大学物理学(下)(微课版)

颜晓红，教授，江苏大学校长，主要研究方向为高校教育管理和凝聚态物理学。先后入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、江苏省“333人才工程”，是国务院享受政府特殊津贴的专家，江苏省有突出贡献的中青年专家，江苏省“青蓝工程”学术带头人培养对象，湖南省优秀教师，全国优秀博士学位论文指导教师，兼任教育部大学物理课程教学指导委员会副主任委员、中国电子教育学会副会长、中国计算物理学会理事。主持国家新工科教学改革与实践研究项目“新工科理念下新卓越工程人才四维度交融培养模式改革与实践”（结题结论：优秀）、国家教改课题“教育部新世纪高等教育教学改革‘工科物理理论课与实验课的整体优化’”、全国学位与研究生教育学会研究课题“从高校优秀博士学位论文培育效果看博士学位论文质量提高的制度建设”、国务院学位办委托的“第二批国外著名高校办学状况调查”项目 “英国Cranfield University”分课题、江苏省教育厅重点教改课题“国际化视域下理工科青年学生文化自信重塑及其路径依赖研究”和“电子类个性化创新能力培养模式的研究与实践”。主编出版《工科物理教程》教材一套，主审出版国家规划教材《大学物理学》三套，出版“十一五”国防特色专著《纳米物理学》一部。

