间延缓
狭义相对论时空观之时间延缓
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第六章量子力学
量子力学基础描述微观粒子运动状态,介绍量子化的起源,以及波粒二象性的发现过程,波函数及其概率解释。
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●6.1黑体辐射
本节介绍黑体辐射的概念以及辐射能量分布曲线的规律。重点要掌握普朗克能量子假设,以及普朗克黑体辐射公式。
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●6.2光电效应
本节介绍光电效应的实验规律,爱因斯坦的光量子理论以及光电方程。
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●6.3德布罗意物质波
本节介绍德布罗意物质波的假设以及相应的实验验证,微观粒子具有波粒二象性。
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●6.4波函数及其概率解释
本节介绍微观粒子运动状态的描述,引入波函数及其概率解释。
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第七章固体物理
固体物理学基础,晶体结构的描述
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●7.1晶向和晶面
晶向和晶面描述
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●7.2倒格子
倒格子描述
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●7.3杂化轨道理论
本节介绍了杂化轨道理论
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第八章粒子物理、核物理
本章介绍了基本粒子的种类及粒子物理中粒子的分类、粒子物理中和粒子反应所遵循的部分守恒定律以及四种基本相互作用和标准模型的概念。
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●8.1粒子及其分类
本节介绍基本粒子的种类及粒子物理中粒子的分类。
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●8.2守恒定律
本节介绍粒子物理中和粒子反应所遵循的部分守恒定律。
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●8.3基本相互作用与标准模型
本节介绍四种基本相互作用以及标准模型的概念。
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第九章天体物理
本章介绍了星体从分子云开始到白矮星的演化过程、广义相对论的广义相对性原理和等效原理以及普通物质的构成及暗物质、暗能量和大爆炸宇宙学模型。
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●9.1星体的演化
本节介绍了星体从分子云开始到白矮星的演化过程。
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●9.2广义相对论基础
本节介绍了广义相对论的广义相对性原理和等效原理。
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●9.3宇宙学简介
本节介绍了普通物质的构成及暗物质、暗能量和大爆炸宇宙学模型。