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第三部分 光学497

第十五章 光的干涉497

§15-1 光学概论497

一 从经典光学到现代光学497

二 光的电磁理论498

三 光波的描述501

§15-2 光波的相干叠加502

一 光波叠加原理502

二 光波的叠加503

三 相干条件504

四 光程和光程差505

§15-3 分波前干涉506

一 杨氏实验506

二 菲涅耳双面镜和劳埃镜509

三 干涉条纹的可见度 光源的宽度和单色性510

一 薄膜干涉516

§15-4 分振幅干涉516

二 等倾干涉517

三 等厚干涉520

四 迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗干涉仪522

习题528

第十六章 光的衍射531

§16-1 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理531

一 光的衍射现象及其分类531

二 惠更斯-菲涅耳原理532

§16-2 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射533

一 单缝的夫琅禾费衍射533

二 圆孔的夫琅禾费衍射537

三 光学仪器的分辨本领538

§16-3 光栅542

一 光栅的构成542

二 光栅衍射图样542

三 光栅衍射图样的特点545

四 光栅光谱546

一 X射线的发现和应用549

§16-4 X射线在晶体上的衍射549

二 布拉格条件551

三 电子衍射和中子衍射552

四 劳厄相和德拜相553

§16-4 现代光学555

一 全息照相555

二 傅里叶光学 光学信息处理560

习题564

一 光的偏振态567

第十七章 光的偏振567

§17-1 自然光和偏振光567

二 自然光568

三 线偏振光 马吕斯定律568

四 部分偏振光569

五 椭圆偏振光和圆偏振光570

§17-2 偏振光的产生和检验573

一 光在反射和折射时的偏振 波片堆573

二 二向色性和偏振片575

三 晶体的双折射和偏振元件576

四 偏振光的获得和检验581

§17-3 偏振光的干涉583

一 偏振光的干涉现象583

二 偏振光的干涉 色偏振584

三 光弹效应和电光效应585

§17-4 旋光现象588

一 晶体和溶液的旋光性588

二 磁致旋光590

习题591

第十八章 光的吸收、散射和色散593

§18-1 光的吸收593

一 吸收定律593

二 一般吸收和选择吸收595

三 吸收光谱596

§18-2 光的散射598

一 光的散射现象及其分类598

二 瑞利散射定律599

三 散射光的强度和偏振状态599

四 拉曼散射601

一 光的色散 棱镜光谱仪604

§18-3 光的色散604

二 正常色散607

三 反常色散608

§18-4 非线性光学610

一 非线性光学现象610

二 非线性光学现象的解释611

习题613

§19-1 从经典物理学到前期量子论615

第四部分 量子力学615

第十九章 从经典物理学到量子力学615

一 黑体辐 射普朗克的能量子假说616

二光电效应 爱因斯坦的光量子论623

三原子结构和原子光谱 玻尔的量子论629

§19-2 量子力学的建立和发展636

一 海森伯矩阵力学的提出636

二 德布罗意波 薛定谔波动力学的提出637

三 量子理论的发展638

习题642

第二十章 波函数与薛定谔方程645

§20-1 波函数的统计诠释645

一 概率波645

二 统计诠释及其它物理条件对波函数提出的要求648

三 概率的基本概念及运算650

§20-2 力学量的统计不确定性652

一 不确定性原理652

二 动量分布概率653

三 力学量的平均值 算符的引进655

§20-3 态叠加原理658

一 量子态及其表象658

二 态叠加原理659

§20-4 薛定谔方程662

一 薛定谔方程的引进662

二 定域的概率守恒664

三 定态薛定谔方程666

一 无限深方势阱 离散谱668

§20-5 一维定态问题668

二 线性谐振子671

三 方势垒的穿透 隧道效应675

习题682

第二十一章 力学量与本征态685

§21-1 力学量用算符表达685

一 力学量用算符表达685

二 经典分析力学中的哈密顿量687

三 量子力学中的哈密顿量 薛定谔方程的普遍形式692

§21-2 本征值和本征函数 线性厄米算符693

一 力学量算符的本征值方程693

二 线性厄米算符695

三 厄米算符的性质 厄米算符与力学量698

§21-3 厄米算符的对易关系700

一 算符的一般运算规则和对易式700

二　量子力学的基本对易式702

三　角动量算符各分量之间的对易式703

一 不同力学量同时有确定值的条件　共同本征函数705

§21-4　共同本征函数705

二　角动量（？2,？z）的共同本征函数　球谐函数706

三 力学量完全集　本征函数的完全性707

四　狄拉克符号709

五　占有数表象710

§21-5 力学量随时间的变化　守恒量与对称性713

一 力学量平均值随时间的变化713

二　守恒量714

三　守恒量与对称性715

§21-6　量子力学的基本假设720

习题721

第二十二章　有心力场和电磁场中的粒子723

§22-1 粒子在有心力场中的运动723