第三篇 电磁学

第　9 章静电场

9．1　电荷、 库仑定律及电场强度 4

一、　电荷 4

二、　库仑定律 5

三、　电场强度 5

四、　电场强度的计算 6

9．2　静电场的高斯定理 11

一、　电场线 11

二、　电通量 12

三、　高斯定理 13

四、　高斯定理的应用 14

9．3　静电场力做功及电势 17

一、　静电场力做功 17

二、　静电场的安培环路定理 18

三、　电势能 19

四、　电势和电势差 19

五、　电势的计算 20

9．4　等势面及电场强度和电势的关系 23

一、　等势面 23

?　二、 电场强度和电势的关系 23

9．5　静电场中的导体 24

一、　导体的静电平衡 24

二、　静电平衡时导体的电荷分布 25

三、　静电屏蔽 26

四、　有导体存在时的静电场分布 27

9．6　静电场中的电介质 28

一、　电介质 28

二、　电介质中的高斯定理 29

9．7　电容器和静电场能量 31

一、　电容 31

二、　电容器 32

三、　电容器储能 33

四、　静电场能量 34

本章提要　35

本章习题　38

43

第　10 章稳恒磁场

10．1　电流和电动势 44

一、　电流 44

二、　电动势 45

10．2　磁场和磁感应强度 46

一、　基本的磁现象 46

二、　磁感应强度 47

三、　毕奥－萨伐尔定律 48

1

四、　毕奥－萨伐尔定律应用实例 49

10．3　磁场中的高斯定理和安培环路定理53

一、　磁通量 53

二、　磁场中的高斯定理 54

三、　磁场中的安培环路定理 54

四、　安培环路定理的应用 56

10．4　磁场对载流导线的作用 59

一、　安培定律 59

二、　磁场对载流线圈的作用 61

三、　磁力做功 63

10．5　磁场对运动电荷的作用 65

一、　洛伦兹力 65

二、　带电粒子在匀强磁场中的运动 66

三、　霍尔效应 68

10．6　磁介质 70

一、　磁介质的分类 70

?　二、 抗磁质与顺磁质的磁化 71

?　三、 磁化强度 73

四、　磁介质中的安培环路定理 73

五、　磁感应强度和磁场强度的关系 75

六、　铁磁质 77

本章提要　81

本章习题　82

第　11 章变化的电磁场

11．1　电磁感应定律 92

一、　电磁感应现象和感应定律 92

二、　楞次定律 94

11．2　动生电动势和感生电动势 96

一、　动生电动势 96

二、　感生电动势 99

11．3　自感和互感 101

一、　自感现象和自感电动势 101

二、　互感现象 103

11．4　磁场能量 104

一、　自感线圈磁能 104

二、　磁场的能量密度 105

11．5　位移电流和麦克斯韦方程组 106

一、　电磁场的基本规律 106

二、　位移电流 107

三、　全电流的安培环路定理 108

四、　麦克斯韦方程组 109

本章提要　111

本章习题　112

第四篇　光学

?　第 12 章几何光学

12．1　几何光学基本定律 120

一、　光的传播规律 120

二、　全反射 121

12．2　光在平面上的反射和折射 121

一、　光在平面上的反射 121

二、　光在平面上的折射 122

12．3　光在球面上的反射和折射 122

一、　光在球面上的反射 122

二、　光在球面上的折射 123

12．4　薄透镜 124

12．5　常见光学仪器 126

一、　显微镜 126

二、　望远镜 127

三、　照相机 127

本章提要　128

本章习题　129

131

第　13 章波动光学

13．1　普通光源的发光机制及相干光 132

一、　普通光源的发光机制 132

二、　相干光 132

13．2　光程与光程差 133

13．3　分波阵面干涉 135

一、　杨氏双缝干涉 135

二、　劳埃德镜 138

13．4　分振幅干涉 138

一、　薄膜等倾干涉 139

二、　薄膜等厚干涉 142

13．5　迈克耳孙干涉仪 145

13．6　菲涅耳衍射 146

一、　惠更斯－菲涅耳原理 146

二、　单缝菲涅耳衍射 147

13．7　夫琅禾费衍射 148

一、　单缝夫琅禾费衍射 148

二、　圆孔衍射 152

三、　光栅衍射 154

?13．8　Ｘ 射线衍射 157

13．9　光的偏振 158

一、　光的偏振性 158

二、　马吕斯定律 160

三、　反射光和折射光的偏振 161

?13．10　双折射现象 163

一、　光的双折射现象 163

二、　人工双折射 164

?13．11　旋光现象 165

本章提要　166

本章习题　167

第五篇　量子力学

第　14 章量子力学简介

14．1　黑体辐射和普朗克能量子假设 176

一、　黑体辐射问题 176

二、　斯特藩－玻尔兹曼定律、 维恩位移定律和瑞利－金斯公式 177

三、　普朗克能量子假设和普朗克黑体辐射公式 178

14．2　光电效应和光的波粒二象性 179

一、　光电效应 179

二、　光子和光电效应方程 180

三、　光的波粒二象性 182

四、　康普顿效应 182

14．3　玻尔氢原子理论 186

一、　氢原子光谱的实验规律 186

二、　玻尔的氢原子理论 187

14．4　德布罗意波 190

一、　德布罗意波的实验验证 191

二、　德布罗意波的统计解释 193

14．5　不确定关系 193

14．6　波函数和薛定谔方程 195

一、　波函数和概率密度 195

二、　薛定谔方程 197

?14．7　薛定谔方程在几个一维问题中的应用 199

一、　一维无限深方势阱 199

二、　隧道效应 201

14．8　量子理论对氢原子的应用 202

一、　氢原子的薛定谔方程 202

二、　3 个量子数 203

三、　氢原子在基态时的径向

波函数和电子的分布概率　205

14．9　多电子原子的电子分布 207

一、　电子的轨道磁矩 207

二、　斯特恩－格拉赫实验 208

三、　电子自旋 210

四、　原子的壳层结构 211

本章提要　213

本章习题　217

第　15 章量子力学新应用

15．1　激光 221

一、　激光的基本原理 221

二、　激光器 225

三、　激光的特性 227

?　四、 激光的应用 227

15．2　固体的能带结构 229

一、　晶体结构和晶体分类 229

二、　固体的能带 230

三、　导体和绝缘体 233

四、　半导体 235

15．3　超导电性 239

一、　超导的基本特性 239

二、　超导的微观机制 241

三、　超导材料的分类 243

四、　超导理论新动向 245

五、　超导电性在工业上的应用 245

15．4　纳米材料 247

一、　纳米材料学 247

二、　纳米科技的其他主要领域 251

本章提要　252

本章习题　255

1.侧重知识的应用性，弱化不必要的理论推导过程，侧重物理思维和实验能力的培养，侧重与专业的结合。

2.案例丰富、生动，具有时代特色。

3.增设课程思政栏目，创新融合物理故事与知识，弘扬爱国精神与奋斗精神。

4.重视教师服务，配套完备的教育服务资源。

本书分为上、下两册，上册包括力学基础和热学两大部分；下册包括电磁学、光学和量 子力学三大部分．本册为下册，共7章，主要内容包括静电场、稳恒磁场、变化的电磁场、几何光学、波动光学、量子力学、量子力学新应用等． 本书采用经典知识体系，反映新科技发展方向，注重体现各部分知识之间的内在联系，同时保持难度适中．本书结构清晰、表述精练，理论与实际结合紧密；本书的重点和难点内 容被录制成微课视频进行讲解，方便学生自学． 本书可作为高等院校理工类专业大学物理课程的教材。