一 角动量守恒与力学量完全集723

二　径向方程与能量本征值723

§22-2 氢原子的能级和能量本征函数725

一 两体问题化为单体问题725

二　氢原子的径向方程和能量本征值727

三　氢原子的能量本征函数730

§22-3　氢原子和类氢离子的结构与性质732

一 氢原子的能级特点及简并度732

二　氢原子波函数及概率的分布734

三　氢原子的电流分布与磁矩740

四　类氢离子743

§22-4　粒子在电磁场中的运动743

一 有电磁场情况下的薛定谔方程743

二　A-B效应745

三　正常塞曼效应747

习题750

第二十三章 自旋和全同粒子751

§23-1 电子自旋751

一　电子自旋假设751

二　电子自旋态的描述754

三 自旋算符与泡利矩阵755

四 自旋轨道耦合　总角动量758

五 电子自旋对正常塞曼效应的影响以及反常塞曼效应760

六 电子顺磁共振和核磁共振762

§23-2　全同粒子系和原子组态763

一 全同粒子系的交换对称性763

二　全同粒子系的波函数　泡利不相容原理766

三　两个电子的自旋三重态和单态　正氦和仲氦769

四 元素周期表　原子的电子壳层结构772

§23-3　分子和晶体775

一 氢分子和共价键775

二 氢键778

三　杂化轨道理论779

习题781

第二十四章　微扰论和量子跃迁783

§24-1　定态微扰论783

一 非简并定态微扰论783

二　简并定态微扰论786

§24-2　含时微扰论和量子跃迁793

一　体系状态随时间的演化793

二　含时微扰论794

三　量子跃迁和跃迁概率796

§24-3　光的吸收和辐射797

一 光的吸收和受激辐射798

二　电偶极辐射的选择定则801

三 自发辐射802

§24-4　激光的基本原理804

一 受激辐射光放大与粒子数反转804

二　光学共振腔806

三　激光的纵模807

五　激光的应用809

四 激光器809

第五部分　热物理学811

第二十五章　热力学基础811

§25-1　热物理学概述811

§25-2　热力学平衡的基本概念812

一　热力学系统的平衡态812

二　态参量和态函数813

三　热力学第零定律　温度814

四　物态方程819

一　热力学过程824

§25-3 热力学第一定律824

二 功825

三　热力学第一定律827

四 内能的全微分和热容829

五 焓831

六　气体的态函数和热力学过程832

习题844

§26-1 统计物理学的基本概念849

一 系统的微观运动状态及其描述849

第二十六章　统计物理学基础849

二　等概率假设852

三 三类系统的分布和微观态数855

§26-2　最概然分布860

一 玻耳兹曼分布860

二　玻色分布和费米分布862

三　经典极限条件和能量连续条件863

习题868

一　微观态数与无序度869

第二十七章　热力学第二定律和第三定律869

§27-1 熵869

二　微观态数随能量的变化870

三　趋向热平衡及β的物理意义872

四　熵的概念874

五　熵变公式的推广876

§27-2　热力学第二定律878

一 可逆过程与不可逆过程878

二　热力学第二定律的表述881

三　过程的方向883

四　熵变的计算885

五　热机效率和卡诺定理886

六　热力学温标888

§27-3 自由能和吉布斯函数893

一　热平衡的熵判据893

二 亥姆霍兹自由能或自由能893

三　吉布斯函数或吉布斯自由能894

四 开系和多元系的热力学基本方程　化学势895

一　能斯特定理897

§27-4　热力学第三定律897

二　绝对零度不能达到原理898

三 负温度899

习题902

第二十八章　均匀物质的统计热力学903

§28-1　热力学函数903

一 态函数的全微分和麦氏关系903

二　基本热力学函数的确定905

三　特性函数907

§28-2　玻耳兹曼统计908

一 热力学量的统计表达式908

二　经典理想气体的热力学函数和速度分布911

三　能量均分定理　气体的热容916

四　固体的热容919

§28-3　玻色统计和费米统计922

一 热力学量的统计表达式922

二　声子和元激发925

三　玻色-爱因斯坦凝聚　液氦的超流动性932

四 金属中的自由电子气体941

五 能带论948

六　非晶体、准晶和富勒烯951

七 元激发和对称破缺952

习题955

第二十九章　相变和临界现象959

§29-1 单元系的相变及其分类959

一 单元复相系的平衡条件959

二 单元复相系的平衡性质961

三　相变的分类965

四 液晶及其相变967

§29-2　临界现象969

一 气液相变的临界现象969

二 气液相变以外的连续相变现象973

三　平均场理论976

四 相变理论的发展981

习题988

一 气体分子运动的简化模型989

第三十章　非平衡热力学和统计物理学989

§30-1 气体输运过程的宏观规律和微观解释989

二　粘滞现象992

三　热传导现象995

四　扩散现象996

五　气体的输运过程与态参量之间以及各种输运过程之间的关系998

§30-2　玻耳兹曼积分微分方程和H定理1000

一 玻耳兹曼积分微分方程1000

二　H定理1003

§30-3　耗散结构1005

一 自组织现象1006

二　开系的熵变和非平衡态1010

三　耗散结构的形成和应用1013

附录1019

附表1 基本物理常量1986年的推荐值1019

附表2　保留单位和标准值1019

索引1021